Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2219136C2 - Method and device for purification of liquid and gaseous mediums - Google Patents

Method and device for purification of liquid and gaseous mediums Download PDF

Info

Publication number
RU2219136C2
RU2219136C2 RU2002104170/15A RU2002104170A RU2219136C2 RU 2219136 C2 RU2219136 C2 RU 2219136C2 RU 2002104170/15 A RU2002104170/15 A RU 2002104170/15A RU 2002104170 A RU2002104170 A RU 2002104170A RU 2219136 C2 RU2219136 C2 RU 2219136C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
electrodes
discharge
volume
voltage
Prior art date
Application number
RU2002104170/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002104170A (en
Inventor
Н.Т. Юнда
Original Assignee
Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете filed Critical Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете
Priority to RU2002104170/15A priority Critical patent/RU2219136C2/en
Publication of RU2002104170A publication Critical patent/RU2002104170A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2219136C2 publication Critical patent/RU2219136C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: The invention presents a method and a device for treatment and decontamination of drinking water sources and sewage, industrial gas air venting using electrophysical methods and may be used in the different branches of the national economy, in particular(personally), on food industry enterprises, in microbiology and medicine. The method consists of application for machining stripped fluid(liquid) and gaseous fluids of the volumetric category excited by an ionizing radiation. The system(device) contains a reactor with two electrodes and is supplied with the pulsed source of the ionizing radiation, body mounted a reactor with an opportunity of bombarding radiation of the volume made between electrodes, coherent with the reservoir capacitor. EFFECT: the technical effect(result) will consist in increase of efficiency of sanitation and decrease of a specific consumption of the electric power. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к обработке и обеззараживанию питьевых и сточных вод, промышленных газовых выбросов электрофизическими методами и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности на предприятиях бытового и специального назначения, на предприятиях пищевой промышленности, в микробиологии и медицине. The invention relates to the treatment and disinfection of drinking and wastewater, industrial gas emissions by electrophysical methods and can be used in various sectors of the economy, in particular at the enterprises of household and special purposes, at the enterprises of the food industry, in microbiology and medicine.

В настоящее время известны способ [1] для обеззараживания воды электрическими разрядами и устройство [2] для его реализации, в котором обработка воды ведется под действием электрических разрядов, возникающих между высоковольтным и заземленным электродами. Обеззараживающее действие электрического разряда включает комплексное воздействие следующих факторов: импульсное электромагнитное поле, импульсный ток (проводимости и смещения), повышенная температура и давление, возникающие в результате выделения энергии импульсов, электрические разряды и связанные с ними импульсные излучения с широким спектром частот - ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, стриммерный коронный разряд и другие. В известном способе электрический разряд, генерируемый между электродами, установленными в обеззараживаемом объеме, локализуется в канале с ограниченными поперечными размерами, обуславливающими зону обеззараживания. Currently known method [1] for disinfecting water by electric discharges and a device [2] for its implementation, in which the water is treated under the action of electric discharges that occur between high-voltage and grounded electrodes. The disinfecting effect of an electric discharge includes the combined effects of the following factors: pulsed electromagnetic field, pulsed current (conductivity and bias), elevated temperature and pressure resulting from the release of pulse energy, electrical discharges and associated pulsed radiation with a wide spectrum of frequencies - ultraviolet and x-ray radiation, streamer corona discharge and others. In the known method, an electric discharge generated between the electrodes installed in the disinfected volume is localized in the channel with limited transverse dimensions, which determine the disinfection zone.

Малая зона обеззараживания определяет невысокую эффективность и повышенный удельный расход энергии. A small disinfection zone determines low efficiency and increased specific energy consumption.

Устройства для обработки жидкости электрическими разрядами включают источник питания, соединенный с ним последовательно преобразующий блок, генератор импульсов, подключенный к высоковольтному и заземленному электродам, установленным в корпусе технологического реактора с обрабатываемой жидкостью. Devices for processing liquid by electric discharges include a power source, a series-converting unit connected to it, a pulse generator connected to high-voltage and grounded electrodes installed in the body of the process reactor with the liquid being processed.

