[实用新型]双介质阻挡放电等离子体激励催化气相反应处理有机废气的装置

说明书

本实用新型公开了一种双介质阻挡放电等离子体激励催化气相反应处理有机废气的装置，包括反应器筒体，所述反应器筒体一端带有气体进口、另一端带有气体出口；还包括设于所述反应器筒体内气路上的至少一个反应单元，所述反应单元包括沿气路依次设置的等离子体放电单元和催化剂单元；所述等离子体放电单元与催化剂单元之间的间距为5～10cm。将待处理有机废气依次经等离子体放电单元和催化剂单元处理或交替经等离子体放电单元和催化剂单元处理，净化后的废气排出。本实用新型解决现有单一等离子体废气治理技术和等离子体协同催化废气治理设备净化效率较低，能耗较大的问题。

技术领域

本实用新型涉及有机废气治理技术领域，具体涉及一种双介质阻挡放电等离子体激励催化气相反应处理有机废气的装置。

背景技术

低温等离子体处理有机废气，在常温常压下即可利用高能电子以及活性物质破坏污染物分子，但存在很多问题，比如矿化率低、能量消耗大、存在NOx和臭氧副产物。而这些年国内外研究人员将等离子体与催化剂协同工作，提高了处理效果和能量利用率，降低了副产物的产生。研究数据表明，一定能量密度下，针对不同污染物种类，采用不同的反应器类型及催化剂参数，较单独低温等离子体技术，低温等离子体协同催化技术的能量效率大幅度提高。

例如，公开号为CN 105457488A的中国发明专利文献公开了一种催化剂联合等离子体脱除氮氧化物的装置及方法。烟气与氨气混合后通至反应器下部的气体入口，反应器为双介质层结构，外介质管外侧包裹一层金属网作为外电极，内介质管内部设有金属内电极，内电极连接电源正极，外电极连接电源负极，形成等离子体发生器；反应器中部，外介质管和内介质管之间的腔内设有带通气孔的隔板，隔板上填加催化剂Fe-Cu/CNTs；混合气体在反应器内通过催化剂和等离子体的共同作用，联合脱硝。

催化剂在等离子体技术中的作用主要体现为：当催化剂在等离子场中时，被称作一段式等离子体协同催化反应器，催化剂表面极化会增强放电，在表面形成场强加强区；催化剂会吸附挥发性有机物，这样就会延长协同降解作用的时间，有利于污染物去除；当催化剂在等离子场外部，被称作两段式等离子体协同催化反应器，该反应器中，废气分子在催化剂上反应，可以降低等离子体中高能活性粒子反应的活化能，同时放电模块放电参数稳定，系统工程化设计较为方便。

尽管低温等离子体技术处理有机废气研究已经取得了显著进展，但该技术还存在能耗高、较低功耗下VOCs处理效率低等问题。为此，目前研究主要集中于等离子体协同催化方式，利用等离子体模块产生的高能活性物质，在催化剂中对VOCs物质进行深度氧化分解，以满足工程化应用所需求的安全、高效、经济要求。由于目前等离子体协同催化技术主要研究催化氧化过程，主要利用臭氧副产物的氧化作用，使用臭氧催化剂以构成臭氧协同催化反应，为达到废气治理的目标效率，系统能耗较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种双介质阻挡放电等离子体激励催化气相反应处理有机废气的装置，解决现有单一等离子体废气治理技术和等离子体协同催化废气治理设备净化效率较低，能耗较大的问题。

一种双介质阻挡放电等离子体激励催化气相反应处理有机废气的装置，包括反应器筒体，所述反应器筒体一端带有气体进口、另一端带有气体出口；还包括设于所述反应器筒体内气路上的至少一个反应单元，所述反应单元包括沿气路依次设置的等离子体放电单元和催化剂单元；所述等离子体放电单元与催化剂单元之间的间距为5～10cm。

本实用新型采用高频电源驱动的双介质阻挡放电为等离子体源和两段式的催化剂设置方式，调整催化剂和等离子体放电区域的间距，调整后间距为5～10cm，使气体经放电后，停留极短的时间(0.1s)即到达催化剂，此时气体中的高能量物质能量衰减较少，将主要净化反应转移至催化剂单元上，与催化剂碰撞后，导致催化剂出现电荷缺陷，激励催化反应，使系统催化氧化反应效率较高，废气治理的目标效率能耗大幅下降。间距进一步优选为5～8cm；最优选为5cm。