[发明专利]介质阻挡放电等离子体氧化/溶液吸收联合处理废气的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及气体污染物的处理，尤其涉及一种介质阻挡放电等离子体氧化/溶液吸收联合处理废气的装置及方法。

背景技术

随着世界经济的快速发展，人类的生产和生活活动正在向大气排放大量的废气，其中包括酸性气体、各种粉尘悬浮颗粒、挥发性有机化合物等有害气体。这些有害气体的排放使得大气质量日益恶化，已经成为影响人类可持续发展的重大问题，因此大力开展气体污染物处理技术的研究意义重大。

目前，治理气体污染物的方法主要有两种：一种是传统治理方式，包括吸收法、吸附法、燃烧法、冷凝法等；另一种是新开发的治理技术，包括生物治理技术和低温等离子体技术等。

吸收法虽然吸收效率高、设备简单、一次性投入费用低，但是这种方法需要对吸收后的液体进行处理，设备易腐蚀，而且仅限于对易被溶液吸收的废气的处理；吸附法、燃烧法和冷凝法等其它的传统治理方式也存在着诸如处理效率低、二次污染大和应用范围小等缺点。所以近年来不少新开发的治理技术已经被提出，其中低温等离子体技术作为一种高效率、低能耗、操作简单的环保新技术被应用于气体污染物的处理中。

介质阻挡放电可以在常温常压条件下产生低温等离子体，等离子体中含有高度反应活性的高能电子、离子和分子等物质，与各种有机、无机气体污染物分子发生反应，从而使污染物分子分解成小分子化合物或氧化成能容易处理的化合物而被除去；此外介质阻挡放电具有特殊的光、热、声、电等物理过程及化学过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种介质阻挡放电等离子体氧化/溶液吸收联合处理废气的装置及方法，其具有原理简单、技术难度小、成本低、操作简单、处理效率高、不产生二次污染等优点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

介质阻挡放电等离子体氧化/溶液吸收联合处理废气的装置，主要由介质阻挡放电电极系统1、高压电源2、鼓风机3、微孔曝气头4和盛水容器5组成，盛水容器5为设有出气口10的密封箱体，介质阻挡放电电极系统1主要由高压放电电极6、低压电极7和绝缘介质管8组成，绝缘介质管8上设有进气口9；介质阻挡放电电极系统1放置于盛水容器5中，高压电源2的输出端与高压放电电极6相联，高压电源2的输入端与低压电极7的接地端相联，并一同接地；鼓风机3通过管道与进气口9相连，微孔曝气头4直接或通过联结管与绝缘介质管8下端相连，并放置于盛水容器5的溶液中。

介质阻挡放电电极系统1的绝缘介质管8是长为10cm～1000cm、内径为1cm～250cm、壁厚为0.05cm～10cm的圆柱型管，采用石英、陶瓷、云母或聚四氟乙烯等绝缘材料制成；高压放电电极6是长为8cm～800cm、直径0.1cm～200cm的金属杆，放置于绝缘介质管8的中轴处，可采用螺杆、棱杆或光滑圆杆，也可以是由直径为0.01cm～1cm的金属丝绕成的高为8cm～800cm的螺绕环，置于绝缘介质管8内；低压电极7是圆筒形状的金属导体，紧套在绝缘介质管8的外壁，高为8cm～800cm，内径为1.05cm～260cm，低压电极7也可以是盛水容器5中的溶液，通过接地引线将溶液和地线相联。

高压电源2是交流高压电源，峰值电压为1～±100kV，频率为50Hz～1MHz；盛水容器5的尺寸可以根据介质阻挡放电电极系统1的大小、气体种类和处理规模来设计；绝缘介质管8的上方设有进气口9，下方连接一个微孔曝气头4；微孔曝气头4是由陶瓷、石英砂等耐腐蚀的材料制成。

本发明处理废气的方法，是将介质阻挡放电等离子体氧化技术和现有的溶液吸收法相结合，让废气相继从介质阻挡放电电极系统1产生的等离子体区和盛水容器5中的溶液吸收区通过，从而达到处理废气的目的。其基本处理原理是：当待处理的废气通过介质阻挡放电电极系统1产生的等离子体区时，与介质阻挡放电产生的活性物种在气相中发生化学反应，生成水、二氧化碳或者一些中间产物，未被彻底处理的废气和这些中间产物一部分被溶液吸收，另一部分继续与液相中的臭氧或其它活性物质反应，生成无毒性物质，从而实现对废气的彻底处理。

上述介质阻挡放电等离子体氧化/溶液吸收联合处理废气的方法，包括如下步骤：利用鼓风机3将废气鼓入介质阻挡放电电极系统1的绝缘介质管8内；向盛水容器5内注入溶液；打开开关让高压电源2工作，峰值电压为1～±100kV，频率为50Hz～1MHz，使介质阻挡放电电极系统1放电，废气相继从介质阻挡放电电极系统1产生的等离子体区和盛水容器5中的溶液吸收区通过，得到彻底处理，经过处理后的气体由出气口10排出。