Для электроимпульсной обработки жидких сред требуются мощные генераторы импульсов (средняя мощность, выделяемая на нагрузке, не менее 50 кВт при токе до 10 кА и напряжении более 100 кВ) с фронтом импульса менее 10 нс и частотой следования импульсов до нескольких сот герц. Electropulse treatment of liquid media requires powerful pulse generators (average power allocated to the load of at least 50 kW at a current of up to 10 kA and a voltage of more than 100 kV) with a pulse front of less than 10 ns and a pulse repetition rate of up to several hundred hertz.

Существующие коммутаторы (игнитроны, тиратроны разных видов, вакуумные разрядники, полупроводниковые коммутаторы) не всегда могут быть использованы для формирования импульсов тока с требуемыми параметрами, прежде всего, из-за недостаточных рабочих напряжений, а также больших времен коммутации токов. Existing switches (ignitrons, thyratrons of various types, vacuum arresters, semiconductor switches) can not always be used to form current pulses with the required parameters, primarily due to insufficient operating voltages, as well as long switching times of currents.

Мощные высоковольтные полупроводниковые коммутаторы размыкающего типа (SOS-диоды) дорогие и позволяют коммутировать лишь короткие импульсы. У наиболее высоковольтных тиратронов максимальное коммутируемое напряжение не превышает 200 кВ [3] . Последовательное соединение коммутаторов неизбежно приводит к росту индуктивности разрядного контура и, обусловленному этим, росту длительности фронта генерируемого импульса. Кроме того, ресурс приборов не превышает 2-10 импульсов, что явно недостаточно для технологических установок. Powerful high-voltage semiconductor switches of the opening type (SOS diodes) are expensive and allow switching only short pulses. For the highest voltage thyratrons, the maximum switching voltage does not exceed 200 kV [3]. The serial connection of the switches inevitably leads to an increase in the inductance of the discharge circuit and, due to this, an increase in the duration of the front of the generated pulse. In addition, the resource of devices does not exceed 2-10 pulses, which is clearly not enough for technological installations.

Для коммутации мощных высоковольтных импульсов наиболее часто используются искровые разрядники. Однако эти разрядники наряду с ограниченным ресурсом из-за электроэрозии поверхности не позволяют коммутировать разряд со средней мощностью более 5 кВт. Поэтому в мощных установках вынуждены использовать многоискровой разряд со средней мощностью в искре, не превышающей номинальной. Кроме того, искровые разрядники не обеспечивают стабильности амплитуд и времени коммутации импульсов. For switching high-power high-voltage pulses, spark gaps are most often used. However, these arresters, along with a limited resource due to surface erosion, do not allow switching the discharge with an average power of more than 5 kW. Therefore, in powerful installations, they are forced to use a multi-spark discharge with an average power in the spark not exceeding the nominal. In addition, spark gaps do not provide stability of amplitudes and pulse switching time.

Наиболее близким к способу очистки жидких и газообразных сред является способ, реализованный в устройстве [4], заключающийся в том, что обеззараживаемая жидкость обрабатывается высоковольтными электрическими разрядами в объеме между несколькими парами электродов. Применение нескольких пар электродов позволило увеличить зону обеззараживания и тем самым увеличить объем обеззараживаемой воды. Closest to the method of cleaning liquid and gaseous media is the method implemented in the device [4], which consists in the fact that the disinfected liquid is treated with high-voltage electric discharges in the volume between several pairs of electrodes. The use of several pairs of electrodes allowed to increase the disinfection zone and thereby increase the volume of disinfected water.

Однако требование изоляции разрядов между каждой из пар электродов не позволяет использовать для обеззараживания жидкости весь объем реактора, где установлены электроды, и снижает эффективность данного способа. However, the requirement of isolation of discharges between each of the pairs of electrodes does not allow to use the entire volume of the reactor where the electrodes are installed for disinfecting the liquid and reduces the efficiency of this method.

