一种处理柴油机有害排放的低温等离子体辅助催化装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种处理柴油机有害排放的低温等离子体辅助催化装置，包括壳体，壳体，导电金属棒（２），催化腔（４），排气部件（５），复合高压电极（８）、石英玻璃皿（１０）和康铜低压电极（６）。复合高压电极（８）采用复合结构：电极棒（１２）外层为陶瓷管（９），下面采用螺栓（１３）连接一金属圆盘（１４），导电金属棒位于金属圆盘底部呈圆形分布。康铜低压电极（６）由康铜薄片组成，分别有引线引出后接地。本发明专利技术使低温等离子体发生器在工作中，气体组分在等离子体气相反应区内有较长的滞留时间，有利于活性基体与有害排放组分充分进行化学反应，增加了能量利用率，提高了化学反应的选择性，从而增加了废气的转化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体净化处理
，更具体地说是一种处理柴油机有害排放的低温等离子体发生器装置。
技术介绍
目前，用于柴油机排放后处理领域的低温等离子体发生器结构是等离子体电源、 等效电容、高压电极、介质层和低压电极组成。将高压电极接等离子体变频交流电源，低 压电极接地，介质材料置于两电极之间，这样两电极间隙内沿介质表面会出现均匀、稳定的 介质阻挡放电现象。介质阻挡放电方法处理柴油机有害排放需要较高的电离度、气相区 内有足够的能量密度、气体组分在等离子体气相区内有较长的滞留时间，介质材料稳定工 作和装置本身抗震效果好等要求。该技术在废气处理领域日益得到广泛研究，中国专利 CN200410014135提供一种处理挥发性有机物(VOCs)的低温等离子体技术，适用于挥发性 有机物(VOCs)处理的低温等离子体技术。其技术由进气口、等离子体反应器、脉冲电源和 出气口组成。给脉冲电源通电，挥发性有机物(VOCs)从进气口进入高频高压气体放电等离 子体发生器，在其中与活性粒子发生氧化、降解反应而得到处理，从出气口排出。但是该技 术不适于处理柴油机的主要有害排放气体NO,以及颗粒物。中国专利CN 03236574提供一 种新型的常压射频冷等离子体发生器，其结构包括喷枪、射频电源、供气源。该装置可以在 大气压下产生低温、大面积、由射频低电压击穿电离的，稳定放电的冷等离子体束流，在清 洗、杀菌、消毒等领域的得到了广泛应用。但是该装置产生的射频等离子体流为开放式，适 合处理物体上的孔、槽和凹陷部位，且能量密度比较低，不适于处理大流量的柴油机排放气 体组分。中国专利CN 200510095093提供一种吸附-低温等离子体同步脱硫脱硝装置。该 装置由烟气脱硫脱硝反应器、风机、浓硫酸池、纤维除雾器顺序串联所组成；其中，烟气脱硫 脱硝反应器由两个相同的吸附-低温等离子体反应器并联连接构成。通过两个低温等离子 体反应器交替使用，可以有效处理烟气中的二氧化硫和氮氧化物。但是该装置适用于处理 流速较慢的工业烟气，而且结构比较复杂，成本较高，不适于处理高流速多组分的柴油机废 气。中国专利CN 200810235539提供一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器装置， 该装置结构包括壳体，复合高压电极、石英介质、蜂窝状排列的低压电极和催化腔，以及壳 体外侧的进气口 ，位于催化腔底部的排气口 。该技术可以保证低温等离子体发生器在柴油 机排气台架试验研究工作中安全可靠运行，抗震性能较好，但是气体组分在等离子体气相 反应区内的滞留时间比较短，化学反应不是很充分。 低温等离子体系中含有大量的高能电子、离子、激发态粒子和具有强氧化性的自 由基体等活性物种。在气相化学反应过程中，这些活性基体可以和CO、HC、NOx和PM等污染 物发生化学反应，将之转化为无害或者低害的气体。目前设计的低温等离子体发生器多适 用于工业脱硫脱销，空气净化，以及静态模拟气体净化试验。在实际应用中如何有效延长气 体组分在等离子体气相反应区内的滞留时间，提高废气的转化效率，从而将该技术成功应 用于柴油机后处理净化领域，还需要进一步的研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的是有效延长气体组分在等离子体气相反应区内的滞留时间，提高转化效率等问题，提供一种处理柴油机有害排放的低温等离子体辅助催化装置，能够有效延长气体组分在等离子体气相区内的滞留时间，能量利用率高，并且放电稳定。本专利技术所采用的技术方案是低温等离子体放电区内设有有一个复合高压电极；该复合高压电极包括一高压电极棒，高压电极棒下面用螺栓连接一金属圆盘，圆盘底部连接3根或3根以上的导电金属棒组成复合高压电极，其中导电金属棒位于金属圆盘底部呈圆形排列。