[发明专利]一种用于制备羟基自由基的文丘里电离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备羟基自由基的文丘里电离装置，属于等离子体化学、生物和环境技术领域。

背景技术

羟基自由基是一种氧化性极强的原子团簇物质，氧化电位为2.80eV,与自然界中氧化能力最强的氟（其氧化电位为2.87eV）相当，并且其化学反应属于游离基反应，速度极快，用量低，几乎可以在极短的时间内氧化所有的有机物，直至完全矿化，因此，羟基自由基是一种完全可以用来处理工业生活污水废气、净化空气、杀灭微小生物、细菌或消毒等方面的理想方法。

目前制备羟基自由基方法：（1）使用催化剂方法产生的羟基自由基时，催化剂回收重复利用难，容易造成二次污染；（2）不使用催化剂方法产生的羟基自由基浓度偏低，不满足工业废水废气处理，净化空气，杀灭微小生物、细菌或病毒等需求；（3）电离含水蒸汽气体产生羟基自由基时，因放电间隙非常狭小，水蒸汽对放电稳定性影响大，电压低时，难以形成强电场，羟基自由基浓度低，电压高时，极容易造成发生器击穿损坏事故。

现有技术中电离含水蒸汽气体产生羟基自由基设备体积大，一次性投资和运行成本高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种用于制备羟基自由基的文丘里电离装置。该装置采用电离腔和文丘里腔结合，使得电离腔中电离水蒸汽产生的羟基自由基在气体通道中利用了文丘里效应，即当流体以一定的速率流经喉部时产生负压，使羟基自由基进入文丘里腔，在文丘里腔中流体与羟基自由基充分的混合均匀，该装置积小，一次性投资和运行成本低，本发明通过以下技术方案实现。

一种用于制备羟基自由基的文丘里电离装置，所述该文丘里电离装置包括由电离腔4和文丘里腔15构成的电离装置本体16，文丘里腔15为柱型，文丘里腔15中能通入流体，电离腔4位于文丘里腔15外围，与文丘里腔15连接形成同轴套管，电离腔4包括放电极1、接地极2、紧邻放电极1的电介质3和气体通道，从电离腔4中通入水蒸气，文丘里腔15包括文丘里壁5，文丘里腔15根据文丘里壁5构成腔体的截面积宽窄被分为直管段Ⅰ11、直管段Ⅱ14，收缩段Ⅰ12、收缩段Ⅱ13，收缩段Ⅰ12、收缩段Ⅱ13通过喉部6连接，电离腔4与喉部6通过负压管7连通。

所述气体通道一端还设有可调气体通道口9。

所述电离腔4外部设有环形绝缘套8和环形绝缘支架10。

所述放电极1与接地极2极间距为0.05～5mm，电场强度为350Td以上。

所述放电极1、接地极2的材质为不锈钢或合金。

所述流体为液体或气体。

该用于制备羟基自由基的文丘里电离装置的使用方法为：（1）如图1所示，当流体为气体或液体时，首先将放电极1接高压电源，接地极2连接大地，然后将水蒸气通过可调气体通道口9进入电离腔4，并电离为羟基自由基，同时将以的流体通过直管段Ⅱ14进入文丘里腔15，当流体从直管段Ⅱ14、收缩段Ⅱ13流入到喉部6时产生负压，羟基自由基将从负压管7被吸入喉部6，流体与电离的羟基自由基混合均匀，然后从直管段Ⅰ11流出；（2）如图2所示，当流体为气体时，首先将放电极1接高压电源，接地极2连接大地，然后将水蒸气通过可调气体通道口9进入电离腔4，并电离为羟基自由基，同时将以的流体通过直管段Ⅱ14进入文丘里腔15，当流体从直管段Ⅱ14、收缩段Ⅱ13流入到喉部6时产生负压，羟基自由基将从负压管7被吸入喉部6，流体与电离的羟基自由基混合均匀，然后从直管段Ⅰ11流出。

流体可以是纯净的流体也可以是需要杀灭微小生物、细菌或病毒等需求的污染流体。当流体为纯净的流体时，从直管段Ⅱ14流入的纯净流体与电离的羟基自由基混合均匀后再流到污染空气或水中杀灭微小生物、细菌或病毒；当流体为污染流体，那直接就可以在该装置中进行杀灭微小生物、细菌或病毒，从管段Ⅰ11流出的流体将已被净化。

流体流速可根据喉部负压要求进行调节。

本发明的有益效果是：（1）该装置利用文丘里效应，在喉部产生负压，将含水蒸汽气体吸入放电腔，在强电离放电作用下，形成高浓度羟基自由基，然后在喉部与流体更好的混合，该装置积小，一次性投资和运行成本低；（2）若流体为污染流体时，该装置即起到电离产生羟基自由又起到净化的作用，将两种装置合并，效率更高，成本较低。

附图说明

图1是本发明当流体为气体或液体时的装置结构示意图；

图2是本发明当流体为液体时的装置结构示意图。