Наиболее близкой по физической сущности к изобретению является установка [4] для обеззараживания воды электрическими разрядами, содержащая высоковольтный источник питания, соединенный с ним последовательно преобразующий блок, несколько генераторов импульсов, каждый из которых подключен к высоковольтному и заземленному электродам, установленным в корпусе технологического реактора с обеззараживающей водой. Closest to the physical nature of the invention is the installation [4] for disinfecting water with electric discharges, containing a high-voltage power supply, a series-converting unit connected to it, several pulse generators, each of which is connected to a high-voltage and grounded electrodes installed in the casing of the technological reactor with disinfecting water.

Однако введение в установку генераторов импульсных токов для каждой дополнительной пары электродов наряду с существенным усложнением установки требует введения дополнительного устройства синхронного регулирования межэлектродного расстояния между высоковольтными электродами и настройки формирующих разрядников так, чтобы обеспечить одновременность разряда между всеми парами электродов. Временная нестабильность срабатывания, свойственная искровым разрядникам, делает эту задачу весьма проблематичной. However, the introduction of pulsed current generators for each additional pair of electrodes into the installation, along with a significant complication of the installation, requires the introduction of an additional device for synchronous regulation of the interelectrode distance between high voltage electrodes and tuning of the forming arresters so as to ensure simultaneous discharge between all pairs of electrodes. The temporary instability of operation characteristic of spark gaps makes this task very problematic.

Таким образом, описанное устройство наряду с технической сложностью его реализации не позволяет расширить зону обеззараживания до полного объема технологического реактора. Thus, the described device along with the technical complexity of its implementation does not allow to expand the disinfection zone to the full volume of the technological reactor.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки жидких и газообразных сред и снижение удельного расхода электроэнергии за счет увеличения объема очищаемых сред, обрабатываемых объемным разрядом в межэлектродном пространстве технологического реактора. The purpose of the invention is to increase the cleaning efficiency of liquid and gaseous media and reduce the specific energy consumption by increasing the volume of cleaned media processed by volume discharge in the interelectrode space of the technological reactor.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки жидких и газообразных сред, включающем воздействие высоковольтными разрядами, очищаемую среду обрабатывают объемными разрядами, возбуждаемыми в межэлектродном пространстве импульсами ионизирующего излучения. This goal is achieved by the fact that in the method of cleaning liquid and gaseous media, including exposure to high-voltage discharges, the medium to be cleaned is treated with volume discharges excited in the interelectrode space by pulses of ionizing radiation.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее высоковольтный источник питания и технологический реактор с двумя электродами, снабжено импульсным источником ионизирующего излучения, установленным на корпусе технологического реактора с возможностью облучения объема, заключенного между электродами, соединенными с накопительным конденсатором. This goal is achieved in that the device containing the high-voltage power source and the technological reactor with two electrodes is equipped with a pulsed ionizing radiation source mounted on the body of the technological reactor with the possibility of irradiating the volume enclosed between the electrodes connected to the storage capacitor.

Отличительными от прототипа преимуществами являются:
1) увеличение объема обрабатываемой жидкой или газообразной среды за счет реализации режима объемного электрического разряда, инициируемого в реакторе импульсом ионизирующего излучения;
2) реализация устройства очистки жидких и газообразных сред электрическими разрядами без мощных коммутирующих приборов.
Distinctive advantages of the prototype are:
1) an increase in the volume of the processed liquid or gaseous medium due to the implementation of the volumetric electric discharge mode initiated in the reactor by an ionizing radiation pulse;
2) the implementation of a device for cleaning liquid and gaseous media by electric discharges without powerful switching devices.

