專利名稱：一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于非熱等離子體發(fā)生和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
水資源污染是世界各國普遍面臨的急需解決的問題之一，且其惡化趨勢(shì)愈演愈烈，使得傳統(tǒng)生物化學(xué)處理技術(shù)難以完全解決水污染的諸多問題，如脫氮除磷、脫色除臭、殺菌去微生物、降解持久性有機(jī)污染物等。以液體內(nèi)埋入電極的高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體處理廢水，作為一項(xiàng)更有效和更低成本的治理技術(shù)，有著重要的實(shí)用價(jià)值。傳統(tǒng)高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體處理廢水是將地電極置于被處理的廢水中，直接以水作為一個(gè)間接電極，阻擋介質(zhì)放置于水表面與高壓電極之間，將水表面與高壓電 極隔開，在兩電極間施加高壓脈沖電壓時(shí)，電極間隙的氣體就會(huì)擊穿，產(chǎn)生了大量細(xì)微的快脈沖放電通道，在電子通過通道的過程中，一些激發(fā)態(tài)原子和分子會(huì)自發(fā)地發(fā)射紫外輻射。放電產(chǎn)生的低溫等離子體，作用于被處理的工業(yè)廢水和印染廢水中的難生物降解污染物，具有處理效果好、脫色迅速、無二次污染等特點(diǎn)。并且介質(zhì)阻擋放電具有均勻、漫散和穩(wěn)定的特點(diǎn)，在介質(zhì)阻擋放電過程中產(chǎn)生的電子能量遠(yuǎn)高于電暈放電、火花放電的平均電子能量值，可以充分使有機(jī)物分子、水分子、氧氣分子產(chǎn)生電離，從而激發(fā)出許多活性更高的粒子，如·οη、ο3、·ο、η2ο2等，這些活性物質(zhì)及其高能電子轟擊污染物質(zhì)中C-C鍵及不飽和鍵，發(fā)生斷鍵和開環(huán)等一系列反應(yīng)，使大分子有毒物質(zhì)變成小分子物質(zhì)，乃至最終將其去除，使廢水無害化。因此，高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體處理廢水技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。圖I所示是現(xiàn)有的高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電發(fā)生裝置的示意圖。該裝置由反應(yīng)器殼體I、阻擋介質(zhì)層2、板式高壓電極3和板式接地電極4組成，反應(yīng)器中裝入水，阻擋介質(zhì)層2與水面5之間為放電間隙，在兩電極間施加高壓脈沖電壓，使板式高壓電極3與水面5之間發(fā)生放電，液相放電產(chǎn)生的等離子體能夠產(chǎn)生活性物質(zhì)、紫外線和沖擊波，可以有效的去除污水中的污染物。圖2為現(xiàn)有的高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電發(fā)生裝置的電場(chǎng)分布示意圖。雖然高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體處理廢水技術(shù)具有較好的處理效果和廣泛的應(yīng)用前景，但是，放電時(shí)由于強(qiáng)電場(chǎng)作用，液面會(huì)波動(dòng)不穩(wěn)定，形成波動(dòng)水面6，甚至在電壓較高時(shí)，或者放電間隙較小時(shí)，水面發(fā)生虹吸現(xiàn)象，會(huì)吸附在阻擋介質(zhì)層2上，造成局部放電或者放電終止。所以，要實(shí)現(xiàn)在水面穩(wěn)定均勻放電及增大等離子體與有機(jī)廢水的接觸面積，降低放電時(shí)間和電壓，減少能耗，仍然需要改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，能夠解決放電時(shí)液面波動(dòng)造成的局部放電、處理效果下降以及解決液面波動(dòng)而增加放電間距造成的升高輸入電壓、增加能耗、電極損耗的問題。[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，包括反應(yīng)器殼體、阻擋介質(zhì)層、板式高壓電極、板式接地電極、懸浮電極、螺旋可調(diào)支柱A、螺旋可調(diào)支柱B和高壓高頻脈沖電源，所述的阻擋介質(zhì)層通過4個(gè)螺旋可調(diào)支柱A支撐、4個(gè)螺旋可調(diào)支柱A的下端固定在反應(yīng)器底面上，反應(yīng)器中盛有水，所述的板式高壓電極位于阻擋介質(zhì)層之上，所述的懸浮電極通過4個(gè)螺旋可調(diào)支柱B支撐、并通過螺母固定在螺旋可調(diào)支柱B的頂端，使懸浮電極置于水面 或沉浸在水面下，所述的板式接地電極固定在反應(yīng)器底面，所述的板式高壓電極通過電纜與高壓高頻脈沖電源連接。本實(shí)用新型所述的懸浮電極的下表面位于水面以下0_2mm。本實(shí)用新型所述的懸浮電極為網(wǎng)狀懸浮電極。