[发明专利]一种填充臭氧分解剂的间隔式低温等离子发生器

说明书

本发明涉及一种填充臭氧分解剂的间隔式低温等离子发生器，包括低温等离子体电源、低温等离子体放电单元、低温等离子体反应器，其中两个或两个以上的低温等离子体放电单元插入反应器，在介质流动方向上间隔布设，低温等离子体将低温等离子体反应器间隔成非放电区域和放电区域，在非放电区域放置臭氧分解剂。本发明通过在非放电区域放置臭氧分解剂，可提高低温等离子体发生器内O₃活性粒子与污染物的反应机率，从而进一步提高污染物的降解效率，降低二次污染物的生成机率。

技术领域

本发明涉及一种用于废水和废气处理的低温等离子发生器，具体地说，涉及一种填充臭氧分解剂的间隔式低温等离子发生器。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是大气污染物的重要来源。大量VOCs排入大气，与NOx、SOx、O₃等发生复杂的物理化学反应，导致雾霾的产生，给人体健康带来严重危害。目前，VOCs常规的处理方法有活性炭吸附法、吸收法、蓄热燃烧法、催化燃烧法、催化氧化法、生物法和光催化法等，但是普遍存在净化不彻底、运行费用高等诸多不利因素。而采用等离子体技术分解各类气态污染物分子是一种新型的工业废气净化方法，该技术具有即开即停、处理的污染物范围广、抗浓度和流量波动能力强、净化效率高等优点。

为了利用低温等离子体处理这些有毒有害气体，人们针对废气处理中低温等离子体的作用机理和产生低温等离子体的方法进行了大量的基础研究。低温等离子体中能量的传递大致为：电子从电场中得到能量，通过碰撞将能量转化为分子的内能和动能，获得能量的分子被激发，与此同时，部分分子被电离，这些活化了的粒子相互碰撞从而引起一系列复杂的物理化学反应。因等离子体内富含的大量活性粒子如离子、电子、激发态的原子和分子及自由基等，从而为等离子体技术通过化学反应处理VOCs和恶臭物质提供了条件。但在对VOCs和恶臭物质进行降解的过程中，活性粒子往往未与VOCs和恶臭物质进行反应时已经被新产生的高能电子激发的新的活性粒子复合，从而活性粒子的利用率不高。

此外低温等离子体的放电介质为空气或氧气时能够产生O₃，而臭氧的寿命比其他活性粒子要长，如果未被充分利用，会有部分O₃分子被新产生的活性粒子复合掉，不仅导致活性粒子的利用率不高，而且会生成二次污染物，如氮氧化物等。

因此降低低温等离子体发生器内活性粒子的复合机率，也就意味着提高了活性粒子降解VOCs和恶臭物质的效率，降低二次污染物生成机率。

针对上述问题，虽然专利CN204429064U、CN204380489U、CN201830541U、CN103418217B、CN204485611U、CN203002160U均提及了多级串联放电，但这些专利的技术方案只是简单地增加了等离子体发生器的级数和总输入功率，与本发明在相同功率输入的前提下间隔布设等离子体发生器，有效降低活性组分复合机率，提高对废水或废气的处理效果在机理和效果上有本质不同；此外这些专利中每级放电的时间较长，均试图通过延长放电时间来提高处理效果，与本专利中缩短每一级的放电时间有本质不同。

此外，低温等离子体产生的活性物质中O₃分子的寿命较长，如果未被充分利用就进入新的等离子体发生区域，将会被新产生的活性粒子复合掉，不仅导致活性粒子的利用率不高，而且会生成二次污染物，如氮氧化物等。

发明内容

针对上述问题，本发明通过在沿介质流动方向的间隔式低温等离子体放电区中间的非放电区域放置臭氧分解剂，可提高低温等离子体发生器内O₃活性粒子与污染物的反应机率，从而进一步提高污染物的降解效率，降低二次污染物生成机率。

本发明提供一种填充臭氧分解剂的间隔式低温等离子发生器，包括低温等离子体电源、低温等离子体放电单元、低温等离子体反应器，其中两个或两个以上的低温等离子体放电单元插入低温等离子体反应器，在介质流动方向上间隔布设，将低温等离子体反应器间隔为放电区域和非放电区域，在非放电区域放置臭氧分解剂。