Указанные отличительные признаки в технологии очистки жидких и газообразных сред ранее не описывались и не применялись. These distinctive features in the technology of cleaning liquid and gaseous media have not been previously described and have not been applied.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство очистки жидких и газообразных сред с указанными отличительными признаками до сих пор не реализованы, и, следовательно, это решение, по мнению автора, удовлетворяет критериям "новизна" и "изобретательский уровень". Thus, the proposed method and device for cleaning liquid and gaseous media with the indicated distinguishing features have not yet been implemented, and, therefore, this solution, according to the author, meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

На фиг.1 представлен вариант электрической схемы установки, а на фиг.2 - вариант конструкции технологического реактора. Figure 1 presents a variant of the electrical circuit of the installation, and figure 2 is a design of a process reactor.

Установка для обеззараживания (фиг.1) состоит из высоковольтного источника питания 1, последовательно которому включены ограничитель зарядного тока 2, выпрямитель 3 и накопительная емкость 4, параллельно которой включены высоковольтный 6 и заземленный 7 электроды, размещенные в технологическом реакторе 5, межэлектродное пространство которого облучается ионизирующим излучением 8. The disinfection unit (Fig. 1) consists of a high-voltage power supply 1, in series with which a charge current limiter 2, a rectifier 3 and a storage tank 4 are connected, in parallel with which a high-voltage 6 and grounded 7 electrodes are placed, which are located in the technological reactor 5, the interelectrode space of which is irradiated ionizing radiation 8.

Технологический реактор 5 (фиг.2) состоит из корпуса 10 с двумя патрубками для ввода и вывода обеззараживаемого материала и двух соосных фланцевых отверстий, в которые установлены плоские высоковольтный 6 и заземленный 7 электроды. Высоковольтный электрод отделен от корпуса изолятором 9. На корпусе реактора со стороны заземленного электрода установлен импульсный источник электронов 12 так, что направление пучка электронов перпендикулярно поверхности электродов. Ускоряющее напряжение на катод 13 ускорителя подается от импульсного источника питания 14. Обрабатываемая жидкость подается в реактор в виде аэрозоля через распылительное устройство 11, установленное на патрубке ввода. (Газ для обеззараживания подается в реактор непосредственно через патрубок ввода.)
Установка для обеззараживания объемным электрическим разрядом работает следующим образом. От высоковольтного источника питания 1 (фиг.1) через ограничитель зарядного тока 2 и выпрямляющее устройство 3 происходит заряд емкости 4. При достижении максимального напряжения на конденсаторе (напряженность поля в реакторе при этом ниже пробивного значения) высоковольтный импульс от импульсного источника питания 14 (фиг.2) подается на катод 13 ускорителя 12. Инжектируемые катодом электроны 8 ускоряются и через заземленный электрод 7 проходят в реактор 5 и ионизируют объемный промежуток между электродами 6 и 7, установленными на корпусе 10, инициируя в межэлектродном пространстве объемный разряд. Загрязненная жидкость через распылительное устройство 11 непрерывно подается в реактор, заполняя в аэрозольном виде межэлектродное пространство. При пробое межэлектродного промежутка накопленная в конденсаторе энергия выделяется в объеме разряда, задаваемым площадью электродов и расстоянием между ними. Образующаяся при этом ударная волна, световое излучение и высокая температура производят обеззараживающий эффект в среде, находящейся в этом объеме.
Technological reactor 5 (figure 2) consists of a housing 10 with two nozzles for input and output of disinfected material and two coaxial flange holes in which are installed flat high-voltage 6 and grounded 7 electrodes. The high-voltage electrode is separated from the casing by an insulator 9. A pulsed electron source 12 is mounted on the reactor casing from the side of the grounded electrode so that the direction of the electron beam is perpendicular to the surface of the electrodes. Accelerating voltage to the cathode 13 of the accelerator is supplied from a switching power supply 14. The processed liquid is supplied to the reactor in the form of an aerosol through a spray device 11 mounted on the input pipe. (Gas for disinfection is supplied to the reactor directly through the inlet pipe.)
Installation for disinfection volumetric electric discharge works as follows. From the high-voltage power supply 1 (Fig. 1), a charge 4 is charged through the charge current limiter 2 and the rectifying device 3. Upon reaching the maximum voltage on the capacitor (the field strength in the reactor is below the breakdown value), the high-voltage pulse from the switching power supply 14 (Fig. 1) .2) fed to the cathode 13 of the accelerator 12. The electrons injected by the cathode 8 are accelerated and pass through the grounded electrode 7 into the reactor 5 and ionize the volume gap between the electrodes 6 and 7 mounted on the housing 10, volumetric discharge in the interelectrode space. Contaminated liquid through a spray device 11 is continuously supplied to the reactor, filling the interelectrode space in an aerosol form. During breakdown of the interelectrode gap, the energy accumulated in the capacitor is released in the discharge volume, determined by the area of the electrodes and the distance between them. The resulting shock wave, light radiation and high temperature produce a disinfecting effect in the medium in this volume.

