[实用新型]内嵌紫外灯管的双介质阻挡放电有机废气处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于废气处理领域，具体涉及一种内嵌紫外灯管的双介质阻挡放电有机废气处理装置。

背景技术

低温等离子体技术(Non-ThermalPlasma，NTP)已经广泛用于挥发性有机废气(VolatileOrganicCompounds，VOCs)治理，介质阻挡放电(DielectricBarrierDischarges，DBD)是低温等离子体技术的主要放电形式之一，并已经成为工业化VOCs治理的常用技术。近年来，将NTP技术和光催化技术结合来降解VOCs引起了国内外研究者的极大关注，两者的协同作用不仅可以大大降低单独使用NTP技术造成的二次污染问题，还克服了单一采用光催化技术去除效率不高的缺点，使两者者优势互补，进一步提高了VOCs的去除率。

目前，NTP技术结合光催化技术降解VOCs主要有两种技术路线：一种是一段式的，也就是将光催化剂直接置于低温等离子体放电空间中，利用等离子体放电过程中产生的紫外光线，可同时进行光催化反应，一般可将光催化剂填充在放电区域或者涂覆在放电极上面，公告号为CN102179145B的中国专利公开了一种低温等离子体催化协同治理VOCs的反应器，将催化剂填充在放电气隙之间，公告号为CN101342461B的中国专利公开了一种脉冲光催化-金属氧化物催化等离子体反应器，将光催化剂负载在插入反应器的刚玉管表面；另一种是两段式的，也就是将低温等离子体段和光催化段进行简单的串联，先进行低温等离子体段的处理再进行光催化段的处理，或者先进行光催化段的处理再进行低温等离子体段的处理，公开号为CN200820098255.6的实用新型专利公开了一种将介质阻挡放电、电晕放电和光催化室串联的工业废气处理器，公开号为CN201520071638.4的实用新型专利公开了一种两个光催化单元和两个等离子体单元错开串联的处理有机废气的装置。

NTP结合光催化降解VOCs的技术，无论一段式的还是两段式的都存在着一定的问题。在一段式的反应器中，光催化剂只能使用NTP放电产生的紫外光线才能发挥作用，但是NTP放电产生紫外光线的量相对较少，而且很不稳定，这就使得光催化剂难以稳定发挥其功效。而在两段式的反应器中，NTP单元和光催化单元实际上仍然是单独作用，协同效果非常有限，反应器的体积也会大大增加，且产生的二次污染问题仍然比较突出。如何解决等离子体和光催化之间的有效耦合，提高协同作用效果，是当前面临的一个瓶颈。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有技术中存在的不足，并提供一种内嵌紫外灯管的双介质阻挡放电有机废气处理装置，具体技术方案如下：

一种内嵌紫外灯管的双介质阻挡放电有机废气处理装置，装置的外壳为筒体，筒体内部由第一隔板和第二隔板分割为三个腔室，中间为双介质阻挡放电区，左侧为紫外照射区，右侧为加热分解区；紫外照射区左端和加热分解区右端分别以前端面和后端面密封；第一隔板上设有第一气孔，第二隔板上设有第二气孔；紫外照射区外壁上设有进气口，加热分解区外壁上设有出气口；紫外照射区和双介质阻挡放电区中设置有紫外灯管；紫外灯管与紫外灯电源相连，进行供电；双介质阻挡放电区所在的筒体内壁上环绕有第一层介质阻挡层；双介质阻挡放电区所在的筒体外壁上环绕有金属导电层；金属导电层与接地线相连接地；双介质阻挡放电区内的紫外灯管作为第二层介质阻挡层，紫外灯管外壁缠绕有烧结多孔金属纤维丝，烧结多孔金属纤维丝上面负载有TiO₂光催化剂，并作为介质阻挡放电的放电极，烧结多孔金属纤维丝一端与等离子体高压电源相连；热分解区的所有内壁上覆有催化剂层，用于催化分解O₃；催化剂层上设有加热片；加热分解区还接有一个热电偶，加热片和所述的热电偶均与筒体外面的温控仪相连。

所述的筒体呈圆柱形；所述的紫外灯管设置在紫外照射区和双介质阻挡放电区的轴中心位置，紫外灯管穿过第一隔板，两端分别固定在前端面和后端面上。

所述的第一气孔设置于第一隔板上部，所述的第二气孔设置于第二隔板下部，所述的进气口设置于紫外照射区左下部，所述的出气口设置于加热分解区右上部。

所述的第一层介质阻挡层的材料为陶瓷或石英玻璃。

所述的金属导电层的材料为金属片或金属网。

所述的催化剂层表面设有支撑架，支撑架内填充有臭氧分解催化剂。

所述的臭氧分解催化剂为MnO₂、NiO、Fe₂O₃或CeO₂中的一种。