本實(shí)用新型所述的網(wǎng)狀懸浮電極的材料為絕緣材料或金屬。本實(shí)用新型所述的螺旋可調(diào)支柱A和螺旋可調(diào)支柱B的材料均為絕緣材料。本實(shí)用新型所述的懸浮電極通過懸掛或與反應(yīng)器殼體側(cè)壁連接等形式實(shí)現(xiàn)懸浮。本實(shí)用新型所述的板式高壓電極和板式接地電極的材料均為金屬材料。本實(shí)用新型所述的反應(yīng)器殼體材料為絕緣材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于I、本實(shí)用新型中地電極置于水中，則水也作為接地電極，因此，本實(shí)用新型實(shí)際是單水電極裝置。放電時(shí)發(fā)生氣液混合放電，形成的放電通道中產(chǎn)生活性物質(zhì)，發(fā)射紫外線、沖擊波。水的比熱容很大，使放電體系的溫度不會(huì)太高，并且水起到冷卻的作用，能使放電體系散熱均勻，更有利于放電的穩(wěn)定性。2、由于本實(shí)用新型將水既作為介質(zhì)又作為電極，介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器中產(chǎn)生大量的活性物質(zhì)可直接進(jìn)入液相的同時(shí)，在地電極和水表面之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，提高傳質(zhì)效率。3、本實(shí)用新型采用懸浮電極的設(shè)計(jì)，將網(wǎng)狀懸浮電極平鋪在水表層，減少了電場(chǎng)對(duì)水分子的拖動(dòng)力，可使放電時(shí)水面平穩(wěn)，放電均勻，避免了液體濺到阻擋介質(zhì)表面造成的局部放電和短路等問題。4、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了 2組可調(diào)節(jié)高度的螺旋桿，一組調(diào)節(jié)板式高壓電極的高度，另一組調(diào)節(jié)懸浮電極的高度，可以在改變不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)條件下進(jìn)行研究，操作方便。 5、本實(shí)用新型在相同的放電間隙下，增加懸浮電極，可降低均勻放電時(shí)的峰值電壓與頻率，降低能耗，減少電極的損廢。在相同電壓下，由于液面平穩(wěn)，可減少放電間距；在相同的處理時(shí)間下，能量效率提高。6、本實(shí)用新型還具有操作簡單，應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型共有附圖4幅，其中圖I是現(xiàn)有的高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電發(fā)生裝置的示意圖。圖2是現(xiàn)有的高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電發(fā)生裝置的電場(chǎng)分布示意圖。圖3是本實(shí)用新型的氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置示意圖。圖4是本實(shí)用新型的氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置的電場(chǎng)分布示意圖。[0028]圖中1、反應(yīng)器殼體，2、阻擋介質(zhì)層，3、板式高壓電極，4、板式接地電極，5、水面，
6、波動(dòng)液面，7、懸浮電極，8、螺旋可調(diào)支柱A，9、螺旋可調(diào)支柱B，10、高壓高頻脈沖電源。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖3和圖4所示，一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，包括反應(yīng)器殼體I、阻擋介質(zhì)層2、板式高壓電極3、板式接地電極4、懸浮電極 7、螺旋可調(diào)支柱AS、螺旋可調(diào)支柱B9和高壓高頻脈沖電源10，所述的阻擋介質(zhì)層2通過4個(gè)螺旋可調(diào)支柱AS支撐、4個(gè)螺旋可調(diào)支柱AS的下端固定在反應(yīng)器底面上，反應(yīng)器中盛有水，所述的板式高壓電極3位于阻擋介質(zhì)層2之上，所述的懸浮電極7通過4個(gè)螺旋可調(diào)支柱B9支撐、并通過螺母固定在螺旋可調(diào)支柱B9的頂端，使懸浮電極7置于水面5或沉浸在水面5下，所述的板式接地電極4固定在反應(yīng)器底面，所述的板式高壓電極3通過電纜與高壓高頻脈沖電源10連接。所述的懸浮電極7的下表面位于水面5以下0_2mm。所述的懸浮電極7為網(wǎng)狀懸浮電極7。所述的網(wǎng)狀懸浮電極7的材料為絕緣材料或金屬。所述的螺旋可調(diào)支柱AS和螺旋可調(diào)支柱B9的材料均為絕緣材料。所述的懸浮電極7通過懸掛或與反應(yīng)器殼體I側(cè)壁連接等形式實(shí)現(xiàn)懸浮。所述的板式高壓電極3和板式接地電極4的材料均為金屬材料。所述的反應(yīng)器殼體I材料為絕緣材料。