[發(fā)明專利]無極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410666103.1
• 申請(qǐng)日: 2013-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN104474885A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉招蓮;孫建華;趙潔;黃紅纓;侯潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號(hào): B01D53/86
• 分類號(hào): B01D53/86;B01D53/76
• 代理公司: 常州市江海陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32214
• 代理人: 孫培英

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01310089087.X，申請(qǐng)日為2013年3月20日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“無極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置和方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢氣降解領(lǐng)域，具體涉及一種無極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置。

背景技術(shù)

紫外光源已被廣泛應(yīng)用于微電子、醫(yī)藥、化工、衛(wèi)生和環(huán)保等領(lǐng)域，成為一項(xiàng)基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性技術(shù)。上述所有應(yīng)用均要求光源有較窄的輻射光譜和一定的輻射強(qiáng)度。對(duì)于傳統(tǒng)的中、高壓汞燈，其輻射光譜波長范圍寬(從紫外區(qū)到可見區(qū))，所需波長的紫外光光效低；低壓汞燈和惰性氣體燈能輻射窄帶紫外光譜，但其光強(qiáng)相對(duì)較弱，影響到相應(yīng)的光化學(xué)反應(yīng)速率；激光光源雖然能輻射高強(qiáng)度、窄的光譜，但束斑尺寸小并且價(jià)格昂貴。而無極準(zhǔn)分子紫外光源由于具有強(qiáng)輻射、窄輻射光譜、光電轉(zhuǎn)換效率高、可塑性強(qiáng)、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)而成為一種新穎的高效非相干性光源。

傳統(tǒng)的光源一般都是有電極的,由于燈中電極的存在,?導(dǎo)致了一系列的問題:?壽命短、點(diǎn)燃時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間長、電極材料與發(fā)光物質(zhì)選擇范圍小、形狀變化少、光輻射利用率低及外加電路復(fù)雜等。

與傳統(tǒng)的有極紫外光源相比，無極準(zhǔn)分子紫外燈由于燈管內(nèi)沒有電極,?發(fā)光物質(zhì)選擇范圍大大拓寬,?可得到傳統(tǒng)紫外燈不能得到的紫外光波長。燈內(nèi)可根據(jù)需求填充不同的物質(zhì),?發(fā)出真空紫外到長波紫外范圍的輻射,?輻射功率強(qiáng)，光效較高，是適應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)所需特定波長、高強(qiáng)度的新型紫外光源。

自20世紀(jì)80年代開始,?無極準(zhǔn)分子燈在光化學(xué)領(lǐng)域的研究逐漸增多。無極燈的紫外(Ultraviolet,?UV)?輻射在材料表面改性、干蝕刻、膜沉積、有機(jī)物的合成、光氧化污染治理等方面都有廣闊的應(yīng)用前景。由于該類光源沒有電極，不會(huì)產(chǎn)生像其他放電光源那樣由于電極氧化、損耗和封接密封問題引起的發(fā)黑現(xiàn)象，而且很少受工作電壓(不再僅僅是220?V，而可使用任意電壓)?、工作頻率、工作電流(?波形也不僅是正弦,?可以是矩形波、脈沖波)?的限制，在光效、光色、壽命、形狀、填充材料等諸多品質(zhì)上都取得了長足的進(jìn)步。

準(zhǔn)分子是對(duì)具有束縛的高能態(tài)(壽命為10^-6～10^-7s)?和排斥(弱束縛)?的基態(tài)分子(壽命10^-13?s)?的統(tǒng)稱，也被稱為三體碰撞無輻射復(fù)合或原子碰撞態(tài)。準(zhǔn)分子只能在某些特殊的氣體放電條件下才能產(chǎn)生，?如介質(zhì)阻擋放電(Dielectric?Barrier?Discharge,?DBD?)、高能電子束、α粒子、同步輻射、高頻放電、微波放電、脈沖放電等條件。放電時(shí)，原子被激發(fā)到高的電子能級(jí)，這些激發(fā)態(tài)原子與基態(tài)原子或分子碰撞產(chǎn)生一個(gè)分子并借助第三者轉(zhuǎn)移部分能量使之從高的振動(dòng)激發(fā)態(tài)遲豫到低的振動(dòng)激發(fā)態(tài)，成為相對(duì)穩(wěn)定的分子，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)波長的紫外輻射。

目前應(yīng)用于污染控制的主要是介質(zhì)阻擋放電無極準(zhǔn)分子紫外燈及微波放電無極燈，且無極準(zhǔn)分子紫外燈應(yīng)用于污染物的降解大部分還停留在水相污染物。

例如中國專利文獻(xiàn)CN?2592631?Y（專利申請(qǐng)?zhí)枺?ZL?02264075.4）公開了一種準(zhǔn)分子紫外光源，它包括設(shè)有與高頻高壓電源電連接的電極的冷卻水波管和其外套封的氣體放電波管，這種光源能廣泛用于水的循環(huán)消毒處理或光化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)填充Xe和Cl₂混合氣體時(shí)可以輻射出波長為308nm的紫外光。中國專利文獻(xiàn)CN?101857283?B（專利申請(qǐng)?zhí)枺篫L?2010?1?0203436.2）公開了一種微波無極準(zhǔn)分子燈處理廢水的裝置與燈的配氣系統(tǒng)，處理廢水的裝置包括微波電源、微波發(fā)生器、無極準(zhǔn)分子燈、廢水處理池、微波發(fā)生器包括外殼、磁控管和諧振腔殼體。上述兩份專利均是將無極準(zhǔn)分子紫外燈應(yīng)用于水相污染物。

關(guān)于將無極準(zhǔn)分子紫外燈應(yīng)用于氣相污染物的技術(shù)方案，中國專利文獻(xiàn)CN?1319600?C（專利申請(qǐng)?zhí)枺篫L?200510030278.4）公開了一種低濃度大風(fēng)量惡臭氣體的處理裝置和方法，裝置由過濾網(wǎng)、光解反應(yīng)器、蜂窩活性炭床和風(fēng)機(jī)依次連接組成，其中光解反應(yīng)器采用172nm準(zhǔn)分子紫外燈，該燈由外石英套管、外電極、內(nèi)石英套管和內(nèi)電極由外向里依次組成，外電極在外石英套管和內(nèi)石英套管之間，內(nèi)電極在內(nèi)石英套管內(nèi)側(cè)。待降解的氣體從外石英套管和反應(yīng)器壁之間的空隙進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，經(jīng)光解反應(yīng)器反應(yīng)后的氣流進(jìn)入蜂窩活性炭床繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。該裝置的原理是將無極準(zhǔn)分子燈放置在反應(yīng)器中間，氣體從無極燈旁邊流過時(shí)在光照下降解。