[发明专利]一种等离子体耦合超重力反应器装置及应用

说明书

本发明公开了一种等离子体耦合超重力反应器装置及其应用，将等离子体场耦合进入超重力旋转床反应器或者超重力定转子反应器，装置包括电机、绝缘联轴器、电滑环、升压调压器、旋转腔室、气体入口、气体出口、液体进口和液体出口。本发明将等离子体耦合进超重力反应器，利用等离子体放电产生的高能电子和活性基团将废气废液氧化、分解、反应，同时借助超重力旋转床技术，增大气体或者液体与自由基和高能电子碰撞频率，提高等离子体能量利用效率，从而实现深度脱除氮氧化物和废水中难降解组分的处理。超重力旋转床或者超重力定转子技术具有占地面积小、设备体积小、方便操作等诸多优点，特别适用于空间受限的升级改造工厂。

技术领域

本发明涉及氮氧化物深度脱除及难降解废水处理的应用领域。更具体地，涉及一种等离子体耦合超重力反应器装置及应用。

背景技术

火力发电厂排放的硫氧化物、氮氧化物和粉尘等有害物质造成严重的大气污染；化工厂排放的废水中含难降解的苯环类，萘环类、吡啶等杂环类等物质造成严重的水资源污染，对人类及生存环境造成严重危害。目前大气污染控制方法主要有：静电除尘、布袋除尘、湿法脱硫和催化脱硝等；难降解废水控制方法主要有：生化法、化学氧化法和SBR处理工艺等，但现有的废气废液净化装置多为单一污染物脱除装置，占地面积大，流程复杂，随着环保标准不断提高，现有环保设施需要不断改造，投资大、运行成本高。因此开发一种经济、可行、有效的废气废液处理装置和方法具有重要工业应用价值。

等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，是一种聚集态物质，其拥有的高能电子同气体或者液体分子碰撞时会发生一系列基元化反应，并在反应过程中产生多种活性自由基、高能电子和生态氧等。这些高能电子、自由基等活性粒子与气体、液体中的各种污染物作用，能够在极短时间内将其氧化或分解。例如，烟气中的NO或者废水中难降解的苯环类，萘环类、吡啶类等杂环类有害物质被氧化、分解成易于脱除的NO₂或者无污染的CO₂等。该装置技术由于发生了离子、原子、分子反应而具有较高的化学反应速率，脱除效率较高等优点。传统等离子体反应器，由于受重力场限制，在实现气液或者液液体系过程中，存在传质效率低和反应转化低等不足。相对于传统重力场，超重力场具有物料停留时间短、高效传质和混合等优点。

因此，本发明提出一种等离子体耦合超重力反应器装置，将等离子体技术和超重力旋转床或超重力定转子技术相互耦合，利用等离子体将烟气中的NO或者难降解废水中的苯环类，萘环类、吡啶类等杂环类有害物质被氧化、分解成易于脱除的NO₂或者无污染的CO₂等，借助超重力旋转床或超重力定转子技术，增大气体或者液体与自由基和高能电子碰撞频率，延长活性自由基存活时间，避免自由基相互间结合失去活性，提高等离子体能量利用效率，从而实现烟气中氮氧化物的脱除和难降解废水的处理，具有重要的环保、经济和社会效益。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种等离子体耦合超重力反应器装置。该装置通过将等离子体耦合进入超重力反应器中，能够产生多种活性自由基、高能电子和生态氧等，能够快速氧化、分解气体、液体中的各种污染物。

本发明的另一个目的在于提供一种等离子体耦合超重力反应器装置的应用。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种等离子体耦合超重力反应器装置，所述装置将等离子体场耦合进入超重力反应器；所述装置包括电机、绝缘联轴器、电滑环、升压调压器、旋转腔室、气体入口、气体出口、液体进口和液体出口；所述旋转腔室包括壳体、转轴、转盘、等离子体发生器、介质层和绝缘瓷环；所述等离子发生器为n级等离子发生器；所述n级等离子发生器与转盘形成n级等离子体场；所述n级为1-10级；优选地，所述n级为3-6级。