[发明专利]一种用于净水厂的模块组合式活性氧粒子发生装置

摘要

一种用于净水厂的模块组合式活性氧粒子发生装置，属于放电等离子体化学应用技术领域，该装置包括氧等离子体反应模块组合系统、冷却水循环系统和分区激励电源三部分，通过将模块化的氧等离子体反应模块的气体通路和冷却水通路根据净水工艺的需求进行合理的串联和并联组合，同时采用分区激励供电技术，大幅度提高了活性氧粒子的浓度和产量，最高活性氧粒子的浓度可达200g/m3以上（以氧计），活性氧粒子的单机产量超过2kg/h，有效地解决了常规活性氧粒子发生装置在高浓度下难以获得高产量的难题，并可实现活性氧粒子的分路输出，增加了使用的灵活性、机动性和方便性，进而为净水厂饮用水净化工艺的改善提供了新技术装置。

主权项

一种用于净水厂的模块组合式活性氧粒子发生装置，其特征在于，该装置包括氧等离子体反应模块组合系统、冷却水循环系统和分区激励电源三部分；其中，氧等离子体反应模块组合系统是活性氧粒子发生装置的核心，由分区激励电源为氧等离子体反应模块组合系统中的各个氧等离子体反应模块（5）分配激励能量，冷却水循环系统控制氧等离子体反应模块组合系统中的各个氧等离子体反应模块（5）的氧等离子体化学反应温度；除冷却水循环系统中的冷却水循环控制装置（25）外，模块组合式活性氧粒子发生装置的所有组件均安装在同一箱体内；氧等离子体反应模块组合系统包括氧等离子体反应模块（5）、原料气总入口（6）、压力调节阀（7）、压力表（8）、气体流量计（9）、入口电磁阀（10）、气体分流管路（11）、原料气输入调节阀（12）、单元模块原料气入口（13）、单元模块气态产物出口（14）、气态产物输出调节阀（15）、气态产物汇流管路（16）、出口电磁阀（17）、气态产物总出口（18）；氧等离子体反应模块组合系统通过将氧等离子体反应模块（5）串联组合来提升活性氧粒子的产生浓度，每一串联组的串联数量为2～4个；通过将等离子体反应模块（5）组成的串联组并联来提升活性氧粒子的产量；模块组合式活性氧粒子发生装置气态产物出口为单路或多路；氧等离子体反应模块组合系统使用的氧等离子体反应模块（5）采用的是双电离腔平板式介质阻挡放电结构；其中，高压电极放置在两个平板接地电极中间，高压电极由两层电介质层在内表面烧结银浆制成，烧结成的银电极是平板状或网状，网状其网格间距应控制在0.5～1mm，网线宽0.5mm；电介质层由纯度为96%～99%的α‑AL2O3制成，电介质层厚度0.47～0.64mm；氧等离子体反应模块电离腔的放电间隙宽度为0.25～0.5mm。氧等离子体反应模块的工作气压 控制在90～110kPa，最大放电功率不高于260W；冷却水循环系统包括冷却水循环控制装置（25）、冷却水总入口（19）、冷却水分流管路（20）、冷却水汇流管路（23）、冷却水总出口（24）等；其中，冷却水循环控制装置（25）的出水口通过PVC软管连接到冷却水总入口（19），冷却水总入口（19）再通过PVC软管连接到冷却水分流管路（20）的入水口，冷却水分流管路（20）的分流口则通过PVC软管分别接至各个模块串联组最后一个模块的氧等离子体反应模块（5）的冷却水入口（21），各个模块串联组第一个模块的氧等离子体反应模块（5）的单元模块冷却水出口（22）则通过PVC软管连接到冷却水汇流管路（23）的汇流入口，冷却水汇流管路（23）的出口则通过PVC软管连接到冷却水总出口（24），冷却水总出口再通过PVC软管连接到冷却水循环控制装置（25）的入水口，完成冷却水的循环；使用的冷却液冰点不高于‑10℃，导热系数大于0.5W/mK，无腐蚀性；分区激励电源包括动力电接入端子（1）、功率变换控制组件（2）、功率输出汇流母线（3）、小型高频高压变压器（4）、控制及显示仪表组件（26）、功率继电器（27）和电流传感器（28）；其中，动力电接入端子（1）用于将AC380V/50Hz动力电接入到功率变换控制组件（2），功率变换控制组件（2）采用IGBT全桥或半桥逆变技术将AC380V/50Hz动力电转换成AC0‑500V/5‑20kHz的高频交流电输出到功率输出汇流母线（3）上，与氧等离子体反应模块（5）数量相同的小型高频高压变压器（4）经由功率继电器（27）和电流传感器（28）分别连接到功率输出汇流母线上，小型高频高压变压器（4）的高压端和接地端连接到相应的氧等离子体反应模块（5），实现对各个氧等离子体反应模块的独立激励；小型高频高压变压器（4）的输出电压控制在5～10kV，输出频率控制在5～20kHz，短路阻抗控制在35～50%之间。