[实用新型]一种基于等离子体协同紫外光催化处理有机废气的装置

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种基于等离子体协同紫外光催化处理有机废气的装置。

背景技术

挥发性有机物是光化学烟雾的前驱体，光化学烟雾会造成环境污染、损害人类健康。挥发性有机物也被认为是地面或对流层臭氧的前驱物，臭氧是光化学烟雾的重要组分。臭氧可通过气流扩散，所影响区域远非产生源地，破坏森林生态系统及农作物。另一种由于挥发性有机物排放而导致的环境问题是全球变暖。一些挥发性有机物，特别是卤代化合物，作为温室气体，导致全球变暖潜能值超过二氧化碳的数量级。接触挥发性有机物可能导致一系列疾病：从轻微的症状，例如刺激，到非常严重的影响，例如癌症。接触挥发性有机物期间或之后不久，眼睛及呼吸道刺激是最常见的急性症状。其他接触挥发性有机物的表现包括头痛、恶心、头晕、疲劳、视觉障碍、过敏性皮肤反应、记忆障碍。

大气中挥发性有机物的排放来自于自然、人类活动。自然或生物源头包括植被、森林火灾、动物。人为来源可分为以下四个主要类别，包括运输(汽车、卡车、飞机、船舶、农业及建筑设备)，有机溶剂及含溶剂产品的使用(油漆、墨水、胶水、粘合剂、防冻剂等)，生产过程及储存(化工厂、药品生产、造纸厂、食品加工厂等)，燃烧过程(煤炭、木材、石油、瓦斯等燃烧)。

当前去除含有挥发性有机物的有机废气可用技术包括吸附法、吸收法、生物过滤法、冷凝法、膜分离法、热氧化法、催化氧化法、光催化法、等离子体法等，每种方法都有各自的优缺点。由于挥发性有机物分解与环境研究相关，故分解挥发性有机物也是热门研究主题。在过去的数年间，利用低温等离子体或低温等离子体与催化相结合氧化挥发性有机物，已吸引越来越多人关注。等离子体处理相较于热燃烧的优势在于：无需处理冷凝水或饱和吸附剂。另一方面，等离子体应用可能受到其电能消耗的限制。此外，由于其高能特性，难以控制一些副产物的产生，例如一氧化碳、氮氧化物、臭氧，而这些必须被处理。使用催化与等离子体结合处理这些问题是一个有前景的解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于等离子体与光催化协同作用的有机废气处理装置，该装置包括外壳、入气端、过滤单元、等离子体单元、紫外灯单元、催化剂单元、引风机、导流管、出气端；外壳上方设有入气端和出气端；外壳内部按照气流的流动方向依次间隔设有过滤单元、等离子体单元、紫外灯单元、催化剂单元、风机、导流管；所述过滤单元采用玻璃棉滤毡组成；所述等离子体单元采用线板电极流光电晕放电反应器或填充床介质阻挡放电反应器；所述紫外灯单元采用准分子微波无极放电灯模块或真空紫外灯模块；所述催化剂单元采用表面涂有二氧化锰的蜂窝状陶瓷催化床。

上述一种基于等离子体协同紫外光催化处理有机废气的装置的净化方法，包括以下步骤：1)有机废气通过入气端引入装置外壳内，同时启动等离子体单元和紫外灯单元；2)废气进入过滤单元，除去废气中的颗粒物质或粘性物质；3)废气进入等离子体单元，在大量活性物种(带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子)作用下，废气中的毒性物质降解和矿化转变成二氧化碳和水小分子物质，未降解的毒性物质和降解产物随气流进入紫外灯单元；4)紫外灯单元通过产生的紫外光、自由基、臭氧进一步降解气流中的毒性物质为二氧化碳和水；5)废气进入催化剂单元，在分解臭氧催化剂的作用下，除去未分解的臭氧；6)气流通过引风机和导流管引入出气端高空排放。

本实用新型将等离子体与紫外光催化、催化相结合，降低了单一等离子体的高能耗，同时有效控制了等离子体与光催化产生的臭氧副产物二次污染。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。

图中：1外壳，2入气端，3过滤单元，4等离子体单元，5紫外灯单元，6催化剂单元，7引风机，8导流管，9出气端。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

参考附图，构建一套长500mm、宽300mm、500mm高的有机废气处理装置，该装置包括外壳1、入气端2、过滤单元3、等离子体单元4、紫外灯单元5、催化剂单元6、引风机7、导流管8、出气端9；外壳1上方设有入气端2和出气端9；外壳1内部按照气流的流动方向依次间隔设有过滤单元3、等离子体单元4、紫外灯单元5、催化剂单元6、风机7、导流管8；过滤单元3采用玻璃棉滤毡组成，等离子体单元4采用蜂窝陶粒填充床介质阻挡放电反应器，紫外灯单元5采用准分子207nm微波无极放电灯模块，催化剂单元6采用表面涂有二氧化锰的蜂窝状陶瓷催化床。净化10m³/h含20ppm甲苯的有机废气，被该装置净化一次，甲苯去除达到98％，出气端臭氧浓度为0。