[實(shí)用新型]雙介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)催化氣相反應(yīng)處理有機(jī)廢氣的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201822096072.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN209576241U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管政;邵衛(wèi)偉;吳建;陸建海;周榮;周敏捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): B01D53/32
• 分類號(hào): B01D53/32;B01D53/44;B01D53/72;B01D53/76;B01D53/86;C02F1/00;C02F103/06
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 黃平英

本實(shí)用新型公開了一種雙介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)催化氣相反應(yīng)處理有機(jī)廢氣的裝置，包括反應(yīng)器筒體，所述反應(yīng)器筒體一端帶有氣體進(jìn)口、另一端帶有氣體出口；還包括設(shè)于所述反應(yīng)器筒體內(nèi)氣路上的至少一個(gè)反應(yīng)單元，所述反應(yīng)單元包括沿氣路依次設(shè)置的等離子體放電單元和催化劑單元；所述等離子體放電單元與催化劑單元之間的間距為5～10cm。將待處理有機(jī)廢氣依次經(jīng)等離子體放電單元和催化劑單元處理或交替經(jīng)等離子體放電單元和催化劑單元處理，凈化后的廢氣排出。本實(shí)用新型解決現(xiàn)有單一等離子體廢氣治理技術(shù)和等離子體協(xié)同催化廢氣治理設(shè)備凈化效率較低，能耗較大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及有機(jī)廢氣治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)催化氣相反應(yīng)處理有機(jī)廢氣的裝置。

背景技術(shù)

低溫等離子體處理有機(jī)廢氣，在常溫常壓下即可利用高能電子以及活性物質(zhì)破壞污染物分子，但存在很多問題，比如礦化率低、能量消耗大、存在NOx和臭氧副產(chǎn)物。而這些年國(guó)內(nèi)外研究人員將等離子體與催化劑協(xié)同工作，提高了處理效果和能量利用率，降低了副產(chǎn)物的產(chǎn)生。研究數(shù)據(jù)表明，一定能量密度下，針對(duì)不同污染物種類，采用不同的反應(yīng)器類型及催化劑參數(shù)，較單獨(dú)低溫等離子體技術(shù)，低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)的能量效率大幅度提高。

例如，公開號(hào)為CN 105457488A的中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)公開了一種催化劑聯(lián)合等離子體脫除氮氧化物的裝置及方法。煙氣與氨氣混合后通至反應(yīng)器下部的氣體入口，反應(yīng)器為雙介質(zhì)層結(jié)構(gòu)，外介質(zhì)管外側(cè)包裹一層金屬網(wǎng)作為外電極，內(nèi)介質(zhì)管內(nèi)部設(shè)有金屬內(nèi)電極，內(nèi)電極連接電源正極，外電極連接電源負(fù)極，形成等離子體發(fā)生器；反應(yīng)器中部，外介質(zhì)管和內(nèi)介質(zhì)管之間的腔內(nèi)設(shè)有帶通氣孔的隔板，隔板上填加催化劑Fe-Cu/CNTs；混合氣體在反應(yīng)器內(nèi)通過催化劑和等離子體的共同作用，聯(lián)合脫硝。

催化劑在等離子體技術(shù)中的作用主要體現(xiàn)為：當(dāng)催化劑在等離子場(chǎng)中時(shí)，被稱作一段式等離子體協(xié)同催化反應(yīng)器，催化劑表面極化會(huì)增強(qiáng)放電，在表面形成場(chǎng)強(qiáng)加強(qiáng)區(qū)；催化劑會(huì)吸附揮發(fā)性有機(jī)物，這樣就會(huì)延長(zhǎng)協(xié)同降解作用的時(shí)間，有利于污染物去除；當(dāng)催化劑在等離子場(chǎng)外部，被稱作兩段式等離子體協(xié)同催化反應(yīng)器，該反應(yīng)器中，廢氣分子在催化劑上反應(yīng)，可以降低等離子體中高能活性粒子反應(yīng)的活化能，同時(shí)放電模塊放電參數(shù)穩(wěn)定，系統(tǒng)工程化設(shè)計(jì)較為方便。

盡管低溫等離子體技術(shù)處理有機(jī)廢氣研究已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，但該技術(shù)還存在能耗高、較低功耗下VOCs處理效率低等問題。為此，目前研究主要集中于等離子體協(xié)同催化方式，利用等離子體模塊產(chǎn)生的高能活性物質(zhì)，在催化劑中對(duì)VOCs物質(zhì)進(jìn)行深度氧化分解，以滿足工程化應(yīng)用所需求的安全、高效、經(jīng)濟(jì)要求。由于目前等離子體協(xié)同催化技術(shù)主要研究催化氧化過程，主要利用臭氧副產(chǎn)物的氧化作用，使用臭氧催化劑以構(gòu)成臭氧協(xié)同催化反應(yīng)，為達(dá)到廢氣治理的目標(biāo)效率，系統(tǒng)能耗較高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種雙介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)催化氣相反應(yīng)處理有機(jī)廢氣的裝置，解決現(xiàn)有單一等離子體廢氣治理技術(shù)和等離子體協(xié)同催化廢氣治理設(shè)備凈化效率較低，能耗較大的問題。

一種雙介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)催化氣相反應(yīng)處理有機(jī)廢氣的裝置，包括反應(yīng)器筒體，所述反應(yīng)器筒體一端帶有氣體進(jìn)口、另一端帶有氣體出口；還包括設(shè)于所述反應(yīng)器筒體內(nèi)氣路上的至少一個(gè)反應(yīng)單元，所述反應(yīng)單元包括沿氣路依次設(shè)置的等離子體放電單元和催化劑單元；所述等離子體放電單元與催化劑單元之間的間距為5～10cm。

本實(shí)用新型采用高頻電源驅(qū)動(dòng)的雙介質(zhì)阻擋放電為等離子體源和兩段式的催化劑設(shè)置方式，調(diào)整催化劑和等離子體放電區(qū)域的間距，調(diào)整后間距為5～10cm，使氣體經(jīng)放電后，停留極短的時(shí)間(0.1s)即到達(dá)催化劑，此時(shí)氣體中的高能量物質(zhì)能量衰減較少，將主要凈化反應(yīng)轉(zhuǎn)移至催化劑單元上，與催化劑碰撞后，導(dǎo)致催化劑出現(xiàn)電荷缺陷，激勵(lì)催化反應(yīng)，使系統(tǒng)催化氧化反應(yīng)效率較高，廢氣治理的目標(biāo)效率能耗大幅下降。間距進(jìn)一步優(yōu)選為5～8cm；最優(yōu)選為5cm。