一种等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法与流程

1.本发明涉及废气处理技术领域，具体而言，涉及一种等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法。


背景技术：

2.工业废气造成的环境污染是目前环境污染的重要来源之一。工业废气中大量对人体有害的有机物和无机物直接排放到大气，会对环境和人的身体造成严重的危害。随着工业社会化程度的不断提高，对废气的处理技术得到了人们的重点关注。近年来对等离子的废气处理研究逐渐引起了人们的关注，等离子体是目前国内外大气污染治理中最富有前景最行之有效的技术方法之一。
3.现有技术中主要采用等离子发生器在高压作用下，等离子发生器的正极板与负极板相对应产生放电，将废气进行有效的分解处理。
4.然而，利用现有等离子体技术处理废气时存在等离子电极的阳极板上容易聚集等离子体与废气反应后的中间产物的问题，从而导致阳极板上结焦，进一步降低等离子体处理废气的效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对上述现有技术中等离子体废气处理技术的不足，提供一种等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法，以解决现有技术中等离子体废气处理过程中阳极板上容易产生结焦，降低等离子体处理废气的效率的问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本发明提供了一种等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法，包括：
8.获取第一电极与第二电极电极之间的预设距离；
9.高压电源的作用下，在所述第一电极和所述第二电极之间通入废气；
10.获取所述第一电极和所述第二电极之间的第一电压；
11.基于所述预设距离和所述第一电压，确定所述废气在所述高压电源下生成的高能离子运动的第一时间；
12.确定所述高压电源的工作时间小于所述第一时间前，切换所述第一电极与所述第二电极的极性。
13.可选的，所述切换所述第一电极与所述第二电极的极性之前，还包括：
14.确定所述高压电源的工作时间小于所述第一时间前，调整所述预设距离。
15.可选的，所述高压电源为负高压电源。
16.可选的，所述第一电极和所述第二电极上均匀的设置多个耐高温的金属针。
17.可选的，所述获取所述第一电极和所述第二电极之间的第一电压包括：
18.确定所述金属针之间形成放电时，获取所述第一电极与所述第二电极之间的第一
电压。
19.可选的，所述基于所述预设距离和所述第一电压，确定所述废气在所述高压电源下生成的高能离子运动的第一时间，具体包括：
20.根据以下公式计算第一时间：
[0021][0022]
其中，t为第一时间，d为预设距离，m为高能离子的电子质量，z为常数，e为电子的电荷，u为第一电压。
[0023]
第二方面，本发明还提供了一种自动切换放电极性的等离子废气处理装置，包括：第一电极、第二电极、开关、负高压电源、针和控制器；
[0024]
其中，在所述第一电极和所述第二电极之间通入的废气，在所述负高压电源的作用下，生成高能离子；根据所述第一电极和所述第二电极之间预设距离和第一电压，确定所述高能离子运动的第一时间，进而根据所述第一时间切换所述第一电极与所述第二电极的极性。
[0025]
第三方面，本发明还提供了一种自动切换放电极性的等离子废气处理装置，所述装置包括：第一获取模块，处理模块、第二获取模块，计算模块和切换模块，
[0026]
所述第一获取模块，用于获取第一电极与第二电极电极之间的预设距离；
[0027]
所述处理模块，用于高压电源的作用下，在所述第一电极和所述第二电极之间通入废气；
[0028]
所述第二获取模块，用于高获取所述第一电极和所述第二电极之间的第一电压；
[0029]
所述计算模块，用于基于所述预设距离和所述第一电压，确定所述废气在所述高压电源下生成的高能离子运动的第一时间；
[0030]
所述转换模块，用于确定所述高压电源的工作时间小于所述第一时间前，切换所述第一电极与所述第二电极的极性。
[0031]
第四方面，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：包括处理器、存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述装置执行如上述第一方面所述的等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法。
[0032]
第五方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行如上述第一方面所述的等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法。
[0033]