В установке с объемным разрядом существенно повышается удельная производительность реактора, так как обеззараживание производится во всем его объеме. Кроме того, дополнительно происходит наложение стерилизующего эффекта электронного пучка ускорителя и воздействия озона, генерируемого электронным пучком и лавинно-стримерным процессом развития разряда в реакторе. Генерация озона непосредственно в объеме реактора гарантирует максимальное время его взаимодействия с обрабатываемой жидкостью с минимальной границей раздела газообразной и жидкой фаз. При комбинированном (совместном) обеззараживании электронным пучком и озоном воды от хлорсодержащих органических соединений и непредельных углеводородов имеет место синергетический эффект (т.е. результат совместного воздействия превышает сумму отдельных результатов). In the installation with a volume discharge, the specific productivity of the reactor is significantly increased, since disinfection is carried out in its entire volume. In addition, the sterilizing effect of the electron beam of the accelerator and the effects of ozone generated by the electron beam and avalanche-streamer discharge development in the reactor are additionally superimposed. The generation of ozone directly in the reactor volume guarantees the maximum time of its interaction with the processed liquid with a minimum boundary between the gaseous and liquid phases. When combined (joint) disinfection by an electron beam and ozone of water from chlorine-containing organic compounds and unsaturated hydrocarbons, a synergistic effect occurs (i.e., the result of the combined exposure exceeds the sum of the individual results).

Применение предлагаемой установки при ее существенном техническом упрощении за счет исключения системы генераторов, коммутирующих устройств и электродов и повышением стабильности работы, связанным с исключением коммутирующих устройств, позволит снизить удельный расход электроэнергии, повысит эффективность очистки и надежность работы установки. The use of the proposed installation with its significant technical simplification by eliminating the system of generators, switching devices and electrodes and increasing the stability associated with the exclusion of switching devices will reduce the specific energy consumption, increase the cleaning efficiency and reliability of the installation.

Объемный разряд в условиях интенсивной ионизации электронами обладает рядом замечательных свойств [3] . Во-первых, может быть получено объемное горение разряда в несамостоятельном режиме. В этом случае достигается независимое управление режимом горения, током разряда и площадью разряда, причем управление током разряда осуществляется за счет изменения тока пучка быстрых электронов. A volume discharge under conditions of intense electron ionization has a number of remarkable properties [3]. First, volumetric combustion of the discharge in a non-self-sustaining mode can be obtained. In this case, independent control of the combustion regime, the discharge current, and the discharge area is achieved, and the discharge current is controlled by changing the current of the fast electron beam.

Во-вторых, в условиях сильной неоднородности ионизации объема электронным пучком создается резкое искажение электрического поля в столбе разряда, способствующего стабильному (~10-9 с) зажиганию искрового канала.Secondly, under conditions of a strong inhomogeneity of the volume ionization by the electron beam, a sharp distortion of the electric field is created in the discharge column, which contributes to stable (~ 10 -9 s) ignition of the spark channel.