本實(shí)用新型的發(fā)生方法，包括以下步驟A、加入水向反應(yīng)容器中加入水；B、接通電源接通高壓高頻脈沖電源10，向板式高壓電極3和板式接地電極4之間施加高壓脈沖電壓，其峰值電壓為l_60kV，頻率l-30kHz ；C、調(diào)節(jié)電壓在阻擋介質(zhì)層2與待處理液面之間的放電間隙，調(diào)節(jié)電壓，使放電間隙放電并產(chǎn)生放電通道，形成活性粒子。本實(shí)用新型的具體實(shí)施例如下放電反應(yīng)器尺寸為250X250X 150mm，反應(yīng)器殼體I為有機(jī)玻璃制成，阻擋介質(zhì)層2為石英板，尺寸為150 X 150 X 3mm,板式電板式高壓電極3和板式接地電極4為白鋼板，尺寸為100X 100X3臟，板式高壓電極3中心焊接長100mm、直徑6mm的螺絲桿，用以連接高壓高頻脈沖電源10。懸浮電極7為PVC網(wǎng)，浸沒在水面5下，尺寸為240X 240X 1mm，網(wǎng)孔的尺寸為5X 5mm。向兩電極間施加高壓脈沖電壓時(shí)，放電間隙有大量放電微絲，形成放電通道，反應(yīng)中發(fā)生氣液混合放電。由于懸浮電極7的存在，減少了電場(chǎng)對(duì)液體的托動(dòng)力，可使放電時(shí)水面5平穩(wěn)，放電均勻。
權(quán)利要求1.一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，其特征在于包括反應(yīng)器殼體(I)、阻擋介質(zhì)層(2)、板式高壓電極(3)、板式接地電極(4)、懸浮電極(7)、螺旋可調(diào)支柱A (8)、螺旋可調(diào)支柱B (9)和高壓高頻脈沖電源(10)，所述的阻擋介質(zhì)層(2)通過4個(gè)螺旋可調(diào)支柱A(8)支撐、4個(gè)螺旋可調(diào)支柱A(8)的下端固定在反應(yīng)器底面上，反應(yīng)器中盛有水，所述的板式高壓電極(3)位于阻擋介質(zhì)層(2)之上，所述的懸浮電極(7)通過4個(gè)螺旋可調(diào)支柱B(9)支撐、并通過螺母固定在螺旋可調(diào)支柱B(9)的頂端，使懸浮電極(7)置于水面(5)或沉浸在水面(5)下，所述的板式接地電極(4)固定在反應(yīng)器底面，所述的板式高壓電極(3)通過電纜與高壓高頻脈沖電源(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，其特征在于所述的懸浮電極(7)的下表面位于水面(5)以下0-2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，其特征在于所述的懸浮電極(7)為網(wǎng)狀懸浮電極(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，其特征在于所述的網(wǎng)狀懸浮電極(7)的材料為絕緣材料或金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，其特征在于所述的螺旋可調(diào)支柱A (8)和螺旋可調(diào)支柱B (9)的材料均為絕緣材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，其特征在于所述的懸浮電極(7)通過懸掛或與反應(yīng)器殼體(I)側(cè)壁連接等形式實(shí)現(xiàn)懸浮。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，其特征在于所述的板式高壓電極(3)和板式接地電極(4)的材料均為金屬材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器殼體(I)材料為絕緣材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氣液混合介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生裝置，包括反應(yīng)器殼體、阻擋介質(zhì)層、板式高壓電極、板式接地電極、懸浮電極、螺旋可調(diào)支柱A、螺旋可調(diào)支柱B和高壓高頻脈沖電源，所述的懸浮電極通過4個(gè)螺旋可調(diào)支柱B支撐、并通過螺母固定在螺旋可調(diào)支柱B的頂端，使懸浮電極置于水面或沉浸在水面下。本實(shí)用新型中地電極置于水中，水的比熱容很大，使放電體系的溫度不會(huì)太高，并且水起到冷卻的作用，能使放電體系散熱均勻，更有利于放電的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型采用懸浮電極的設(shè)計(jì)，將網(wǎng)狀懸浮電極平鋪在水表層，減少了電場(chǎng)對(duì)水分子的拖動(dòng)力，可使放電時(shí)水面平穩(wěn)，放電均勻，避免了液體濺到阻擋介質(zhì)表面造成的局部放電和短路等問題。
文檔編號(hào)C02F1/32GK202542925SQ201220097908
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者嚴(yán)志宇, 劉永軍, 孫冰, 宋丹, 朱小梅 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)