处理气体中污染物的等离子体设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种处理气体中污染物的等离子体设备，包括：处理腔以及若干电极，若干电极分布式地固定于处理腔的内壁上，用于产生等离子体以对流经所述处理腔的待处理的气体进行等离子体处理以降解气体中的污染物；其中，每个电极均包括基底、柱状结构阵列以及针状结构阵列，柱状结构阵列形成在基底上，柱状结构阵列包括若干柱状结构；针状结构阵列形成在若干柱状结构外的基底上以及若干柱状结构的底部，针状结构阵列包括若干针状结构。通过在处理腔内设置分布式的电极，利用分布式的电极来取代现有的一体式电极，提高了电极周围的电场中产生等离子体的效率，进而提高了等离子体处理气体中污染物的效率。

Plasma equipment for treating pollutants in gases

The utility model discloses a plasma device for treating pollutants in gases, which comprises a treatment chamber and a number of electrodes, which are distributed and fixed on the inner wall of the treatment chamber for producing plasma for plasma treatment of the treated gases flowing through the treatment chamber to degrade pollution in gases. Each electrode consists of a substrate, a columnar structure array and a needle structure array. The columnar structure array is formed on the substrate, and the columnar structure array comprises a number of columnar structures; the needle structure array is formed on a substrate outside a number of columnar structures and on the bottom of a number of columnar structures; and the needle structure array includes if. Dry needle structure. By installing distributed electrodes in the treatment chamber and using distributed electrodes to replace the existing integrated electrodes, the efficiency of plasma generation in the electric field around the electrodes is improved, and the efficiency of plasma treatment of pollutants in gases is improved.

【技术实现步骤摘要】
处理气体中污染物的等离子体设备
本技术涉及等离子
，尤其涉及一种处理气体中污染物的等离子体设备。
技术介绍
随着我国工业化程度的日益提高，所产生的气体污染也日益严重，尤其是在挥发性有机物(VOCs，volatileorganiccompounds)方面。与之前以火力发电厂集中、大量的含硫含硝的污染物气体不同，挥发性有机物污染气体有排放分散无序、污染物成分复杂、整体浓度较低等技术特点，造成了企业治理和政府管理上很大的困难。现有的处理气体中VOCs的方法主要集中在蓄热式热力焚化法和蓄热式催化燃烧法两种方式上。蓄热式热力焚化法(RegenerativeThermalOxidization，RTO)，其原理是加热有机废气到760摄氏度以上，使废气中的VOCs氧化分解，所产生的高温气体流经并加热陶瓷蓄热体而蓄热，可用于预热后续进入的有机废气以节省燃料消耗，常见于中低浓度VOCs的分解。