本发明的有益效果是：本发明中提供的一种等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法，包括：获取第一电极与第二电极电极之间的预设距离；高压电源的作用下，在第一电极和第二电极之间通入废气；获取所述第一电极和所述第二电极之间的第一电压；基于所述预设距离和所述第一电压，确定废气在高压电源下生成的高能离子运动的第一时间；确定所述高压电源的工作时间小于所述第一时间前，切换所述第一电极与所述第二电极的极性。也就是说，本发明基于废气在高压电源下生成的高能离子在电极之间的运动时间，切换电极的极性，从而阻止了废气的中间产物运动并吸附到电极，提高了废气的处理效率。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
[0035]
图1为本发明一实施例提供的等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法流程示意图；
[0036]
图2为本发明另一实施例提供的自动切换放电极性的等离子废气处理装置示意图；
[0037]
图3为本发明另一实施例提供的自动切换放电极性的等离子废气处理装置示意图；
[0038]
图4为本发明另一实施例提供的等离子废气处理设备示意图。
具体实施方式
[0039]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0040]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0042]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0043]
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0044]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0045]
首先对本发明所涉及的名词进行解释：
[0046]
辉光放电：是种低气压放电(lowpressuredischarge)现象，工作压力一般都低于10mbar，其基本构造是在封闭的容器内放置两个平行的电极板，利用产生的电子将中性原子或分子激发，而被激发的粒子由激发态降回基态时会以光的形式释放出能量。
[0047]
等离子体：等离子体是由带电的正粒子、负粒子(包括正离子、负离子、电子、自由基和活性基团等)组成的集合体，其中正电荷和负电荷电量相等，故称等离子体，它们在宏观上呈电中性。等离子体由电子、离子、自由基和中性粒子所组成，是导电的流体，总体上保持电中性。
[0048]
电极：指的是电子或电器装置、设备中的一种部件，用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端。输入电流的一极叫阳极或正极，放出电流的一极叫阴极或负极。
[0049]
图1为本发明一实施例提供的等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法流程示意图；图2为本发明另一实施例提供的自动切换放电极性的等离子废气处理装置示意图；图3为本发明另一实施例提供的自动切换放电极性的等离子废气处理装置示意图；图4为本发明另一实施例提供的等离子废气处理设备示意图。以下将结合图1至图4，对本发明实施例所提供的对等离子废气处理装置中放电电极的自切换进行详细说明。
[0050]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0051]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0052]
本发明的实施例提供了等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法，应用于等离子废气处理装置。下面结合图1，对该方法包括的步骤进行具体介绍。
[0053]
步骤101：获取第一电极与第二电极电极之间的预设距离。
[0054]
本发明实施例中，电极指的是等离子废气处理装置中的一种部件，用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端，其中，本实施中的到电介质为气体。可选的，电极可以为金属电极，这里对电极的具体材料不做具体限定。第一电极和第二电极均为金属电极，在高压环境下，第一电极的极性与第二电极的极性不同。
[0055]
本发明实施例中，第一电极和第二电极上均匀的设置多个耐高温的金属针。
[0056]
本发明实施例中，预设距离是指第一电极上的金属针尖与第二电极上的金属针尖之间的垂直距离，这里，预设距离用d表示。预设距离用于表征了离子运动到极板的距离。在预设距离内废气分子可以得到有效的处理。
[0057]
可选的，为了减小尖端放电电压，等离子废气处理装置中的第一电极和第二电极上均匀的设置有多个耐高温的金属针。
[0058]
本发明实施例中，在相同的外加电压作用下，第一电极和第二电极上均匀的设置多个针，第一电极上的针与第二电极上的针交错排列，能够使得第一电极和第二电极之间的离子放电更加均匀。
[0059]
步骤102：高压电源的作用下，在第一电极和第二电极之间通入废气。
[0060]
本发明实施例中，废气是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体。特别是化工厂、钢铁厂、制药厂以及炼焦厂和炼油厂等，排放的废气气味大，严重污染环境和影响人体健康。可选的，将第一电极和第二电极间通入废气。
