專利名稱：低溫等離子體工業廢氣凈化方法及成套設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及環保技術領域，特別是涉及一種低溫等離子體工業廢氣凈化方法及成 套設備。
背景技術：
工業廢氣造成的環境污染是目前環境污染的重要來源之一。工業廢氣中大量對人 體有害的有機物和無機物直接排放到大氣中，會對環境和人的身體造成嚴重的危害。隨著 工業社會化程度的不斷提高，人們環保意識也日益增強，節能減排日益成為一個人們重點 關注的領域，在廢氣凈化的過程中，傳統方法通常采用噴淋吸收、催化燃燒、活性炭吸附等 幾種方式，雖然能對廢氣中所含有的危害環境和人體健康的物質進行吸收或者分解，但存 在著凈化不徹底、運行費用高等諸多不利因素。而采用低溫等離子體技術去分解各類氣態污染物分子是一種新型的工業廢氣凈 化方法。中國專利申請98225645. 0記載了一種等離子體綜合凈化裝置。其凈化單元體由兩塊正極板和兩塊負極板固定對應的正極和負極組成，正、負電 極分別組成正極方陣和負極方陣，電極形狀可以是金屬管、棒、條、絲之一種，電器部分由等 離子發生、控制電路為主組成，電源采用雙電源供電方式。該凈化裝置可以根據廢氣的成 份、濃度、流量等指標設計成不同規模、不同功率的產品，凈化效果良好。廣泛適用于石化、 化工、醫藥、塑膠、印刷等行業產生的各類揮發性有機污染物(V0C)的領域。中國專利申請200620045370. 8和200710022826. 8等公開文件中還記載了其他兩 種類似的采用等離子方法進行廢氣凈化的裝置。現有技術的缺點在于；1)輝光放電等離子體凈化設備對進氣要求很高，不能有粉 塵雜質，清洗很困難。2)發射功率不夠，不能瞬間打開廢氣分子的化學鍵能。3)光觸媒的 等離子體長時間運行后催化劑老化不易更換。4)目前市場上還沒有電暈放電形式的低溫等 離子體廢氣凈化設備，更沒有大規模、大功率、的此類產品。
發明內容為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種低溫等離子體工業廢氣凈化方 法及成套設備，該方法和設備可以根據工業上的實際需要調整低溫等離子體凈化器的規 模，兼顧廢氣處理的安全和效率，適宜在工業廢氣處理方面推廣和應用。一種低溫等離子體工業廢氣凈化方法，包含如下步驟將待處理的工業廢氣通過一第一噴淋塔進行第一級凈化，第一級凈化主要為除 塵、降溫、防爆、洗滌等；將經過第一級凈化的工業廢氣通入一低溫等離子體凈化裝置進行第二級凈化，該 步驟為整套凈化技術的核心；以及將經過第二級凈化的工業廢氣通過一第二噴淋塔進行第三級凈化，第三級凈化主 要是吸收和洗滌；
其中，所述低溫等離子體凈化裝置與所述第二噴淋塔之間設置有一風機，以保證 整套凈化裝置始終處于負壓狀態下的完全凈化。所述低溫等離子體凈化裝置由若干低溫等離子體凈化倉組成，這些低溫等離子體 凈化倉之間能夠串聯連通和并聯連通，并能保證廢氣進入后有必要的停留時間。一種低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，至少包含第一噴淋塔、低溫等離子體 凈化裝置、風機和第二噴淋塔，所述第一噴淋塔、低溫等離子體凈化裝置、風機和第二噴淋 塔依次順接，其特征在于，所述低溫等離子體凈化裝置由若干低溫等離子體凈化倉組成，這 些低溫等離子體凈化倉之間能夠串聯連通和并聯連通。