蓄热式催化燃烧法(RegenerativeCatalyticOxidation，RCO)，具有RTO高效回收热能的特点和催化反应的低温工作的优点，将催化剂置于蓄热材料上方，在200多摄氏度的低温下即可氧化废气，应用于废气浓度高的场合比较多。然而，上述现有气体处理技术主要面向量产的化工生产单位，且主要处理较高浓度的VOCs废气，工程造价、维护成本较高，不适用于大量存在的小排气量、低浓度的VOCs废气处理场合。等离子体处理气体中污染物，尤其是低浓度的VOCs，原理方面有其技术优势，等离子体中的带电粒子在电场下与气体分子发生物理、化学作用，直接将污染物气体分子降解；工程应用方面，也有较大优势如耗材少、维护方便，以及对待处理的气体无选择性，即可同时处理多种污染物气体。然而，传统的等离子体发生器结构多采用平行的平板或同轴圆柱、圆筒等架构，很难保持或控制等离子体在放电空间的产生与输运，易减弱污染物气体处理的效率。因此，为解决公众所面临的日益严峻的气体污染环境，针对等离子体处理气体中VOCs污染物的技术需求，有必要对相关等离子体设备进行改进。
技术实现思路
本技术提出了一种处理气体中污染物的等离子体设备，以更有效地对气体中的污染物进行处理。为了解决上述问题，本技术提供一种处理气体中污染物的等离子体设备，包括：处理腔，具有气流入口端及气流出口端，待处理的气体从气流入口端进入，从气流出口端流出；若干电极，分布式地固定于所述处理腔的内壁，所述若干电极用于产生等离子体以对流经所述处理腔的待处理的气体进行等离子体处理以降解气体中的污染物；其中，每个电极均包括基底、柱状结构阵列以及针状结构阵列，所述柱状结构阵列形成在所述基底上，所述柱状结构阵列包括若干柱状结构；所述针状结构阵列形成在所述若干柱状结构外的所述基底上以及所述若干柱状结构的底部，所述针状结构阵列包括若干针状结构。在本技术的一个实施例中，每个电极独立地接入外部驱动电路，以独立地由外部电路控制产生等离子体。在本技术的一个实施例中，该设备还包括气体传感器，设置在所述处理腔内，用于实时采集所述处理腔内的气体的浓度信息，并将采集到的气体的浓度信息反馈给外部控制电路；所述外部控制电路根据接收到的气体的浓度信息调整所述外部驱动电路的驱动参数。在本技术的一个实施例中，所述处理腔的气流入口端以及气流出口端均设置有所述气体传感器。在本技术的一个实施例中，所述若干电极中的部分电极还接入外部传感驱动信号，用作所述气体传感器。在本技术的一个实施例中，所述若干电极在所述处理腔的轴向等间距分布，在处理腔的径向截平面上等圆心角分布。在本技术的一个实施例中，在轴向位置相同的平面上的电极的数量不少于2个。在本技术的一个实施例中，所述电极的轴向位置不少于2种。在本技术的一个实施例中，不同径向截平面上的电极在同一径向截平面上的投影重合或者呈角度差排列。在本技术的一个实施例中，还包括水洗或滤芯前置处理段，所述水洗或滤芯前置处理段设置在所述处理腔的气流入口端。在本技术的一个实施例中，还包括臭氧处理段，所述臭氧处理段设置在所述处理腔的气流出口端。在本技术的一个实施例中，所述处理腔的内径不大于300毫米，所述电极的尺寸不大于3厘米。在本技术的一个实施例中，所述若干柱状结构的顶端和/或侧壁上也形成有针状结构。在本技术的一个实施例中，所述针状结构的顶端与金属颗粒形成异质结结构。在本技术的一个实施例中，所述处理腔的数量为多个，多个处理腔串行连接或者并行连接。本技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，存在以下的优点和积极效果：1)本技术提供的处理气体中污染物的等离子体设备，通过在处理腔内设置分布式的电极，利用分布式的电极来取代现有的一体式电极，提高了电极周围的电场中产生等离子体的效率，进而提高了等离子体处理气体中污染物的效率。2)本技术提供的处理气体中污染物的等离子体设备，每个电极独立地接入外部驱动电路或信号电路，以独立地由外部电路控制产生等离子体，通过外部电路的调制，实现了各个电极工作状态的调节，从而控制处理腔中等离子体密度、分布，进一步提高了气体中污染物处理的精细化。