一种等离子体发生装置及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108990248A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201811185489.9(22)申请日2018.10.11(71)申请人南京苏曼等离子科技有限公司地址211162江苏省南京市江宁区滨江开发区颐年路7号(72)发明人万良淏刘子豪李瞳玥戴阳(74)专利代理机构江苏瑞途律师事务所32346代理人李维朝(51)Int.Cl.H05H1/26(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种等离子体发生装置及其应用(57)摘要本发明公开了一种等离子体发生装置及其应用，发生装置包括喷射管，以及设置在喷射管中的高压电极和低压电极；所述喷射管的一端设置有旋风轮，所述旋风轮将流经旋风轮的气体变成螺旋气流，螺旋气流依次经过高压电极、低压电极；所述喷射管的另一端设置有排出口；所述低压电极成螺旋状，所述旋风轮的偏向角与螺旋状低压电极的偏向角相同或相当。在高压电极与螺旋钛丝之间产生放电弧，空气通过与旋风轮形成螺旋气流进入喷射管内，螺旋气流推动电弧产生螺旋状的放电等离子体炬，激发空气电离产生含氮氧化物的等离子体空气肥料，解决了工业制肥中高能耗、高污染及施肥利用率低等问题，工艺过程简单，操作方便。CN108990248ACN108990248A权利要求书1/1页1.一种等离子体发生装置，包括喷射管，以及设置在喷射管中的高压电极和低压电极；其特征在于：所述喷射管的一端设置有旋风轮，所述旋风轮将流经旋风轮的气体变成螺旋气流，螺旋气流依次经过高压电极、低压电极；所述喷射管的另一端设置有排出口；所述低压电极成螺旋状，所述旋风轮的偏向角与螺旋状低压电极的偏向角相同或相当。2.如权利要求1所述的等离子体发生装置，其特征在于：所述旋风轮包括旋风轮本体，所述旋风轮本体上设置有至少三个贯通的气孔；气孔组成同心圆，在同心圆圆周上均匀分布，每个气孔与该气孔所在位置的同心圆切线之间的夹角都相等，所述气孔与同心圆径向方向的夹角大于0度小于90度。3.如权利要求2所述的等离子体发生装置，其特征在于：所述气孔与同心圆径向方向的夹角范围为30度到60度。4.如权利要求1、2或3所述的等离子体发生装置，其特征在于：所述高压电极为锥形电极，锥形电极的中心线与螺旋气流的中心线重合。5.如权利要求1、2或3所述的等离子体发生装置，其特征在于：所述低压电极为螺旋状金属丝。6.如权利要求5所述的等离子体发生装置，其特征在于：所述螺旋状金属丝为钛丝，直径尺寸范围在0.5mm-3mm之间。7.如权利要求1、2或3所述的等离子体发生装置，其特征在于：通入等离子体发生装置的电源的电压峰值大于等于3kV，频率高于9kHz，输入能量高于100W。8.如权利要求1、2或3所述的等离子体发生装置，其特征在于：所述喷射管包括连接在一起的第一套筒和第二套筒，高压电极、低压电极分别设置在第一套筒、第二套筒内。9.如权利要求1、2或3所述的等离子体发生装置，其特征在于：流经旋风轮的气体为干燥空气。10.如权利要求1、2或3所述的等离子体发生装置的应用，用于制备空气肥料、处理有机废气、处理恶臭气体或处理污水，流经旋风轮的气体分别为空气、有机废气、恶臭气体或雾化后的污水。2CN108990248A说明书1/5页一种等离子体发生装置及其应用技术领域[0001]本发明涉及一种等离子体发生装置，尤其涉及了一种新型的利用低温等离子体放电，产生螺旋等离子体炬制取空气肥料的装置，通过高压放电将空气中的氮气电离形成含氮等离子体基团，制备空气肥料，属于等离子体设备技术领域。背景技术[0002]将空气中游离态的氮气转化为可被动植物利用的含氮化合物的过程称为固氮。固氮可分为天然固氮和人工固氮。天然固氮包括雷电固氮、固氮菌生物固氮两种主要形式。1901年法国化学家勒夏特例最先研究氢气和氮气在高压下直接合成氨的反应，开创了高压合成氨的先例。后来德国的物理学家、化工专家哈伯与他的学生研究出一种高温高压催化法合成氨。1985年全国污染源调查数据，大型合成氨厂吨氨产品平均废水排放量为11.1吨，中型厂为217.24吨，小型厂为249.4吨。废水种类复杂，对环境污染严重。氨生产过程还会产生硫化物、一氧化碳、二氧化碳及各种含尘气体。此外，裸露的高温设备及管道对周围环境造成的热辐射污染也尤为严重。随着世界人口的增长和农业的发展，人类对氮肥的需要量愈来愈大，而工业合成氨需在高温高压条件下进行，造成严重的能源浪费。此外，关于生物固氮的研究虽然有了一定的成果，但大多数研究尚处于理论阶段，未能应用于实际农业生产中。大多数农作物对氮素的需求仍然需要氮肥来解决，一定程度上还依赖于化学工业。因此常温常压条件下研究氮气的固定技术具有非常重要的意义。[00