作為可選的技術方案，每個所述低溫等離子體凈化倉包含多個發射板，所述發射板與設備電源的正極電連接；多個接收板，所述接收板與設備電源的負極電連接，所述多個發射板與多個接收 板呈插指狀相互交錯布置；接收板連接梁，所述接收板固定并電連接至接收板連接梁；發射板連接梁與發射板連接桿，所述發射板固定并電連接至發射板連接桿，發射 板連接桿進一步固定并電連接至發射板連接梁；多個絕緣瓷瓶，所述絕緣瓷瓶一端與接收板連接梁固定，另一端與發射板連接梁 固定。其中，所述發射板的兩個與接收板相對的表面上均設置有多個發射絲，所述發射 絲的材料為金屬。所述設備進一步包括活動軌道連接瓷瓶。作為又一種可選的技術方案，每個所述低溫等離子體凈化倉包含多個等離子腔體，每個等離子腔體均包括一中空的接收極管和一嵌套于接收極管 之中的發射極管，所述多個等離子腔體的接收極管和發射極管相互平行設置；接收極管骨架，所述接收極管骨架為金屬框架，機械并電連接每個等離子體腔體 的接收極管；發射極管骨架，所述發射極管骨架為金屬框架，機械并電連接每個等離子體腔體 的發射極管；多個絕緣裝置，所述絕緣裝置一端連接至接收極管骨架，另一端連接至發射極管 骨架。其中，所述發射極管表面設置有多個發射絲。所述絕緣裝置包含絕緣瓷瓶、瓷瓶負極套管和瓷瓶正極套管；所述瓷瓶負極套管 和瓷瓶正極套管套于絕緣瓷瓶的外圍，并彼此相對；瓷瓶正極套管的外徑小于瓷瓶負極套 管的內徑，并深入至瓷瓶負極套管之中；所述瓷瓶負極套管的底部具有孔洞。所述絕緣裝置進一步包含瓷瓶正極套管發射絲，所述瓷瓶正極套管發射絲置于瓷 瓶正極套管深入至瓷瓶負極套管部分的外側壁。所述發射極管骨架包括發射極管主梁與發射極管次梁；所述發射極管次梁為多個
平行設置的金屬桿，分別與發射極機械連接；所述發射極管主梁為兩根平行設置的金屬管，
所述發射極管主梁與發射極管次梁垂直設置并機械連接，所述絕緣裝置連接至發射極管主 M
7TC。所述設備進一步包括移動軌道絕緣瓷瓶。
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本發明的有益效果在于，采取上述技術方案對工業廢氣進行三級凈化，使得凈化 效果徹底且保證安全；低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備的低溫等離子體凈化裝置為由 若干低溫等離子體凈化倉組成的低溫等離子體凈化倉組，這些低溫等離子體凈化倉之間通 過不同的串聯連通和并聯連通組合改變了對不同類型廢氣的凈化方式和時間，適用于各種 濃度和流量的廢氣處理。
圖1為本發明低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備的示意圖；圖2為本發明中低溫等離子體凈化器的一種具體實施方式
的立體圖；圖3為本發明中低溫等離子體凈化器的第二種具體實施方式
的立體圖。
具體實施方式下面結合附圖對本發明提供的低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備的具體實施 方式做詳細說明。參見圖1所示，一種低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，包含第一噴淋塔1、低 溫等離子體凈化裝置2、風機3和第二噴淋塔4。第一噴淋塔1、低溫等離子體凈化裝置2、 風機3和第二噴淋塔4依次順接，在本具體實施方式