3)本技术提供的处理气体中污染物的等离子体设备，通过在处理腔内设置气体传感器，用于实时采集所述处理腔内的气体的浓度信息，并将采集到的气体的浓度信息反馈给外部控制电路；所述外部控制电路根据接收到的气体的浓度信息调整所述外部驱动电路的驱动参数。从而实现等离子体状态与被处理气体中污染物含量的匹配，达到了高效、节能的技术效果。4)本技术提供的处理气体中污染物的等离子体设备，通过对部分电极接入外部传感驱动信号，用于实时提供所述处理腔内的气体的浓度信息，巧妙地利用了部分电极来兼做气体传感器，从而使得设备的结构更简单紧凑，成本更低。5)本技术提供的处理气体中污染物的等离子体设备，其电极采用均匀化的拓扑分布，结合位置上的距离差、角度差以及工作时间差，对处理腔中的气体也起到了流场控制的作用，有利于气体中污染物处理速度的调节。6)本技术提供的处理气体中污染物的等离子体设备，其电极充分利用了柱状结构和针状结构跨尺度的配合，其中针状结构在几何上的尖端效应(即高长径比的结构顶端能产生局部增强电场)，集聚局部电场促进气体向等离子体状态的直接转化；而柱状结构的侧壁含有大量的表面态，可进一步促进等离子体在空间中的扩散中的增殖和维持，从而能够实现在较低电压驱动的条件下高效率地形成较大范围的高密度等离子体分布。7)本技术提供的处理气体中污染物的等离子体设备，其电极的柱状结构除了底部分布有针状结构以外，柱状结构的顶端和/或侧壁上也能形成针状结构，所具有的尖端效应和表面态效应同样能在较低驱动电压下形成较大范围的高密度等离子体分布。8)本技术提供的处理气体中污染物的等离子体设备，其电极的针状结构的顶端与金属颗粒形成有金属颗粒－针状结构的异质结结构，该异质结结构可提供较多表面态，使得气体分子在被电离形成等离子体的过程中，电子有更大几率脱离中性气体分子从而进一步促进等离子体的产生效率。附图说明图1是本技术实施例提供的处理气体中污染物的等离子体设备的立体结构示意图；图2是本技术实施例提供的处理气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理气体中污染物的等离子体设备，其特征在于，包括：处理腔，具有气流入口端及气流出口端，待处理的气体从气流入口端进入，从气流出口端流出；若干电极，分布式地固定于所述处理腔的内壁，所述若干电极用于产生等离子体以对流经所述处理腔的待处理的气体进行等离子体处理以降解气体中的污染物；其中，每个电极均包括基底、柱状结构阵列以及针状结构阵列，所述柱状结构阵列形成在所述基底上，所述柱状结构阵列包括若干柱状结构；所述针状结构阵列形成在所述若干柱状结构外的所述基底上以及所述若干柱状结构的底部，所述针状结构阵列包括若干针状结构。

【技术特征摘要】
1.一种处理气体中污染物的等离子体设备，其特征在于，包括：处理腔，具有气流入口端及气流出口端，待处理的气体从气流入口端进入，从气流出口端流出；若干电极，分布式地固定于所述处理腔的内壁，所述若干电极用于产生等离子体以对流经所述处理腔的待处理的气体进行等离子体处理以降解气体中的污染物；其中，每个电极均包括基底、柱状结构阵列以及针状结构阵列，所述柱状结构阵列形成在所述基底上，所述柱状结构阵列包括若干柱状结构；所述针状结构阵列形成在所述若干柱状结构外的所述基底上以及所述若干柱状结构的底部，所述针状结构阵列包括若干针状结构。2.如权利要求1所述的处理气体中污染物的等离子体设备，其特征在于，每个电极独立地接入外部驱动电路，以独立地由外部电路控制产生等离子体。3.如权利要求2所述的处理气体中污染物的等离子体设备，其特征在于，该设备还包括气体传感器，设置在所述处理腔内，用于实时采集所述处理腔内的气体的浓度信息，并将采集到的气体的浓度信息反馈给外部控制电路；所述外部控制电路根据接收到的气体的浓度信息调整所述外部驱动电路的驱动参数。4.如权利要求3所述的处理气体中污染物的等离子体设备，其特征在于，所述处理腔的气流入口端以及气流出口端均设置有所述气体传感器。5.如权利要求3或4所述的处理气体中污染物的等离子体设备，其特征在于，所述若干电极中的部分电极还接入外部传感驱动信号，用作所述气体传感器。6.如权利要求1所述的处理气体中污...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨化，
申请(专利权)人：上海睿筑环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31