[0061]
本发明实施例中，高压电源为负高压电源。
[0062]
需要说明的是，高压电源的一个输出端与第一电极连接，另一输出端与第二电极连接，在高压电压的作用下，电离空气产生大量的正离子及负离子，负离子的数量大于正离子的数量。因此，本发明中采用负高压电源，可以增加负离子的浓度。同时，高压条件下，可以提高高能离子与气体分子或原子发生非弹性碰撞引发自由基，自由基和废气气体分子结合反应效率，增大了放电时间，使得废气的处理效率得以提升。
[0063]
步骤103：获取第一电极和第二电极之间的第一电压。
[0064]
本发明实施例中，第一电极和第二电极在等离子废气处理装置工作过程中，第一电极和第二电极一个呈阳极，一个呈阴极，在负高压电源的作用下，两个电极板之间形成电场，第一电压为第一电极与第二电极之间电场强度与预设距离的乘积。可选的，利用电压表检测第一电极与第二电极之间的第一电压。
[0065]
本发明实施例中，步骤103具体包括：确定金属针之间形成放电时，获取第一电极与第二电极之间的第一电压。
[0066]
本发明实施例中，第一电极和第二电极上的针均为针-板式结构，针型的第一电极为实心的或空心的针尖、实心的或空心的金属棒或金属管，针设置在第一电极金属板上，且金属板为表面光滑的平板，第二电极的电极板也是光滑的金属平板。示例性的，针长度范围为3mm-100mm。可选的，针型的第一电极上的针与第二电极上的针的预设距离为3mm-30mm。针-板式电极结构。
[0067]
步骤104、基于预设距离和第一电压，确定废气在高压电源下生成的高能离子运动的第一时间。
[0068]
本发明实施例中，第一时间指的是中间产物在运动二分之一预设距离所需的时间。首先，在第一电极与第二电极之间施加高电压，两个放电极发生辉光放电，使废气颗粒物电离，生成空间电荷，并使废气中的颗粒物分子荷电；其次，荷电后的颗粒物分子在电场中受到库仑力的作用，驱使废气的颗粒物分子向阳极电极运动，经过第一时间后沉积在阳极电极表面。这里，第一电极和第二电极的极性与高压电源的正负极连接相关。
[0069]
示例性的，第一电极通过开关与高压电源的正极连接，第二电极通过开关与高压电源的负极连接。其中，开关用于控制高压电源工作或关闭。此时，第一时间为废气颗粒物分子运动到第一电极的时间。
[0070]
本发明实施例中，第一电极经过第一继电器接地；第二电极经过第二继电器接地；
[0071]
可选的，继电器是具有隔离功能的自动开关元件，这里，第一继电器和第二继电器相同，在电路中起着自动调节、安全保护的作用。第一继电器还与控制器连接。若第一电极为阳极，控制器控制第一继电器打开，从而使得第一电极与接地断开连接；若第一电极为阴极，控制器控制第一继电器关闭，从而使得第一电极与接地连接。
[0072]
相应的，若第二电极为阳极，控制器控制第二继电器打开，从而使得第二电极与接地断开连接；若第二电极为阴极，控制器控制第二继电器关闭，从而使得第二电极与接地连接。
[0073]
需要说明的是，在高压电源的作用下，随着第一电极与第二电极之间的预设距离变小，导致放电区域产生的电场越强，电子的能量越高，同时，预设距离变小，导致废气与自由基反应生成的中间产物在电场中的滞留时间变短。
[0074]
本发明实施例中，步骤104具体通过以下计算方式得到，根据以下公式计算第一时
间：其中，t为第一时间，d为预设距离，m为高能离子的电子质量，z为常数，e为电子的电荷，u为第一电压。
[0075]
步骤105、确定高压电源的工作时间小于第一时间前，切换第一电极与第二电极的极性。
[0076]
本发明实施例中，第一电极和第二电极通过开关与高压电源连接。其中，开关为正负极性转换开关。控制器实时获取高压电源的工作时间，确定高压电源的工作时间小于第一时间之前，控制器控制开关进行正负极性转换，从而使得第一电极和第二电极的极性改变。
[0077]
示例性的，在高压电源的作用下，第一电极和第二电极间在等离子体作用下产生的废气颗粒物分子向阳极板移动。若开始时第一电极通过开关与高压电源的正极连接，第二电极通过开关与高压电源的负极连接，在高压电源的作用下，废气颗粒物分子向第一电极板方向移动，在第一时间时，废气颗粒物分子附着在第一电极板表面。确定高压电源工作时间小于第一时间之前，控制器通过控制开关进行正负极性转换，从而使得第一电极与通过开关与高压电源的负极连接，第二电极通过开关与高压电源的正极连接，在高压电源的作用下，废气颗粒物分子向第二电极板方向移动，如此反复操作，从而抑制废气颗粒物分子附着在电极板表面，提高了废气的处理效率，并且保证了等离子体废气处理设备的长期稳定运行。
[0078]
本发明实施例中，切换第一电极与第二电极的极性之前，还包括：确定高压电源的工作时间小于第一时间前，调整预设距离。
[0079]
可选的，第一电极的电极边缘设置石英片，第二电极的边缘的设置石英片。控制器实时获取高压电源的工作时间，确定高压电源的工作时间小于第一时间之前，通过控制在第一电极边缘的石英片和第二电极边缘的石英片来调节预设距离。
[0080]
