[實(shí)用新型]用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220460220.9
• 申請(qǐng)日: 2012-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN202762284U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳磊;陳宜華;吳將有;汪光輝;任甲澤;李剛;瞰嘯林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司;華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司;中鋼集團(tuán)馬鞍山礦院工程勘察設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/74
• 分類號(hào): B01D53/74;B01D53/86
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 常前發(fā)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種有害氣體的凈化裝置，具體地說(shuō)它涉及一種低溫等離子體凈化有害氣體的裝置，適用于低濃度水平（≤1000mg/m³）VOCs、H₂S等有害氣體的處理。

背景技術(shù)

在石油化工、污水處理、垃圾處理、印刷和紡織等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體不僅污染車間環(huán)境，還會(huì)對(duì)崗位工作人員的身體健康造成極大的傷害。這類有害氣體主要包括烴類、醇類、酮類、醛類、醚類、酸類、胺類和硫化物等物質(zhì)，除硫化氫和氨外，大多為可揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），其中，苯類和苯并芘類等多環(huán)芳烴是強(qiáng)致癌物。

歐美、日本、中國(guó)等國(guó)家已經(jīng)制定了嚴(yán)格的該類氣體排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于集中排放的高濃度有害氣體治理已經(jīng)采取了合理的處理措施，大多采用吸附法、燃燒法或生物法進(jìn)行治理，但對(duì)一般車間生產(chǎn)崗位的有害氣體，由于其具有濃度低、氣量波動(dòng)較大等特點(diǎn)，采取上述方法治理，存在成本高、處理效率不穩(wěn)定等問題。該類污染物，若采取直接通風(fēng)措施，又會(huì)造成室外環(huán)境影響問題。因此，目前，對(duì)室內(nèi)低濃度環(huán)境異味的治理，仍是大氣污染控制研究的熱點(diǎn)問題之一。

與目前正在研究的多種凈化技術(shù)相比，低溫等離子體法和光催化氧化法這兩種方法都具有適應(yīng)性強(qiáng)，能耗低，凈化效果顯著，無(wú)二次污染的特點(diǎn)，在低濃度廢氣的治理領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣泛。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，而提供一種高效率、低能耗、無(wú)二次污染且能凈化多組分的用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管，包括殼體、進(jìn)氣口、出氣口、填料，進(jìn)氣口位于殼體的一端，出氣口位于殼體的另一端，填料位于殼體的中部，其特征在于：所述的殼體為內(nèi)外兩層套管結(jié)構(gòu)，外層為有機(jī)玻璃管，內(nèi)層為陶瓷管，有機(jī)玻璃管起外部支撐作用；陶瓷管的內(nèi)部填料區(qū)的填料為經(jīng)過(guò)光催化劑鍍膜處理的陶瓷拉西環(huán)，使填料表面附著一層光催化劑，如納米級(jí)二氧化鈦等，填料均勻排布；陶瓷管外表面包裹有銅絲網(wǎng)；電暈線穿過(guò)陶瓷管的中心，接地極連接銅絲網(wǎng)。

為便有害氣體均勻通過(guò)反應(yīng)管，在陶瓷管內(nèi)安裝用于氣流分布的多孔板。?

在常壓下，產(chǎn)生低溫等離子體的主要放電方式是電暈放電和介質(zhì)阻擋放電。與電暈放電相比，介質(zhì)阻擋放電更加均勻、穩(wěn)定，能量利用率更高，在凈化氣體污染物方面應(yīng)用較廣泛。

本實(shí)用新型用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管的工作原理是：與高壓交流電源連接的電暈線作為氣體放電的放電極，在陶瓷管內(nèi)進(jìn)行介質(zhì)阻擋放電，通過(guò)高壓放電獲得的低溫等離子體，含有大量的高能電子及高能電子激勵(lì)產(chǎn)生的O·、OH·等活性粒子，可將有害氣體污染物氧化成CO₂、CO、H₂O等其它無(wú)害物或低毒物。

在有光催化劑協(xié)同低溫等離子體處理有害氣體時(shí)，由于高能電子和活性粒子的存在能夠使催化劑在較低溫度甚至常溫下起到催化效果，大大降低催化劑活化溫度。在等離子體反應(yīng)器內(nèi)引入催化劑，還會(huì)改變等離子體的放電狀態(tài)，提高氧化凈化效率。

在實(shí)際使用中，可以將一組低溫等離子體反應(yīng)管并聯(lián)后裝入低溫等離子體凈化裝置構(gòu)成多管并聯(lián)式低溫等離子體凈化裝置。

本實(shí)用新型用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管采用上述技術(shù)方案后，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）有效地結(jié)合了等離子體與光催化兩種方法：介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生低溫等離子體凈化有害氣體污染物份子的同時(shí)，介質(zhì)空間布滿微細(xì)電脈沖及電暈光，該電暈光為光催化氧化提供了光源。而光催化過(guò)程不僅氧化了部分污染物，同時(shí)改變了低溫等離子體的放電狀態(tài)，提高了有害氣體的凈化效率。

（2）該反應(yīng)管能耗低，介質(zhì)阻擋放電外加電壓較高（電源為高壓交流電源，反應(yīng)電壓在16kV-23kV之間），但介質(zhì)阻擋放電的電流僅表現(xiàn)為放電空間內(nèi)存在的大量微放電，即電流細(xì)絲的傳導(dǎo)狀態(tài)，放電功率低。

（3）該反應(yīng)管凈化污染物徹底，無(wú)二次污染。

（4）該反應(yīng)管適應(yīng)性強(qiáng)，可凈化含有多種組分的有害氣體。

附圖說(shuō)明

圖１是本實(shí)用新型用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記為：1-進(jìn)氣口；2-殼體；3-接地極；4-出氣口；5-法蘭；6

電暈線；7-多孔板；8-填料區(qū)；9銅絲網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管作更詳細(xì)說(shuō)明。

由圖1所示的本實(shí)用新型用于有害氣體凈化的低溫等離子體反應(yīng)管結(jié)構(gòu)示意圖看出，它包括殼體2、進(jìn)氣口1、出氣口4、填料區(qū)8，進(jìn)氣口1位于殼體2的一端，出氣口4位于殼體2的另一端，填料區(qū)8位于殼體2的中部，所述的殼體2為內(nèi)外兩層套管結(jié)構(gòu)，外層為有機(jī)玻璃管，內(nèi)層為陶瓷管；陶瓷管的內(nèi)部填料區(qū)8的填料為經(jīng)過(guò)光催化劑鍍膜處理的陶瓷拉西環(huán)，陶瓷管外表面包裹有銅絲網(wǎng)9；電暈線6穿過(guò)陶瓷管的中心，接地極3連接銅絲網(wǎng)9。在陶瓷管內(nèi)安裝用于氣流分布的多孔板7。為便于安裝，在殼體2的出氣端設(shè)有法蘭5，出氣口4位于法蘭5的中心部位。