一种液相放电反应器的制作方法

1.本发明涉及放电装置技术领域，具体涉及一种液相放电反应器。


背景技术：

2.在高压放电等离子体领域，液相高压放电反应器有多种反应器类型，其中包括针
‑
板式、线
‑
板式、棒
‑
棒式、板
‑
孔
‑
板式等，不同的反应器可决定高压放电的类型，不同的放电反应类型可处理降解难度不同的污染物。其中，针
‑
板式反应器可发生火花放电。当电压达到击穿气体电压时，针电极瞬时产生火花，此时产生的活性物质使污染物得以去除。火花是由加在两个电极间近万伏的高电压击穿气体而产生，此种放电形式只维持10
‑8‑
10
‑6s，此后可能转为弧光放电。但单针
‑
板放电反应器高压极只有一根针，产生的活性物质有限，且放电电压不稳定，电场强度不够，对污染物的去除效果有限，限制了反应速率；此外，液相放电反应器中的溶液大多呈静止状态，流动性较差，催化剂与水中污染物无法充分混合，延长了放电反应的时间，同样限制了反应速率。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中液相放电反应器中的反应速率低的缺陷，从而提供一种能够提高反应速率的液相放电反应器。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的一种液相放电反应器，包括：
5.反应腔，适于容纳反应溶液；
6.接地极板，设置于所述反应腔内，且所述接地极板的下表面适于高于所述反应溶液的液面设置；
7.至少两根针电极，与所述接地极板间隔设置，且所述针电极适于与放电电源电连接；
8.循环管路，与所述反应腔相连通，适于带动反应溶液循环流动。
9.可选的，所述液相放电反应器还包括：气室腔，与所述反应腔彼此间隔且独立设置，所述气室腔适于向所述反应腔内通入空气。
10.可选的，所述气室腔与所述反应腔经由绝缘板相分隔，所述针电极穿设于所述绝缘板上，且所述针电极的第一端设置于所述气室腔内，所述针电极的第二端设置于所述反应腔内；
11.所述针电极构造为中空管状结构，适于将空气由所述气室腔通入所述反应腔内。
12.可选的，所述气室腔上设置有进气口，所述反应腔上设置有出气口，所述出气口高于所述反应溶液的液面设置。
13.可选的，所述针电极的第二端适于设置于所述反应溶液的液面的相对下方位置。
14.可选的，所述反应腔内还设置有催化剂，所述催化剂适于浸入所述反应溶液内。
15.可选的，所述反应腔上还设置有循环出液口与循环进液口，所述循环出液口与所述循环进液口经由所述循环管路相连通，所述循环出液口设置于所述循环进液口的相对下
方位置。
16.可选的，所述循环管路上设置有循环泵。
17.可选的，所述液相放电反应器还包括：充气泵，所述充气泵适于与所述进气口相连通。
18.可选的，所述液相放电反应器还包括：升降单元，所述升降单元适于带动所述接地极板沿高度方向进行升降。
19.本发明技术方案，具有如下优点：
20.1.本发明提供的液相放电反应器，通过采用至少两根针电极，增大了放电能量，从而在放电时产生更多活性物质，增加了活性物质含量，弥补单针放电能量不足的缺陷，有助于提高反应速率；同时，通过循环管路带动反应溶液循环流动，从而增加溶液的流动性，能够加速催化剂与反应溶液中的污染物的混合，减少放电反应时间，提高反应速率，节约用电成本。
21.2.本发明提供的液相放电反应器，通过将所述针电极构造为中空管状结构，并将所述针电极的第一端设置于所述气室腔内，所述针电极的第二端设置于所述反应腔内，从而借由所述针电极实现所述气室腔与所述反应腔的空气导通，由于空气从针电极的第二端排出，在针电极放电时，能够使放电端及时与空气进行接触，提高活性物质的制取效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明液相放电反应器的示意图一；
24.图2为本发明液相放电反应器的示意图二。
25.附图标记说明：
[0026]1‑
反应腔，2
‑
气室腔，3
‑
循环出液口，4
‑
接地极板，5
‑
出气口，6
‑
进气口，7
‑
循环进液口，8
‑
针电极，9
‑
催化剂，10
‑
循环泵，11
‑
循环管路，12
‑
升降单元，13
‑
底座。
具体实施方式
[0027]
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030]
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0031]
实施例一
[0032]
结合图1
‑
图2所示，本实施例提供的液相放电反应器，包括：
[0033]
反应腔1，适于容纳反应溶液；
[0034]
接地极板4，设置于所述反应腔1内，且所述接地极板4的下表面适于高于所述反应溶液的液面设置；
[0035]
至少两根针电极8，与所述接地极板4间隔设置，且所述针电极8适于与放电电源电连接；
[0036]
循环管路11，与所述反应腔1相连通，适于带动反应溶液循环流动。
[0037]
本实施例中，反应溶液中存在一定的污染物，通过采用液相高压放电的方式，能够增加放电过程中产生的活性物质(如羟基、过氧化氢、臭氧等)的含量，从而降解反应溶液中的污染物。
[0038]
所述针电极8优选采用针形，所述针电极8适于与放电电源电连接，所述放电电源优选为高压放电电源，所述接地极板4进行接地设置。在放电过程中，当电压达到一定值时，所述针电极8与所述接地极板4之间形成放电火花，放电方式为火花放电，高电压击穿气体，会产生大量的活性物质。
