一种等离子放电电极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种等离子放电电极的制备方法，其特征在于，将接地电极一端沿斜向拉至高压电极端一侧表面并粘结固定，沿轴向拉动高压电极并和接地电极相对旋转，将接地电极单根螺旋缠绕至高压电极另一端后再粘结固定，然后以该另一端高压电极侧表面为起点固定住需缠绕的第二根接地电极，反向推动或拉动高压电极沿轴向以相同速度移动复位并保持和接地电极同向相对旋转，使得第二根接地电极缠绕至高压电极上并形成和第一根接地电极交叉布置，待第二根接地电极缠绕至返回高压电极起始端后截断并粘结固定在高压电极侧表面起始端端部。本发明专利技术只需带动高压电极沿轴向一个来回并保持同向旋转即可实现两根接地电极的交叉缠绕，非常方便快捷且高效可靠。常方便快捷且高效可靠。常方便快捷且高效可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子放电电极的制备方法
[0001]本申请为申请号202110583314.9，申请日2021
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27的《基于等离子体电离的船舶尾气处理装置》专利的分案申请。


[0002]本专利技术涉及船舶尾气处理领域，具体涉及一种等离子放电电极的制备方法。

技术介绍

[0003]海运是全球公认的大气污染物的主要来源。近年来，随着国际海事贸易的快速发展，越来越多的人开始关心大气污染物对全球的影响，由于船舶尾气排放很容易在大气中长距离传输，从海洋到陆地，甚至从一个大陆向另一个大陆，所以船舶尾气排放会对地方和区域范围内的空气质量产生重大影响。此外，部分船舶排放发生在沿海地区，尾气污染物会直接扩散到大陆，造成影响人类健康和生态系统的环境问题。据欧盟环境署（European Environment Agency，EEA）统计，全球船舶每年向大气排放的氮氧化物（NOX）约为2500万吨、硫氧化物（SOX）约为1500万吨、颗粒物（PM）约为130万吨。
[0004]目前来看，船舶尾气SOX控制技术主要包括低硫燃油技术、干式脱硫技术和湿式洗涤技术。船舶尾气NOX控制技术主要包括废气再循环技术（EGR系统）和选择性催化还原技术（SCR系统）。
[0005]传统的脱硫脱硝技术中，海水脱硫工艺虽然工作流程简单、可靠环保、经济性高，但是目前海水脱硫法在处理高硫燃料油燃烧时排放的尾气时，效果并不是很好，而且整体的设备占用空间大，在低盐度海域的脱硫效率低。并且整个脱硫过程需要更新大量海水，需要消耗额外的燃油来提供这些动力，增加了成本。干式脱硫系统最大的限制因素是脱硫剂的补充和尾气处理后反应副产物的堆积处理。干式脱硫系统对吸收剂的要求高，脱硫剂稳定性较差，而且反应后副产品多，处理和利用也比较麻烦，需要增加额外的配置装置。EGR系统能够使循环废气温度降低，使得船舶主机NOX（氮氧化合物）排放量大幅降低，但是EGR运行时需要严格控制废气的回流比，需根据负荷的改变不断调整最佳回流量来平衡经济效益和NOX减排。EGR技术的投资运行成本比较高，单位投资成本一般为60
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80美元/kW，运行成本一般为船舶在排放控制区中航行时燃料成本的4%
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6%。同样SCR技术也存在占地面积大、投资和运行成本高的问题，SCR系统较为复杂，安装费用约占船舶总费用的5%
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8%。低温下催化剂的失活、还原剂的泄露和运行时需要消耗大量的还原剂尿素等等，在一定程度上增加了运营成本。
[0006]故对于本领域技术人员，需要寻找新的低成本且可靠性高的船舶废气处理方法。
[0007]在废气处理领域中，采用等离子放电技术对尾气（主要指发动机尾气）进行净化，是近年来一种比较高效的废气处理方式。等离子体(plasma)又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的具有大量正负离子的离子化气体状物质，同时等离子体中还包括了电子、各种激发态原子、原子以及自由基，故具有较高的能级和活性。等离子放电处理的原理即是依靠电离产生的等离子体，使得尾气中的污染物被分解，从而达到
降解污染物的目的。例如CN204051409U曾公开的一种齿板均流式冷等离子体尾气处理装置，CN104941400B曾公开的一种具有旋转螺旋型电极的放电等离子体汽车尾气处理装置及其处理方法，均是采用了等离子体实现尾气处理的技术。
[0008]等离子体依据生成形式可以划分为电弧放电、电晕放电、介质阻挡放电和辉光放电等方式生成的离子体。其中，前面三种放电方式为尾气处理领域中比较常见的等离子体处理方式。但电弧放电主要作用机理在于高温作用，更多用于空气净化灭菌，不适于尾气处理。电晕放电处理生成等离子体能级较低，灭菌效果不如辉光放电等离子体，对甲醛等有害物质的分解效率不高。介质阻挡放电需要在电极之间设置供击穿的介质层，其电离结构设置不便且不利于尾气通过。辉光放电等离子体具有较高的能级和活性，主要是通过等离子内部的高能粒子来降解污染物，通常是较为理想的尾气处理方式；但是常规的辉光放电方式其放电面积较小且需要在低压环境中形成，很难在尾气净化领域中实际应用。同时现有尾气处理装置多为汽车尾气处理，其处理效率难以适用于船舶尾气处理需求。
[0009]专利技术人所在课题组曾申请的专利CN102548177B公开了一种等离子体空气净化装置的放电电极结构，采用交叉布置为网状结构的正负电极，依靠正负电极包裹绝缘材料后直接接触放电。该专利技术不同于常规电离处理采用两个电极不相接触依靠电场作用放电的放电方式，能够基于表面放电原理在电极接触点处产生放电生成低温等离子体并向外扩散。这种方式生成的低温等离子体具有类似辉光放电等离子体的性质，灭菌率高、污染成分降解效果好且耗时短功耗小；但该结构仅仅在电极交叉接触点位置产生电离放电，效率相对较低。故在该专利基础上，专利技术人所在课题组还申请了CN105848397B的一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置。该专利装置中，采用接地电极在包裹绝缘介质后螺旋缠绕在高压电极上的方式实现电离放电，其放电原理同时具有介质阻挡放电和表面放电的性质，能够在电极接触交界处表面产生类似辉光放电效果的低温等离子体，比较适宜于对尾气进行处理。
[0010]但该CN105848397B的装置仍然存在材料限制以及寿命较短和处理效果有限等缺陷，不适宜于直接用于船舶尾气处理，需要进一步改进提高其处理效率和效果。