中，低溫等離子體凈化裝置2為由四個 低溫等離子體凈化器A、B、C、D組成的低溫等離子體凈化器組，四個低溫等離子體凈化器A、 B、C、D之間能夠串聯連通和并聯連通。工業廢氣進入時，首先經過第一噴淋塔1，第一噴淋塔1主要起以下作用(1)安全阻隔作用有機廢氣一般都是易燃易爆氣體，生產工藝過程產生的廢氣 在凈化時偶爾會有一個不利因素產生如偶然的一次放電過程，在這里噴淋塔起一個安全 隔絕作用，阻止會燃。(2)噴淋降溫作用有些廢氣是通過加溫、發酵后產生的，當排放后還具有一定的 溫度，一般在200°C內，而低溫等離子體凈化時溫度不超過60°C，所以通過噴淋塔后可起到 水洗降溫的過程。(3)除塵、中和作用有些廢氣中含有粉塵，或者含有酸性成份，通過噴淋塔后都 可以除塵、中和。經過第一噴淋塔1處理過的廢氣進入低溫等離子體凈化裝置2中進行凈化，低溫 等離子體凈化裝置2的凈化作用機理包含兩個方面一是在產生等離子體的過程中，高頻 放電所產生的瞬間高能量能夠打開某些有害氣體分子的化學能，使之分解為單質原子或無 害分子，二是等離子體中包含大量的高能電子、正負離子、激發態粒子和具有強氧化性的自 由基，這些活性粒子和部分廢氣分子碰撞結合，在電場作用下，廢氣分子處于激發態，當廢 氣分子獲得的能量大于其分子鍵能的結合能時，廢氣分子的分子鍵斷裂，直接分解成單質 原子或由單一原子構成得無害氣體分子。同時產生的大量的-0H、-0等活性自由基和氧化 性極強的03，能與有害氣體分子發生化學反應，最后生成無害產物。在本具體實施方式
中，低溫等離子體凈化裝置2為由四個低溫等離子體凈化器A、 B、C、D組成的低溫等離子體凈化器組，四個低溫等離子體凈化器A、B、C、D之間能夠串聯連 通和并聯連通，當進入低溫等離子體凈化裝置2中的廢氣濃度較大，需要處理時間較長時，可以選擇將四個低溫等離子體凈化器A、B、C、D串聯連通，廢氣由低溫等離子體凈化器A進 入后依次經過低溫等離子體凈化器B、C、D，然后進入下一步凈化流程。當進入低溫等離子 體凈化裝置2中的廢氣濃度不大，無需處理較長時間時，為了提高效率，可以選擇將四個低 溫等離子體凈化器A、B、C、D并聯連通，例如，將低溫等離子體凈化器A、B連通，低溫等離子 體凈化器C、D連通，使得廢氣直接進入低溫等離子體凈化器A、B連通腔2a后，再進入低溫 等離子體凈化器C、D連通腔2b，這樣，所需的時間就比四個低溫等離子體凈化器A、B、C、D 串聯連通時節省了 1/2。根據需要，在具體實踐當中，低溫等離子體凈化器的數量和串并聯 組合方式還可以有多種。參見圖2所示，低溫等離子體凈化器的一種具體實施方式
為多個發射板10、多個 接收板20、接收板連接梁30、發射板連接梁41與發射板連接桿42、多個絕緣裝置50以及活 動軌道連接瓷瓶60。其中，發射板10、接收板20、接收板連接梁30、發射板連接梁41和發 射板連接桿42的材料均為金屬。發射板10與設備電源的正極電連接，所述接收板20與設備電源的負極電連接。多 個發射板10與多個接收板20呈插指狀相互交錯布置。在該裝置進行廢氣處理時，工業廢 氣流入發射板10和接收板20之間的空隙之中，在兩個極板之間通電之后，將廢氣中的有害 物質激發成等離子體，從而分解成水、二氧化碳以及其他無害的物質。此種插指狀的布置方 式充分利用了設備的現有空間，每兩個相鄰的極板之間都可以激發等離子體，因此有利于 提高等離子體的激發效率。并且此種插指狀的布置可以根據實際應用的需要增加或者減少 發射板10和接收板20的數量，做到靈活布置，滿足不同場合的需要。參見圖3所示，低溫等離子體凈化器的第二種具體實施方式
