等離子體空氣凈化技術集成了滅菌、除塵、分解甲醛和TVOC等多種功能，在眾多領域有著廣泛的應用前景。然而，在空氣中放電產生等離子體時，副產物臭氧和氮氧化物難以避免，使等離子體技術在室內空氣凈化領域受到嚴重制約。本發明，一種光增強等離子體空氣凈化的裝置和方法，可以在不增加等離子體功率的前提下，增強等離子體空氣凈化效率，并分解空氣放電等離子體的副產物臭氧和氮氧化物，很好地解決了等離子體空氣凈化效率與臭氧和氮氧化物濃度超標之間的矛盾，并提高了等離子體空氣凈化和工業廢氣處理的效率。

技術領域

本發明所屬領域是環境治理技術領域，具體涉及一種光增強等離子體空氣凈化裝置和方法。

背景技術

等離子體空氣凈化技術集成了滅菌、除塵、分解甲醛和TVOC等多種功能，在眾多領域有著廣泛的應用前景。然而，在空氣中放電產生等離子體時，副產物臭氧和氮氧化物難以避免，使等離子體技術在室內空氣凈化領域受到嚴重制約。如果人類或者動物長時間處于臭氧和氮氧化物超標環境，將可能引起身體的不適反應，也有研究表明，植物生長于臭氧濃度長期超標的環境中，也會導致減產。為了避免臭氧或者氮氧化物濃度超標，只能降低等離子體的功率密度，這就犧牲了等離子體滅菌、除塵、分解甲醛和TVOC的效率。等離子體空氣凈化效率與臭氧和氮氧化物濃度超標之間的矛盾已經嚴重地制約了等離子體技術在室內空氣凈化領域、綠色有機農業領域和養殖領域的推廣應用。

在等離子體工業廢氣處理方面，由于大氣壓下電荷運動自由程極短，碰撞頻率極高，加速距離太短，即使在高電場下也難以獲得很高的能量，因此，電荷的非彈性碰撞頻率遠低于彈性碰撞頻率，導致大量能量未被用于等離子體化學反應，而是用于加熱氣體，導致等離子體處理工業廢氣的能效比低下，這也是制約等離子體工業廢氣處理技術廣泛應用的關鍵因素。

發明內容

本發明，一種光增強等離子體空氣凈化的裝置和方法，可以在不增加等離子體功率的前提下，增強等離子體空氣凈化效率，并分解空氣放電等離子體的副產物臭氧和氮氧化物，很好地解決了等離子體空氣凈化效率與臭氧和氮氧化物濃度超標之間的矛盾，并提高了等離子體空氣凈化和工業廢氣處理的效率。

所述的一種光增強等離子體空氣凈化的裝置，其特征在于，包括增強電極、集塵電極和光源組成，如圖1所示，其中：

增強電極由電暈電極和電場電極組成，電暈電極夾在電場電極中間構成增強電極，如圖2所示，區別于傳統的絲網電極，本發明的增強電極通過將電暈電極夾在電場電極中間，電場電極起到固定電暈電極和增強電場作用。增強電極與高壓電源的高壓輸出端連接，并安裝在兩個集塵電極中間，有兩重功能，I是發射電荷（電子或離子），電離和激發空氣，并使塵埃帶電；II是對集塵電極形成高壓電場，使電荷（電子和離子）和帶電塵埃加速向集塵電極運動。

集塵電極設置在增強電極兩側，并且，集塵電極表面與增強電極表面平行，集塵電極與高壓電源的低壓輸出端連接。

光源設置在集塵電極的兩端，光源發光面朝向集塵電極與增強電極之間的區域，光源發出的光線同時投射到電極之間的等離子體放電區域和氣流離開等離子體放電區之后的等離子體尾流區域。

所述的電暈電極是導電纖維制成，如碳纖維、導電氧化物纖維、金屬絲網，導電纖維具有很細的直徑，在纖維尖端形成極強的電場增強效應，利于發射電荷。

所述的夾在電場電極中間的電暈電極至少有一側邊緣從電場電極中間向外突出，電暈電極邊緣從電場電極中間向外突出越多，對發射電荷越有利，而突出越少，則對提高集塵電場強度越有利。

所述的增強電極的電暈電極的邊緣至集塵電極的距離大于電場電極至集塵電極的距離，二者之差越大越利于提高集塵電場，二者之差越小，越利于發射電荷。

所述的增強電極的電場電極表面做過鈍化和粗糙化處理，提高其表面電阻率，并降低其表面對塵埃的吸附力。表面電阻率高，利于提高集塵電場強度，而表面對塵埃的吸附力弱則利于清潔維護。