高压电极棒外层为一陶瓷管，用于防止放电时候产生爬电现象以保证使用安全性。该种结构在放电过程中会产生大量活性自由基团与柴油机有害排气进行化学反应，不仅可以促进化学反应，还可以使通常条件下难以产生的化学反应得以迅速发生，增强了去除柴油机有害排放的有效性。3根或3根以上导电金属棒设置为径向圆形排列分布在与排气方向平行的截面上，这种结构提高了排气组分在等离子体气相反应区内的滞留时间，能量利用率高，增强了有害气体组分的转化效率。试验表明该装置可以有效提高柴油机颗粒排放转化效率达60%以上，辅助还原型催化剂后N0X转化效率达82. 5%左右，且对应于柴油机增加的燃油消耗率在5%以内。 所述的一种处理柴油机有害排放的低温等离子体辅助催化装置，其中催化腔内置 入还原型催化剂，可以有效将通过等离子体气相区内的氮氧化物气体转化为氮气排出。催 化腔与聚四氟乙烯板采用螺栓连接，这样在实际应用过程中，可以抵抗柴油机排气剧烈震 动的影响，起到抗震稳定工作的效果，保证工作的可靠性和准确性。 本专利技术的有益效果是，可以有效延长气体组分在等离子体气相反应区内的滞留时 间，保证等离子体活性基体与柴油机有害排放组分充分进行化学反应，提高有害气体组分 的转化效率。另外还可以通过定期更换连接组件来保证低温等离子体辅助催化装置的工作 性能。该种结构不仅适用于静态模拟气体试验研究，也适用于实际柴油机台架试验研究。附图说明 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的低温等离子体放电部分结构示意图。 图3是本专利技术的复合高压电极图。 图中，l.进气部件；2.导电金属棒；3.壳体；4.催化腔；5.排气部件；6.康铜低 压电极；7.聚四氟乙烯板；8.复合高压电极；9.陶瓷管；10.石英玻璃皿；11.石英玻璃管； 12.电极棒；13.螺栓；14.金属圆盘；15.螺栓。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进一步说明。 本专利技术处理柴油机有害排放的低温等离子体辅助催化装置通过复合高压电极8 连接变压变频等离子体电源和康铜低压电极6接地来产生低温等离子体放电。电极棒12 外层为陶瓷管9，下面连金属圆盘14，圆盘置于槽状石英玻璃皿10内，石英介质外是不锈钢外壳，这样可以为石英介质提供良好的抗震性能，石英介质可以定期更换以保证低温等离 子体发生器稳定的工作性能，并使得低温等离子体发生器寿命得以提高。本专利技术采用3根 或3根以上导电金属棒作为高压电极，这样由进气部件1进入低温等离子体发生器内的气 体经过低温等离子放电气相区后从这些管子里排出，这种结构可以有效延长气体组分在等 离子体气相反应区内的滞留时间，提高有害气体组分的转化效率。排气部件5上方加工一 空腔结构为在降低柴油机有害排放应用过程中安放催化剂用。整体结构采用不锈钢外壳， 保证了低温等离子体发生器稳定工作，也增强了低温等离子体发生器的抗震性能并使得其 使用寿命得以提高。权利要求一种处理柴油机有害排放的低温等离子体辅助催化装置，包括壳体，导电金属棒(2)、催化腔(4)、复合高压电极(8)、石英玻璃皿(10)和低压电极，其特征在于，所述壳体为不锈钢外壳；所述导电金属棒(2)采用圆形排列结构导电金属棒(2)与一金属圆盘(14)连接，导电金属棒位于金属圆盘(14)底部呈圆形排列；所述复合高压电极(8)采用复合结构电极棒(12)外层为陶瓷管(9)，下面连金属圆盘(14)，金属圆盘(14)置于槽状石英玻璃皿(10)内；所述低压电极为康铜低压电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理柴油机有害排放的低温等离子体辅助催化装置，包括壳体，导电金属棒（２）、催化腔（４）、复合高压电极（８）、石英玻璃皿（１０）和低压电极，其特征在于，所述壳体为不锈钢外壳；所述导电金属棒（２）采用圆形排列结构：导电金属棒（２）与一金属圆盘（１４）连接，导电金属棒位于金属圆盘（１４）底部呈圆形排列；所述复合高压电极（８）采用复合结构：电极棒（１２）外层为陶瓷管（９），下面连金属圆盘（１４），金属圆盘（１４）置于槽状石英玻璃皿（１０）内；所述低压电极为康铜低压电极（６），由康铜薄片组成，由引线引出后接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡忆昔，王攀，王军，李小华，刘志楠，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]