В-третьих, применение пучков электронов малой длительности позволяет инициировать объемный разряд с ионизационным размножением типа импульсного тлеющего разряда при начальном напряжении на межэлектродном промежутке ниже пробивного. Роль пучка сводится к тому, чтобы в заданный момент времени создать в промежутке плазму требуемой плотности. Thirdly, the use of electron beams of short duration allows one to initiate a volume discharge with ionization propagation of the type of a pulsed glow discharge at an initial voltage in the interelectrode gap below the breakdown one. The role of the beam is to create a plasma of the required density in the gap at a given moment in time.

Режим горения, в котором плазма в начальный момент создается пучком, а в дальнейшем происходит поддержание либо увеличение заданной концентрации за счет ионизационного размножения, обеспечивает условия максимального ввода энергии при минимальных затратах на получение электронного пучка. При сокращении длительности горения и одновременном увеличении мощности возрастает удельная поглощенная энергия. The combustion mode, in which the plasma is initially created by the beam, and then the specified concentration is maintained or increased due to ionization propagation, provides the conditions for maximum energy input at the minimum cost of obtaining an electron beam. With a reduction in the duration of combustion and a simultaneous increase in power, the specific energy absorbed increases.

Отличительной особенностью указанного режима является то, что разряд переходит в искровую стадию быстрее. С целью создания условий, при которых можно избежать этого, выбирается накопительная емкость и напряжение на ней таким образом, что в начальный момент ионизационное размножение приводит к нарастанию электронной плотности, а в дальнейшем, по мере протекания тока, происходит разряд емкости на плазму. A distinctive feature of this mode is that the discharge passes into the spark stage faster. In order to create conditions under which this can be avoided, the storage capacitance and the voltage on it are selected in such a way that, at the initial moment, ionization multiplication leads to an increase in the electron density, and then, as the current flows, the capacitance is discharged to the plasma.

Восстановление разрядного промежутка по окончании импульса тока происходит в результате уменьшения температуры заряженных частиц, когда потери энергии не компенсируются внешними источниками, и в результате уменьшения концентрации заряженных частиц из-за диффузии и рекомбинации [4]. Чем меньше исходная концентрация заряженных частиц, при которой начался распад плазмы после разряда в промежутке, тем быстрее восстанавливается электрическая плотность, тем быстрее концентрация достигнет такого малого значения, которое обеспечивает погасание разряда. Поэтому надо добиваться высокой плотности тока в плазме не путем увеличения концентрации заряженных частиц, а увеличением скорости их направленного движения. Этого можно достичь в сильном электрическом поле, напряженность которого можно увеличить тем сильнее, чем короче длительность фронта импульса. В сильном электрическом поле электроны между столкновениями набирают энергию, сравнимую с хаотической, и могут перейти в режим непрерывного ускорения при критической напряженности поля. Согласно [5] , критическая напряженность может в 10-15 раз превышать значение пробивной напряженности. Такой напряженности в разрядном промежутке можно достичь только на стадии формирования пробоя. Длительность этой стадии составляет единицы наносекунд. Соответственно, длительность фронта импульса электронного пучка, возбуждающего разряд, должна быть соизмерима либо меньше времени формирования пробоя. The restoration of the discharge gap at the end of the current pulse occurs as a result of a decrease in the temperature of charged particles, when energy losses are not compensated by external sources, and as a result of a decrease in the concentration of charged particles due to diffusion and recombination [4]. The lower the initial concentration of charged particles, at which the plasma decays after a discharge in the gap, the faster the electrical density is restored, the faster the concentration reaches such a small value that ensures the extinction of the discharge. Therefore, it is necessary to achieve a high current density in the plasma not by increasing the concentration of charged particles, but by increasing the speed of their directed movement. This can be achieved in a strong electric field, the intensity of which can be increased the stronger, the shorter the pulse front duration. In a strong electric field, electrons between collisions gain energy comparable to chaotic energy and can go into continuous acceleration at a critical field strength. According to [5], the critical tension can be 10-15 times higher than the value of breakdown tension. Such tension in the discharge gap can be achieved only at the stage of breakdown formation. The duration of this stage is a few nanoseconds. Accordingly, the duration of the pulse front of the electron beam exciting the discharge should be commensurable or less than the breakdown formation time.

