[实用新型]用于有害气体净化的低温等离子体反应管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有害气体的净化装置，具体地说它涉及一种低温等离子体净化有害气体的装置，适用于低浓度水平（≤1000mg/m³）VOCs、H₂S等有害气体的处理。

背景技术

在石油化工、污水处理、垃圾处理、印刷和纺织等行业的生产过程中产生的有害气体不仅污染车间环境，还会对岗位工作人员的身体健康造成极大的伤害。这类有害气体主要包括烃类、醇类、酮类、醛类、醚类、酸类、胺类和硫化物等物质，除硫化氢和氨外，大多为可挥发性有机物（VOCs），其中，苯类和苯并芘类等多环芳烃是强致癌物。

欧美、日本、中国等国家已经制定了严格的该类气体排放标准，对于集中排放的高浓度有害气体治理已经采取了合理的处理措施，大多采用吸附法、燃烧法或生物法进行治理，但对一般车间生产岗位的有害气体，由于其具有浓度低、气量波动较大等特点，采取上述方法治理，存在成本高、处理效率不稳定等问题。该类污染物，若采取直接通风措施，又会造成室外环境影响问题。因此，目前，对室内低浓度环境异味的治理，仍是大气污染控制研究的热点问题之一。

与目前正在研究的多种净化技术相比，低温等离子体法和光催化氧化法这两种方法都具有适应性强，能耗低，净化效果显著，无二次污染的特点，在低浓度废气的治理领域，应用前景广泛。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种高效率、低能耗、无二次污染且能净化多组分的用于有害气体净化的低温等离子体反应管。

为达到上述目的，本实用新型用于有害气体净化的低温等离子体反应管采用以下技术方案：

本实用新型用于有害气体净化的低温等离子体反应管，包括壳体、进气口、出气口、填料，进气口位于壳体的一端，出气口位于壳体的另一端，填料位于壳体的中部，其特征在于：所述的壳体为内外两层套管结构，外层为有机玻璃管，内层为陶瓷管，有机玻璃管起外部支撑作用；陶瓷管的内部填料区的填料为经过光催化剂镀膜处理的陶瓷拉西环，使填料表面附着一层光催化剂，如纳米级二氧化钛等，填料均匀排布；陶瓷管外表面包裹有铜丝网；电晕线穿过陶瓷管的中心，接地极连接铜丝网。

为便有害气体均匀通过反应管，在陶瓷管内安装用于气流分布的多孔板。 

在常压下，产生低温等离子体的主要放电方式是电晕放电和介质阻挡放电。与电晕放电相比，介质阻挡放电更加均匀、稳定，能量利用率更高，在净化气体污染物方面应用较广泛。

本实用新型用于有害气体净化的低温等离子体反应管的工作原理是：与高压交流电源连接的电晕线作为气体放电的放电极，在陶瓷管内进行介质阻挡放电，通过高压放电获得的低温等离子体，含有大量的高能电子及高能电子激励产生的O·、OH·等活性粒子，可将有害气体污染物氧化成CO₂、CO、H₂O等其它无害物或低毒物。

在有光催化剂协同低温等离子体处理有害气体时，由于高能电子和活性粒子的存在能够使催化剂在较低温度甚至常温下起到催化效果，大大降低催化剂活化温度。在等离子体反应器内引入催化剂，还会改变等离子体的放电状态，提高氧化净化效率。

在实际使用中，可以将一组低温等离子体反应管并联后装入低温等离子体净化装置构成多管并联式低温等离子体净化装置。

本实用新型用于有害气体净化的低温等离子体反应管采用上述技术方案后，具有以下优点：

（1）有效地结合了等离子体与光催化两种方法：介质阻挡放电产生低温等离子体净化有害气体污染物份子的同时，介质空间布满微细电脉冲及电晕光，该电晕光为光催化氧化提供了光源。而光催化过程不仅氧化了部分污染物，同时改变了低温等离子体的放电状态，提高了有害气体的净化效率。

（2）该反应管能耗低，介质阻挡放电外加电压较高（电源为高压交流电源，反应电压在16kV-23kV之间），但介质阻挡放电的电流仅表现为放电空间内存在的大量微放电，即电流细丝的传导状态，放电功率低。

（3）该反应管净化污染物彻底，无二次污染。

（4）该反应管适应性强，可净化含有多种组分的有害气体。

附图说明

图１是本实用新型用于有害气体净化的低温等离子体反应管结构示意图。

附图标记为：1-进气口；2-壳体；3-接地极；4-出气口；5-法兰；6

电晕线；7-多孔板；8-填料区；9铜丝网。

具体实施方式

为进一步描述本实用新型，下面结合附图对本实用新型用于有害气体净化的低温等离子体反应管作更详细说明。

由图1所示的本实用新型用于有害气体净化的低温等离子体反应管结构示意图看出，它包括壳体2、进气口1、出气口4、填料区8，进气口1位于壳体2的一端，出气口4位于壳体2的另一端，填料区8位于壳体2的中部，所述的壳体2为内外两层套管结构，外层为有机玻璃管，内层为陶瓷管；陶瓷管的内部填料区8的填料为经过光催化剂镀膜处理的陶瓷拉西环，陶瓷管外表面包裹有铜丝网9；电晕线6穿过陶瓷管的中心，接地极3连接铜丝网9。在陶瓷管内安装用于气流分布的多孔板7。为便于安装，在壳体2的出气端设有法兰5，出气口4位于法兰5的中心部位。