本发明实施例中，本发明中的一种等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法，等离子废气处理装置，包括：获取第一电极与第二电极电极之间的预设距离；高压电源的作用下，在第一电极和第二电极之间通入废气；获取第一电极和第二电极之间的第一电压；基于预设距离和第一电压，确定废气在高压电源下生成的高能离子运动的第一时间；确定高压电源的工作时间小于第一时间前，切换第一电极与第二电极的极性。也就是说，本发明基于废气在高压电源下生成的高能离子在电极之间的运动时间，切换电极的极性，从而阻止了废气的中间产物运动并吸附到电极，提高了废气的处理效率，并且保证了等离子废气处理装置的长期稳定运行。
[0081]
在另一种可行的实施例中，本发明还提供了一种自动切换放电极性的等离子废气处理装置，如图2所示，该装置包括：第一电极1、第二电极2、开关3、负高压电源4、针5、控制器6、第一继电器7和第二继电器8。
[0082]
其中，在第一电极2和第二电极2之间通入的废气，在负高压电源4的作用下，生成高能离子；根据第一电极1和第二电极2之间预设距离和第一电压，确定高能离子运动的第一时间，进而根据第一时间切换第一电极1与第二电极2的极性。
[0083]
本发明实施例中，针5设置在第一电极1和第二电极2上；第一电极1的一端与开关3的第一端连接，另一端通过第一继电器7接地；第二电极2的一端与开关3的第二端连接，另
一端通过第二继电器8接地；开关3还与负高压电源4连接；控制器5的一端与开关3连接，另一端与第一电极1或第二电极2连接；控制器6还与第一继电器7和第二继电器8连接。
[0084]
需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
[0085]
本发明实施例中，本发明中的一种自动切换放电极性的等离子废气处理装置，该装置，包括：第一电极1、第二电极2、开关3、负高压电源4、针5、控制器6、第一继电器7和第二继电器8；其中，在第一电极2和第二电极2之间通入的废气，在负高压电源4的作用下，生成高能离子；根据第一电极1和第二电极2之间预设距离和第一电压，确定高能离子运动的第一时间，进而根据第一时间切换第一电极1与第二电极2的极性。也就是说，本发明基于废气在高压电源下生成的高能离子在电极之间的运动时间，切换电极的极性，从而阻止了废气的中间产物运动并吸附到电极，提高了废气的处理效率，并且保证了等离子废气处理装置的长期稳定运行。
[0086]
如图3所示，为本发明实施例另一实施例中提供的自动切换放电极性的等离子废气处理装置示意图。该装置包括：等离子体发生模块301，转移模块302和电解模块303，
[0087]
等离子体发生模块301，用于基于金属阳极板与阴极板在负高压电源的作用下，形成等离子体。
[0088]
转移模块302，用于等离子体放电的过程中废气组分间反应生成颗粒物聚集在阳极板上。
[0089]
电解模块303，用于在低压直流电源的作用下，阳极板上聚集的颗粒物被电解氧化。
[0090]
需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
[0091]
本发明实施例中，本发明中的一种自动切换放电极性的等离子废气处理装置，包括：第一获取模块301，处理模块302、第二获取模块303，计算模块304和切换模块305，第一获取模块301，用于获取第一电极与第二电极电极之间的预设距离；处理模块302，用于高压电源的作用下，在第一电极和第二电极之间通入废气；第二获取模块303，用于高获取第一电极和第二电极之间的第一电压；计算模块304，用于基于预设距离和第一电压，确定废气在高压电源下生成的高能离子运动的第一时间；转换模块305，用于确定高压电源的工作时间小于第一时间前，切换第一电极与第二电极的极性。也就是说，本发明基于废气在高压电源下生成的高能离子在电极之间的运动时间，切换电极的极性，从而阻止了废气的中间产物运动并吸附到电极，提高了废气的处理效率，进一步，确保了等离子体废气处理装置能长期稳定工作。
[0092]
图4为本发明另一实施例提供的等离子废气处理设备示意图，集成于终端设备或者终端设备的芯片。
[0093]
该装置包括：存储器401、处理器402。
[0094]
存储器401用于存储程序，处理器402调用存储器401存储的程序，以执行上述等离子废气处理装置中放电电极的自切换方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
[0095]
优选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程
序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
[0096]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0097]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0098]
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文：read-only memory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：randomaccess memory，简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。