При неравномерной ионизации поле в столбе разряда вблизи анода усиливается и может достигать 105 В/см. Причиной развития канала в этом случае будет лавинно-стримерный процесс с характерным временем

Figure 00000002

где Nk≈108 - критическое число электронов в лавине,
α - коэффициент ударной ионизации,
v - скорость дрейфа.With uneven ionization, the field in the discharge column near the anode is amplified and can reach 10 5 V / cm. The cause of the development of the channel in this case will be an avalanche-streamer process with a characteristic time
Figure 00000002

where N k ≈10 8 is the critical number of electrons in the avalanche,
α is the coefficient of impact ionization,
v is the drift velocity.

Время развития неустойчивости зависит от амплитуды инжектируемого электронного тока и величины ускоряющего напряжения. При плотности тока электронного пучка 1-10 А/см2 время t3 может изменяться в пределах от единиц до сотен наносекунд. Характерное время t3 определяет максимально допустимое время развития разряда.The time of instability development depends on the amplitude of the injected electron current and the magnitude of the accelerating voltage. When the current density of the electron beam is 1-10 A / cm 2, the time t 3 can vary from units to hundreds of nanoseconds. The characteristic time t 3 determines the maximum allowable discharge development time.

Эффективность предлагаемого способа обусловлена тремя основными факторами. The effectiveness of the proposed method is due to three main factors.

1. Непосредственное воздействие с высокой вводимой в обрабатываемый объем энергии за счет обеспечения условий развития объемного разряда. 1. Direct impact with a high energy input into the processed volume by providing conditions for the development of a volume discharge.

2. При наличии в обрабатываемом объеме воздушной или кислородной компоненты в стримерном режиме разряда в непосредственном контакте с обрабатываемым материалом в технологическом реакторе интенсивно генерируется озон, обладающий сильными обеззараживающими свойствами. 2. If there is an air or oxygen component in the treated volume in the streamer discharge mode, in direct contact with the processed material, ozone is intensively generated in the process reactor, which has strong disinfecting properties.

3. Электронный пучок, инициирующий объемный разряд, непосредственно производит стерилизацию, а при совместном воздействии с озоном, производимым электронным пучком и объемным разрядом, эффективность воздействия существенно возрастает и может превышать суммарный вклад обеих составляющих. 3. The electron beam that initiates the volume discharge directly sterilizes, and when combined with the ozone produced by the electron beam and the volume discharge, the effectiveness of the action increases significantly and can exceed the total contribution of both components.

Литература
1. Патент США 3402120, кл. 203-323, 1968г.
Literature
1. US patent 3402120, CL 203-323, 1968

2. Авторское свидетельство СССР 861332, кл. С 02 F 1/48, 1979г. (прототип). 2. Copyright certificate of the USSR 861332, cl. S 02 F 1/48, 1979 (prototype).

3. Бычков Ю.И., Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Импульсный разряд в газах в условиях интенсивной ионизации электронами. УФН, 1978, в.3, с.451-477. 3. Bychkov Yu.I., Korolev Yu.D., Mesyats G.A. Pulsed discharge in gases under conditions of intense electron ionization. Physics-Uspekhi, 1978, c. 3, pp. 514-477.

4. Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров И.Е. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат, 1977. 4. Golant V.E., Zhilinsky A.P., Sakharov I.E. Fundamentals of plasma physics. M .: Atomizdat, 1977.

5. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991. 5. Korolev Yu.D., Month A.A. Physics of pulse breakdown of gases. M .: Nauka, 1991.

