[發明專利]一種沿面和填充床復合放電處理工業廢氣裝置

有效

• 申請號: 201310342670.7
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103418217A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李杰;商克峰;魯娜;吳彥;姜楠
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 趙連明;梅洪玉

技術領域

本發明涉及一種沿面和填充床復合放電處理工業廢氣裝置，屬于工業氣態污染物控制技術領域。

背景技術

工業生產過程中排放大量工業廢氣，包括有機廢氣和無機廢氣，危害人體健康和生態環境，必須安裝處理裝置凈化廢氣。大氣壓放電等離子體生成氧化、還原活性強的活性物質（如羥基自由基、氫自由基、臭氧、活性氧原子、活性氧分子、活性氮原子和活性氮分子等），應用這些活性物質與氣態污染物分子反應，使氣態污染物分子轉變為無毒或者低毒性物質，實現工業氣態污染物治理。在相關的研究中，介質阻擋放電等離子體氣態污染物控制方法受到國內外學者的關注。

公開號為CN101468281B公開的低溫等離子體放電凈化高溫廢氣裝置、CN102553409A公開的一種耦合式介質阻擋放電等離子體處理有機異味廢氣的裝置、CN101518710A公開的低溫等離子體協同ACF凈化VOCs的方法、CN101189059B公開的揮發性有機化合物處理裝置和CN2813596Y公開的一種介質阻擋放電等離子體廢氣廢液凈化裝置等，是平行的板（高壓電極）-絕緣介質-板（低壓電極）結構形式的介質阻擋放電等離子體處理工業廢氣的方法；以及公開號CN101462021B公開的一種介質阻擋放電低溫等離子體有害氣體轉化裝置、CN102814109A公開的一種基于介質阻擋電暈放電等離子體處理廢氣的裝置、CN101934190B公開的矩陣式介質阻擋放電等離子體處理異味氣體裝置、CN102612250A公開的一種管式介質阻擋放電等離子體產生系統及應用等，是同軸的內管（高壓電極或低壓電極）-絕緣介質-外管（低壓電極或者高壓電極）結構形式的介質阻擋放電等離子體處理工業廢氣的方法。上述兩類介質阻擋放電等離子體電極結構形式，在氣隙間誘發等離子體發生的電場方向均是垂直于絕緣介質（也稱介質）表面的，等離子體強度與氣隙間距、絕緣介質的厚度和介電常數有關，也與氣隙間氣體種類、壓強和溫度等環境參數有關。在環境參數一定的條件下，減小絕緣介質厚度和電極與介質間或者介質與介質間的氣隙間距，增加絕緣介質介電常數，氣隙電場強度增加，等離子體中電子平均能量增加，而電子平均能量增加，將有助于產生活性物質，對污染物處理效果有利。因此，在環境和絕緣介質材料確定的條件下，減小氣隙間距是提高電場強度、電子能量和活性物質生成量的主要方法。而減小氣隙間距勢必增加氣體通過等離子體反應器阻力，即反應器氣阻增加，增加風機壓力損失和風機能耗。而且，減小氣隙間距，將使反應器單位材料構成的反應器體積減小，若要保證反應器體積不變的話，勢必等離子體發生單元數目，增加電極和介質材料消耗，增加等離子體反應器成本。若用氣隙體積（即反應器處理體積）與反應器消耗材料質量比值Vm，作為衡量等離子體反應器制作成本的話的標準，Vm與反應器成本成反比，則上述兩類結構形式的等離子體處理廢氣方法中的Vm小，反應器成本高。

對比文件【填充床/沿面復合放電等離子體降解苯的研究，孟諾等，河北大學學報，第530-533頁，第30卷，第5期，2010年】、【沿面-填充床復合放電等離子體催化降解苯，孟諾，大連理工大學碩士論文，第20頁】和【Degradation?of?benzene?by?using?a?silent-packed?bed?hybrid?discharge?plasma?reactor，姜楠（Jiang?Nan）等，Plasma?Science?and?Technology,第140-146頁，第14卷，第2期，2012年】，提出了沿面與填充床復合放電等離子體反應器結構，是在石英玻璃管內壁上安裝螺繞環金屬絲作為高壓電極，在有機玻璃管內壁上安裝金屬網作為低壓電極，石英玻璃管外壁和有機玻璃內壁之間填充絕緣顆粒形成填充床結構，當施加交流高壓電壓時，在石英玻璃管內壁上產生沿面放電，而在石英玻璃外壁與金屬網之間的填充床上產生放電，獲得了復合放電。該結構的優點是利用一套電極結構在兩個區域產生放電，被處理氣體先后依次通過兩個放電區域，延長了放電處理時間，有利于廢氣處理。但是，由于填充床區域僅有一個低壓電極，高壓電極在石英玻璃管內側，導致填充床區域放電強度弱，致使填充床區域處理廢氣能力弱。

發明內容