Ячейка для плазмохимической очистки загрязненной жидкости

Предлагаемая полезная модель относится к экологической технике, в частности, к локальным очистным установкам, и может быть использована, например, для эффективной очистки сточных вод микроэлектронной промышленности, таких как спиртовые растворы малых объемных концентраций (10% и менее). Технический результат полезной модели - повышение эффективности плазменной обработки загрязненной жидкости, протекающей через ячейку. Ячейка содержит корпус, состоящий из боковин-держателей (1) и диэлектрических стенок (2) и (3), установленных между входным фланцем (4) и выходным фланцем (5). В средней части корпуса на диэлектрических стенках (2) и (3) напротив друг друга размещены анодный и катодный плазмоформирующие элементы (6) и (7) соответственно. Катодный элемент (7) выполнен в виде набора игл (8), рядами закрепленных в диэлектрической стенке (2) корпуса, а анодный элемент (6) - в виде набора пластин (9), каждая из которых закреплена в другой диэлектрической стенке (3) корпуса напротив двух соответствующих рядов игл (8). 1 з.п.ф., 2 ил.

Область техники

Предлагаемая полезная модель относится к экологической технике, в частности, к локальным очистным установкам, и может быть использована, например, для эффективной очистки сточных вод микроэлектронной промышленности, таких как спиртовые растворы малых объемных концентраций (10% и менее).

Уровень техники

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбрана плазмо-химическая ячейка в составе плазменно-биохимического реактора по патенту RU 86941 U1, содержащая диэлектрический корпус с входным и выходным фланцами, в котором размещены анодный и катодный плазмоформирующие элементы для обработки загрязненной жидкости, протекающей через ячейку. В ячейке-прототипе катодный элемент выполнен в виде стержня, на конце которого имеется одна или несколько шайб с острыми гранями, а анодный элемент состоит из перфорированного цилиндра и кольца, охватывающего шайбы катодного элемента.

Недостаток ячейки-прототипа - большой объем мертвой зоны, в которой протекающая через ячейку жидкость не подвергается полноценной плазменной обработке. Это снижает эффективность окисления и очистки загрязненной жидкости.

Сущность полезной модели

Технический результат полезной модели - повышение эффективности плазменной обработки загрязненной жидкости, протекающей через ячейку.

Предметом полезной модели является ячейка для плазмо-химической очистки загрязненной жидкости, содержащая корпус с входным и выходным фланцами, в котором размещены анодный и катодный плазмоформирующие элементы, отличающаяся тем, что указанные элементы размещены напротив друг друга на диэлектрических стенках корпуса в его средней части, при этом катодный элемент выполнен в виде набора игл, рядами закрепленных в одной диэлектрической стенке корпуса, а анодный элемент в виде набора пластин, каждая из которых закреплена в другой диэлектрической стенке напротив двух соответствующих рядов игл катодного элемента.

Это позволяет получить указанный технический результат.

Развитие полезной модели состоит в том, что каждая пластина анодного элемента и закрепленные напротив нее ряды игл катодного элемента подключены к отдельному источнику питания.

Осуществление полезной модели

Пример осуществления полезной модели представлен на фигурах 1-3.

На фиг.1 показано продольное сечение ячейки, на фиг.2 - ее поперечное сечение.

Ячейка содержит корпус, состоящий из боковин-держателей 1 и диэлектрических стенок 2 и 3, установленных между входным фланцем 4 и выходным фланцем 5.

В средней части корпуса на диэлектрических стенках 2 и 3 напротив друг друга размещены анодный и катодный плазмоформирующие элементы 6 и 7 соответственно.

Катодный элемент 7 выполнен в виде набора игл 8, рядами закрепленных в диэлектрической стенке 2 корпуса, а анодный элемент 6 - в виде набора пластин 9, каждая из которых закреплена в другой диэлектрической стенке 3 корпуса напротив двух соответствующих рядов игл 8.

Ячейка работает следующим образом.

Жидкость, предварительно доведенная до состояния микропузырьковой среды, подлежащая плазмохимической очистке, подается в ячейку через центральное отверстие фланца 4. Скорость потока должна быть достаточной для реализации дополнительного дробления микропузырьков во фронте ударной волны, образующейся на элементах электродной системы. При подаче соответствующего напряжения питания на элементы 7 (минус) и элементы 6 (плюс) между каждой пластиной 9 и двумя рядами игл 8, закрепленных напротив этой пластины 9, развиваются стримерные пробои, которые, перекрываясь, создают объемный разряд, который занимает всю область ячейки между плазмоформирующими элементами 6 и 7. Его излучение, воздействуя на очищаемую микропузырьковую среду, ускоряет ее химическое преобразование. При этом, как в жидкой, так и в газовой фазах образуются необходимые для реакции радикалы и протекают реакции преобразования. Очищенная жидкость, в которой нежелательные примеси окислены с помощью плазменно-химической обработки, вытекает через центральное отверстие фланца 5.

Предлагаемая конструкция плазмохимической ячейки в отличие от известной ячейки-прототипа, активирующей химическую реакцию одиночным контрагированным разрядом плазмы, активизирует протекание реакций преобразования за счет формирования объемного плазменного разряда.

При этом рабочая область ячейки (т.е. область ячейки, в которой протекают активные плазмохимические преобразования) увеличивается, а объем мертвых зон внутри ячейки, в которых обрабатываемая жидкость не подвергается полноценной плазменной обработке, существенно уменьшается по сравнению с прототипом, повышая тем самым эффективность процесса очистки.

1. Ячейка для плазмохимической очистки загрязненной жидкости, содержащая корпус с входным и выходным фланцами, в котором размещены анодный и катодный плазмоформирующие элементы, отличающаяся тем, что указанные элементы размещены напротив друг друга на диэлектрических стенках корпуса в его средней части, при этом катодный элемент выполнен в виде набора игл, рядами закрепленных в одной диэлектрической стенке корпуса, а анодный элемент в виде набора пластин со скругленными углами, каждая из которых закреплена в другой диэлектрической стенке напротив двух соответствующих рядов игл катодного элемента.

2. Ячейка по п.1, отличающаяся тем, что каждая пластина анодного элемента и закрепленные напротив нее ряды игл катодного элемента подключены к отдельному источнику питания.