技术实现思路

[0011]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种电离效果好，尾气处理效率高，使用寿命长的尾气处理装置，使其尤其适用于船舶尾气处理。本专利技术还公开了一种简单高效的等离子放电电极的制备方法。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种基于等离子体电离的船舶尾气处理装置，包括用于连接到船舶尾气通道中的壳体，壳体中间形成过气通道，过气通道内设置有等离子放电电极，等离子放电电极包括位于中部的整体呈柱状的高压电极，高压电极外包裹有绝缘材料，绝缘材料外螺旋缠绕设置有接地电极，其特征在于，所述等离子放电电极沿过气通道断面设置为层状且沿过气方向间隔排布设置有多层，每层等离子放电电极均包括有平行间隔并联排布的多根。
[0013]本装置使用时，壳体接入到需处理的（船舶）尾气排放通道中，将所有高压电极和接地电极两端分别引线接出与电源的高压端和接地端相连，具体可采用具有高频高压输出电路的等离子体交流电源系统实现控制（控制部分具体结构为常规现有技术，不在此详
述）。装置通电达到放电电压后，在等离子放电电极的高压电极和接地电极之间形成放电回路，基于介质阻挡放电和表面放电的原理，能够在电极接触交界处表面产生类似辉光放电效果（即放电现象为均匀弥散的淡蓝色放电，放电电流为毫安级别，有少量电流脉冲）的低温等离子体，实现对尾气的电离净化。本装置中采用沿尾气通过方向间隔排布多层电极，每层电极沿过气通道断面平行间隔排布多根电极的方式，极大地提高了过气通道立体空间内的电离区域数量，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子放电电极的制备方法，其特征在于，先获取已包裹绝缘材料的高压电极，获得由多根碳纤维丝线编织构成的接地电极，然后缠绕时，将接地电极一端沿斜向拉至高压电极端一侧表面并粘结固定，沿轴向拉动高压电极并保持高压电极和接地电极相对旋转，将接地电极单根螺旋缠绕至高压电极另一端后再粘结固定在该端高压电极侧表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坚，刘文正，高培根，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：发明
国别省市：