為多個等離子腔體 100、接收極管骨架200、發射極管骨架300、多個絕緣裝置400以及移動軌道絕緣瓷瓶500。所述多個等離子腔體100中，每個等離子腔體均包括中空的接收極管110和嵌套 于接收極管之中的發射極管120，所述多個等離子腔體的接收極管110和發射極管120相互 平行設置。所述發射極管120表面設置有多個發射絲，設置發射絲可以提高等離子發生裝 置的放電效率。所述接收極管骨架300為金屬框架，機械并電連接每個等離子體腔體100的接收 極管110。接收極管之間平行排列成一陣列，且彼此相互連接在一起，連接方式可以采取焊 接、鉚接或者螺接等本領域內常見的連接方式。接收極管骨架300圍繞所述陣列設置，并與 陣列最外圈的接收極管相連接，連接方式同樣可以靈活選擇。所述發射極管骨架300為金屬框架，機械并電連接每個等離子體腔體100的發射 極管120。發射極管骨架300包括發射極管主梁310與發射極管次梁320，所述發射極管次 梁320為多個平行設置的金屬桿，分別與發射極管120機械連接，所述發射極管主梁310為 兩根平行設置的金屬桿，所述發射極管主梁310與發射極管次梁320垂直設置并與發射極 管次梁320機械連接，所述絕緣裝置300連接至發射極管主梁310。采用主梁與次梁相結合 的技術方案的優點在于增加了發射極管骨架的強度，并方便與接收極管骨架相互連接，因 此是一種優選的技術方案。所述多個絕緣裝置400機械連接并電隔離接收極管骨架200和發射極管骨架300。 絕緣裝置400包括絕緣瓷瓶、瓷瓶負極套管420、瓷瓶正極套管430和瓷瓶正極套管發射絲。 瓷瓶負極套管420和瓷瓶正極套管430套于絕緣瓷瓶的外圍，并彼此相對。所述瓷瓶負極套管420、瓷瓶正極套管430采用金屬等導電材料制作，其作用在于隔離水汽，避免絕緣瓷 瓶在工作中表面吸附水汽而降低絕緣效果。繼續參見圖1，風機3安裝在低溫等離子體凈化裝置2的出口端，以確保整個凈化 過程始終處于負壓狀態，廢氣分子無外泄。第二噴淋塔4與風機3相連，其作用在于，很多有機類廢氣是不溶于水的，經過低 溫等離子體凈化后，大量的廢氣分子轉變為H20、co2等，少量的會轉變為溶于水的醇類等， 還有一些氣體會分解出酸，如苯及碳氫類物質被低溫等離子體凈化后會產生少量的醇類， 丙烯酸酯類、乙酸脂類被凈化后會分解出丙烯酸、乙酸等，他們都具備酸性特點，凈化過程 經過第二道噴淋塔加堿性水(pH= 11-13)洗滌后會進一步的吸收，達到完全凈化的目的。本發明采用低溫等離子體凈化成套設備，利用低溫等離子體凈化器的不同串并聯 組合模式，打破了以往傳統方法難以從根本上治理有機廢氣的瓶頸，并容防爆、除塵、降溫、 酸堿洗滌為一體，對高濃度、大流量的廢氣都能進行及時有效地處理，具有廣闊的運用前
景o以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為 本發明的保護范圍內。
權利要求
一種低溫等離子體工業廢氣凈化方法，其特征在于，包含如下步驟將待處理的工業廢氣通過一第一噴淋塔進行第一級凈化；將經過第一級凈化的工業廢氣通入一低溫等離子體凈化裝置進行第二級凈化；以及將經過第二級凈化的工業廢氣通過一第二噴淋塔進行第三級凈化；其中，所述低溫等離子體凈化裝置與所述第二噴淋塔之間設置有一風機，使所述低溫等離子體凈化裝置保持負壓狀態。
2.根據權利要求1所述的低溫等離子體工業廢氣凈化方法，其特征在于，所述低溫等 離子體凈化裝置由若干低溫等離子體凈化倉組成，這些低溫等離子體凈化倉之間能夠串聯 連通和并聯連通。
3.—種低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，至少包含第一噴淋塔、低溫等離子體凈 化裝置、風機和第二噴淋塔，所述第一噴淋塔、低溫等離子體凈化裝置、風機和第二噴淋塔 依次順接，其特征在于，所述低溫等離子體凈化裝置由若干低溫等離子體凈化倉組成，這些 低溫等離子體凈化倉之間能夠串聯連通和并聯連通。