Claims (2)

1. Способ очистки жидких и газообразных сред, включающий воздействие высоковольтными разрядами, отличающийся тем, что очищаемую среду обрабатывают объемными разрядами, возбуждаемыми в межэлектродном пространстве импульсами ионизирующего излучения.1. A method for cleaning liquid and gaseous media, including exposure to high-voltage discharges, characterized in that the medium to be cleaned is treated with volume discharges excited in the interelectrode space by pulses of ionizing radiation. 2. Устройство очистки жидких и газообразных сред, содержащее высоковольтный источник питания и технологический реактор с двумя электродами, отличающееся тем, что оно снабжено импульсным источником ионизирующего излучения, установленным на корпусе технологического реактора с возможностью облучения объема, заключенного между электродами, соединенными с накопительным конденсатором.2. A device for cleaning liquid and gaseous media containing a high-voltage power source and a technological reactor with two electrodes, characterized in that it is equipped with a pulsed ionizing radiation source mounted on the housing of the technological reactor with the possibility of irradiating the volume enclosed between the electrodes connected to the storage capacitor.
RU2002104170/15A 2002-02-18 2002-02-18 Method and device for purification of liquid and gaseous mediums RU2219136C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002104170/15A RU2219136C2 (en) 2002-02-18 2002-02-18 Method and device for purification of liquid and gaseous mediums

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002104170/15A RU2219136C2 (en) 2002-02-18 2002-02-18 Method and device for purification of liquid and gaseous mediums

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002104170A RU2002104170A (en) 2003-08-27
RU2219136C2 true RU2219136C2 (en) 2003-12-20

Family

ID=32066005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002104170/15A RU2219136C2 (en) 2002-02-18 2002-02-18 Method and device for purification of liquid and gaseous mediums

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2219136C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007129920A2 (en) * 2006-05-08 2007-11-15 Alan Teehu Wichman Improvements to removing components from fluids
RU2473469C1 (en) * 2011-08-05 2013-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" Method of sewage water purification

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007129920A2 (en) * 2006-05-08 2007-11-15 Alan Teehu Wichman Improvements to removing components from fluids
WO2007129920A3 (en) * 2006-05-08 2008-01-10 Alan Teehu Wichman Improvements to removing components from fluids
RU2473469C1 (en) * 2011-08-05 2013-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" Method of sewage water purification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Plasma discharge in liquid: water treatment and applications
US4232355A (en) Ionization voltage source
Gherardi et al. Mechanisms controlling the transition from glow silent discharge to streamer discharge in nitrogen
US5603893A (en) Pollution treatment cells energized by short pulses
Shi et al. Organic contaminants removal by the technique of pulsed high-voltage discharge in water
WO2007035182A2 (en) Field enhanced electrodes for additive-injection non-thermal plasma (ntp) processor
KR101891438B1 (en) Plasma reactor comprising for water treatment and method for operation thereof
JP4378592B2 (en) Control method of discharge generator
JPH07251026A (en) Method for destroying pollutant by using low energy electron beam
US8173075B2 (en) Device for generation of pulsed corona discharge
KR100304235B1 (en) Multi-electrode corona discharge pollutant destruction apparatus
US6451252B1 (en) Odor removal system and method having ozone and non-thermal plasma treatment
Abdel-Salam et al. Characteristics of corona and silent discharges as influenced by geometry of the discharge reactor
Sato et al. Water treatment with pulsed discharges generated inside bubbles
JPH10156131A (en) Multistage gaseous pollutant breaker
US6906280B2 (en) Fast pulse nonthermal plasma reactor
KR101214441B1 (en) Apparatus of spark discharge for water cleaning
JP4923364B2 (en) Reactive gas generator
US7298092B2 (en) Device and method for gas treatment using pulsed corona discharges
US20020076370A1 (en) Meta-stable radical generator with enhanced output
RU2219136C2 (en) Method and device for purification of liquid and gaseous mediums
JP3991252B2 (en) Equipment for decomposing organic substances in exhaust gas by pulse corona discharge
JP2005137470A (en) Purifying apparatus
US7855513B2 (en) Device and method for gas treatment using pulsed corona discharges
MuhammadArifMalik Pulsed corona discharges and their applications in toxic VOCs abatement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050219