[發明專利]放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置

在審

• 申請號: 201710779245.2
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107497260A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 劉璐;袁壽其;馬玉東;王爽;王軍峰;王謙
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01D53/74
• 分類號: B01D53/74;B01D53/72;B01D46/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，包括進氣通道(2)、主反應器、尾部通道(11)、引風機(12)和高壓電源(13)；所述進氣通道(2)、主反應器、尾部通道(11)、引風機(12)依次連接；

所述主反應器包括殼體(1)、導流板、初級過濾裝置(4)、若干放電自由基協同海藻生物炭處理單元，絕緣層(8)、高電壓輸入線(9)、接地線(10)；

從進氣通道(2)到尾部通道(11)，殼體(1)內部依次設有第一導流板(3)、初級過濾裝置(4)、若干放電自由基協同海藻生物炭處理單元、第二導流板(16)；每個放電自由基協同海藻生物炭處理單元包括一個多孔板狀電極(5)、多條線狀電極(6)、帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料(7)；所述帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料(7)置于多孔板狀電極(5)和線狀電極(6)之間，且居中放置；線狀電極(6)之間相互平行，且線狀電極(6)平行于多孔板狀電極(5)，每條線狀電極(6)與多孔板狀電極(5)的間距相同；

所述多孔板狀電極(5)、線狀電極(6)、帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料(7)均與殼體(1)連接，并通過絕緣層(8)絕緣，殼體(1)接地；

所述線狀電極(6)均通過高電壓輸入線(9)與高壓電源(13)輸出端連接；多孔板狀電極(5)通過接地線(10)接地。

2.根據權利要求1所述的一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，所述主反應器中放電自由基協同海藻生物炭處理單元的數量至少為2個。

3.根據權利要求1或2所述的一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，每個放電自由基協同海藻生物炭處理單元之間的間距為100～500mm。

4.根據權利要求1所述的一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，所述兩個線狀電極(6)之間的間距為100～200mm，多孔板狀電極(5)與線狀電極之間(6)的間距為20～100mm。

5.根據權利要求1所述的一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，所述帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料(7)的厚度為多孔板狀電極(5)與線狀電極(6)之間的距離的30％～100％。

6.根據權利要求1所述的一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，所述高壓電源(13)輸出電壓為5kV～50kV。

7.根據權利要求1所述的一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，所述初級過濾裝置(4)的過濾層采用可重復使用的濾網。

8.根據權利要求1所述的一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，主反應器的殼體(1)的材質為不銹鋼板，結構為方形結構。

9.根據權利要求1所述的一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，其特征在于，所述主反應器與高壓電源(13)之間設有電壓、電流檢測器和漏電保護裝置。

10.權利要求1所述的放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置的工作方法，其特征在于，步驟如下：

富含有機物的待凈化的氣體由引風機(12)作用進入裝置的進氣通道(2)，經導流板整流，經初級過濾裝置(4)過濾掉大顆粒物之后，進入放電自由基協同海藻生物炭處理單元；氣體首先穿過多孔板狀電極(5)和帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料(7)，顆粒物被帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料(7)過濾在外面，有機物被濾料夾層里的的海藻生物炭吸附，具有氧化性能的自由基經多孔板狀電極(5)與線狀電極(6)放電產生；多孔板狀電極(5)與線狀電極(6)之間在一定電壓下進行電暈放電高能電子、O₃自由基、O自由基、OH自由基、N自由基等活性粒子，所述高能電子和自由基進入海藻生物炭表面的孔隙中，高能電子與有機物分子碰撞，使其化學鍵斷裂，并被激化，被高能電子裂解激化的有機物分子在放電自由基的作用下被氧化成二氧化碳和水等無害物質；或者放電自由基直接與吸附在海藻生物炭表面的有機物反應，使其轉化成無害的二氧化碳和水等；凈化后的氣體隨氣流進入下一級放電自由基協同海藻生物炭處理單元；氣體經多級處理后，達到可排放的標準，進入尾部通道(11)，排出。