4.根據權利要求3所述的低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，其特征在于，每個所 述低溫等離子體凈化倉包含多個發射板，所述發射板與設備電源的正極電連接；多個接收板，所述接收板與設備電源的負極電連接，所述多個發射板與多個接收板呈 插指狀相互交錯布置；接收板連接梁，所述接收板固定并電連接至接收板連接梁；發射板連接梁與發射板連接桿，所述發射板固定并電連接至發射板連接桿，發射板連 接桿進一步固定并電連接至發射板連接梁；多個絕緣瓷瓶，所述絕緣瓷瓶一端與接收板連接梁固定，另一端與發射板連接梁固定。
5.根據權利要求4所述的低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，其特征在于，所述發 射板的兩個與接收板相對的表面上均設置有多個發射絲，所述發射絲的材料為金屬。
6.根據權利要求3所述的低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，其特征在于，每個所 述低溫等離子體凈化倉包含多個等離子腔體，每個等離子腔體均包括一中空的接收極管和一嵌套于接收極管之中 的發射極管，所述多個等離子腔體的接收極管和發射極管相互平行設置；接收極管骨架，所述接收極管骨架為金屬框架，機械并電連接每個等離子體腔體的接 收極管；發射極管骨架，所述發射極管骨架為金屬框架，機械并電連接每個等離子體腔體的發 射極管；多個絕緣裝置，所述絕緣裝置一端連接至接收極管骨架，另一端連接至發射極管骨架。
7.根據權利要求6所述的低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，其特征在于，所述發 射極管表面設置有多個發射絲。
8.根據權利要求6所述的低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，其特征在于，所述絕 緣裝置包含絕緣瓷瓶、瓷瓶負極套管和瓷瓶正極套管；所述瓷瓶負極套管和瓷瓶正極套管 套于絕緣瓷瓶的外圍，并彼此相對；瓷瓶正極套管的外徑小于瓷瓶負極套管的內徑，并深入 至瓷瓶負極套管之中；所述瓷瓶負極套管的底部具有孔洞。
9.根據權利要求8所述的低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，其特征在于，所述絕 緣裝置進一步包含瓷瓶正極套管發射絲，所述瓷瓶正極套管發射絲置于瓷瓶正極套管深入 至瓷瓶負極套管部分的外側壁。
10.根據權利要求6所述的低溫等離子體工業廢氣凈化成套設備，其特征在于，所述發 射極管骨架包括發射極管主梁與發射極管次梁；所述發射極管次梁為多個平行設置的金屬 桿，分別與發射極機械連接；所述發射極管主梁為兩根平行設置的金屬管，所述發射極管主 梁與發射極管次梁垂直設置并機械連接，所述絕緣裝置連接至發射極管主梁。
全文摘要
本發明提供了一種低溫等離子體工業廢氣凈化方法及成套設備，該設備包含第一噴淋塔、低溫等離子體凈化裝置、風機和第二噴淋塔，所述第一噴淋塔、低溫等離子體凈化裝置、風機和第二噴淋塔依次順接，所述低溫等離子體凈化裝置由若干低溫等離子體凈化倉組成，這些低溫等離子體凈化倉之間能夠根據所處理的工業廢氣的成份、濃度、流量等不同特點進行串聯連通使用或并聯連通使用。本發明兼顧了廢氣處理的安全和效率，適宜在各類工業廢氣治理中進行推廣和應用。
文檔編號H05H1/46GK101884868SQ200910051030
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月12日 優先權日2009年5月12日
發明者金俊哲 申請人:上海乾瀚環保科技有限公司