[0039]
本实施例提供的液相放电反应器，通过采用至少两根针电极8，增大了放电能量，从而在放电时产生更多活性物质，增加了活性物质含量，弥补单针放电能量不足的缺陷，有助于提高反应速率；同时，通过循环管路11带动反应溶液循环流动，从而增加溶液的流动性，能够加速催化剂与反应溶液中的污染物的混合，减少放电反应时间，提高反应速率，节约用电成本。
[0040]
具体地，所述反应腔1内还设置有催化剂9，所述催化剂9适于浸入所述反应溶液内。由于循环管路11带动反应溶液循环流动，催化剂9也可随反应溶液的流动而非保持静止状态，这有利于催化剂更快地发挥作用，加快反应速率，减少放电反应时间，节约用电成本。
[0041]
优选的，催化剂种类和类型根据反应物和处理对象而定。
[0042]
优选的，所述反应腔1由圆柱形筒体构成，其中，圆柱形筒体的直径可以为10
‑
15cm，材质为有机玻璃。
[0043]
优选的，所述接地极板4可以采用不锈钢圆板。
[0044]
优选的，所述针电极8的轴线垂直于所述接地极板4所在平面设置。
[0045]
具体地，所述液相放电反应器还包括：气室腔2，与所述反应腔1彼此间隔且独立设置，所述气室腔2适于向所述反应腔1内通入空气。
[0046]
优选的，本实施例中，所述气室腔2设置于所述反应腔1的相对下方位置，所述液相放电反应器还包括底座13，所述气室腔2设置于所述底座13与所述反应腔1之间。所述气室腔2可以通过输气管向所述反应腔1内通入空气，输气管上可以设置单向阀防止反应溶液导流。作为本实施例的优选形式，所述气室腔2与所述反应腔1通过中空形式的针电极8实现气
体导通。
[0047]
具体地，所述气室腔2与所述反应腔1经由绝缘板相分隔，所述针电极8穿设于所述绝缘板上，且所述针电极8的第一端设置于所述气室腔2内，所述针电极8的第二端设置于所述反应腔1内；
[0048]
所述针电极8构造为中空管状结构，适于将空气由所述气室腔2通入所述反应腔1内。
[0049]
本实施例提供的液相放电反应器，通过将所述针电极8构造为中空管状结构，并将所述针电极8的第一端设置于所述气室腔2内，所述针电极8的第二端设置于所述反应腔1内，从而借由所述针电极8实现所述气室腔2与所述反应腔1的空气导通，由于空气从针电极8的第二端排出，在针电极8放电时，能够使放电端及时与空气进行接触，提高活性物质的制取效率。
[0050]
优选的，除针电极8上设置有通气孔外，所述气室腔2与所述反应腔1之间的其他区域均密闭设置。
[0051]
由于所述针电极8与放电电源相连通，为保证安全，所述气室腔2与所述反应腔1之间设置有绝缘板，所述针电极8穿设于所述绝缘板上，当所述针电极8为多根时，多根所述针电极8彼此间隔设置。
[0052]
本实施例中，所述针电极8数量可以在1
‑
10根中选择，优选的，所述针电极8的数量可以为7根。7根所述针电极8等间距分布在绝缘板上。
[0053]
优选的，所述针电极8可以为不锈钢针。
[0054]
具体地，所述气室腔2上设置有进气口6，所述反应腔1上设置有出气口5，所述出气口5高于所述反应溶液的液面设置。
[0055]
空气由所述进气口6进入所述气室腔2内，并经过所述针电极8通入所述反应腔1内，并由所述反应腔1的出气口5排出。
[0056]
具体地，所述针电极8的第二端适于设置于所述反应溶液的液面的相对下方位置。
[0057]
优选的，空气由所述针电极8的第二端排出，同时由于所述针电极8的第二端设置于所述反应溶液的液面的相对下方位置，从而使得所述针电极8的第二端能够同时接触到液体与空气，从而保证放电反应中能够产生足够的活性物质，保证污染物的降解效果。
[0058]
优选的，所述反应溶液的的液面高于所述针电极8的第二端5
‑
10mm。
[0059]
具体地，所述反应腔1上还设置有循环出液口3与循环进液口7，所述循环出液口3与所述循环进液口7经由所述循环管路11相连通，所述循环出液口3设置于所述循环进液口7的相对下方位置。
[0060]
具体地，所述循环管路11上设置有循环泵10。
[0061]
通过循环泵10的带动，使得反应溶液由位于相对下方的循环出液口3排出所述反应腔1，并从位于相对上方的循环进液口7中返回反应腔1，从而实现反应溶液的循环流动，加速催化剂与反应溶液中的污染物的混合。
[0062]
具体地，所述液相放电反应器还包括：充气泵，所述充气泵适于与所述进气口6相连通。所述充气泵适于通过所述进气口6向所述气室腔2内通入空气。
[0063]
优选的，在放电反应开始之前，需要先检查液相放电反应器的气密性是否良好。先开启充气泵，将气体通入所述气室腔2中，随后将待处理的溶液倒入所述反应腔1中，观察所
述针电极8的各针尖是否有一连串的气泡产生。若有部分或全部针尖没有气泡产生，则说明液相放电反应器漏气。若装置不漏气，则开启循环进液口7和循环出液口3之间的循环泵10，使得反应溶液开始循环流动，同时催化剂随溶液循环流动。随后开启放电电源，电压由低到高逐渐往上升，直至所述针电极8的针尖产生放电火花后停止升高电压。
[0064]
具体地，所述液相放电反应器还包括：升降单元12，所述升降单元12适于带动所述接地极板4沿高度方向进行升降。从而通过上下移动升降单元12调节两电极之间的间距。
[0065]
优选的，所述针电极8的第二端与所述接地极板4的下表面之间的间距可以为10
‑
20mm。
[0066]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。