一種紫外光-等離子體協(xié)同降解有機廢氣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于廢氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種紫外光-等離子體協(xié)同降解有機廢氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，石油化工、化工制品、噴涂、交通等行業(yè)向大氣排放了大量的揮發(fā)性有機廢氣(Volatile Organic Compounds, VOCs)，它們是城市及周邊地區(qū)光化學(xué)煙霧和霧霾形成的主要原因。據(jù)估算，若不加以控制，2020年我國的VOCs排放將達到1800多萬噸。隨著生活水平的提高，人們對生活環(huán)境的要求越來越高，日益嚴重的環(huán)境破壞已經(jīng)成為居民投訴的焦點。為此，國家不斷頒布法律法規(guī)來控制VOCs的排放，各省也不斷頒布地方性規(guī)范來約束相關(guān)行業(yè)的VOCs排放量。尋求一種高效率、低能耗的處理技術(shù)來控制VOCs的排放刻不容緩。
[0003]常用的VOCs處理方法有:吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法、熱力焚燒法、催化燃燒法、生物降解法、低溫等離子體法(Non-Thermal Plasma, NTP)和光催化法等。吸附法和吸收法仍然是工業(yè)上控制VOCs排放量最常用的處理工藝之一?；钚蕴课椒ㄖ?，雖然達到飽和吸附前具有良好的去除VOCs效果，但是該方法不適合于高濃度的VOCs、活性炭再生方面也比較困難。而吸收法雖然操作簡單、成本低、可去除范圍廣，但對于操作條件的要求比較高，需要低溫高壓的條件，對設(shè)備要求比較高，設(shè)備容易腐蝕，并且需要經(jīng)常更換吸收劑。
[0004]低溫等離子體技術(shù)是在高壓條件下令電極周圍氣體電離，產(chǎn)生強氧化性的.0、.0Η等自由基，VOCs分子在高能粒子的碰撞下形成小的基團和原子，與強氧化自由基及其他活性物質(zhì)作用被除去。NTP技術(shù)存在著可降解濃度范圍大、降解效率高的優(yōu)點，也存在著易產(chǎn)生二次污染、能耗高、能量效率低等問題。光催化技術(shù)是在一定波長光照下，利用催化劑的光催化活性，使吸附在表面的VOCs發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將有機物氧化成0)2和H2O及其他無機小分子物質(zhì)。光催化技術(shù)具有應(yīng)用范圍廣、操作簡單等優(yōu)點，但是也存在著紫外光利用率低、光催化劑易失活的缺點。
[0005]低溫等離子體技術(shù)和光催化技術(shù)協(xié)同降解VOCs是人們正在研究的一個方向。利用二者的協(xié)同可以一定程度上解決二者存在的問題，但仍然存在能耗高、低電壓下降解率不高、光催化劑易失活等問題。尋求一種能夠解決上述問題的處理技術(shù)，對于VOCs降解技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并提供一種紫外光-等離子體協(xié)同降解有機廢氣裝置。具體技術(shù)方案如下:
[0007]—種紫外光-等離子體協(xié)同降解有機廢氣裝置，裝置設(shè)有外殼，夕卜殼內(nèi)設(shè)有雙介質(zhì)阻擋放電等離子體單元和紫外光發(fā)生單元；
[0008]外殼為密閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面為反光材料；
[0009]雙介質(zhì)阻擋放電等離子體單元包括雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器和高壓脈沖電源，所述的雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器為筒狀的雙介質(zhì)結(jié)構(gòu)，軸心為金屬絲，外側(cè)依次環(huán)繞有內(nèi)介質(zhì)層、外介質(zhì)層，金屬網(wǎng)包裹在外介質(zhì)層的外壁，金屬絲和金屬網(wǎng)分別與高壓脈沖電源的高電壓端和低電壓端相連；雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器兩端由抗腐蝕開孔塞密閉，且兩端的抗腐蝕開孔塞上分別設(shè)有進氣口和出氣口；
[0010]紫外光發(fā)生單元包括若干條紫外燈管和與其相連的鎮(zhèn)流器、紫外燈電源，紫外燈管均設(shè)置于雙介質(zhì)阻擋放電等離子體單元與外殼之間的空腔內(nèi)。
[0011]作為優(yōu)選，所述的外殼材質(zhì)為金屬，并通過接地線接地；外殼內(nèi)表面光滑，用于反射紫外光。
[0012]作為優(yōu)選，所述的外殼呈長方體狀，所述的紫外燈管有2條，分別設(shè)在外殼對角的兩條棱邊處且與雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器平行。
[0013]作為優(yōu)選，所述的內(nèi)介質(zhì)層、外介質(zhì)層均為圓筒狀石英管，所述的金屬絲采用銅絲，所述的金屬網(wǎng)采用不銹鋼網(wǎng)或均勻的金屬片。
[0014]作為優(yōu)選，所述的高壓脈沖電源的兩極連接有示波器。
[0015]作為優(yōu)選，所述的高壓脈沖電源為納秒級高壓脈沖電源。
[0016]作為優(yōu)選，所述的紫外燈管波長為185~245nm。
[0017]本實用新型的有益效果在于:
[0018](I)利用紫外光促進雙介質(zhì)阻擋放電等離子體降解VOCs，提高降解過程中臭氧濃度，無需添加光催化劑，在相對低電壓下達到更高的VOCs降解率，并且能夠提高CO2濃度，減少二次污染；
[0019](2)外殼采用光滑內(nèi)表面的反光材料且密閉，能夠最大的利用紫外光，減少紫外光的浪費，并對紫外光進行有效控制，防止對人體造成傷害；
[0020](3)低溫等離子體采用雙介質(zhì)阻擋放電，防止降解產(chǎn)生的物質(zhì)對于電極的污染，減少降解過程中等離子體反應(yīng)器電極的清洗頻率；
[0021](4)紫外燈管的排列方式分別置于等離子體反應(yīng)器的兩側(cè)，并且置于箱體對角的棱邊的部位，能夠保證紫外光更多的反射到等離子體反應(yīng)器上，提高利用率。
【附圖說明】
[0022]圖1為紫外光-等離子體協(xié)同降解有機廢氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為實施例1和對比例I用于單獨降解二甲苯廢氣的二甲苯降解率對比圖；
[0024]圖3為實施例1和對比例I用于單獨降解二甲苯廢氣出口氣體COx濃度對比圖；
[0025]圖4為紫外光單獨降解二甲苯廢氣的進出口氣體二甲苯濃度圖。
[0026]圖中:抗腐蝕開孔塞1、進氣口 2、出氣口 3、外介質(zhì)層4、紫外燈電源5、鎮(zhèn)流器6、導(dǎo)線7、燈管支架8、紫外燈管9、金屬外殼10、金屬絲11、內(nèi)介質(zhì)層12、高壓脈沖電源13、金屬網(wǎng)14、示波器15和接地線16。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明:
[0028]如圖1所示，一種紫外光-等離子體協(xié)同降解有機廢氣裝置，裝置設(shè)有外殼10，夕卜殼10內(nèi)設(shè)有雙介質(zhì)阻擋放電等離子體單元和紫外光發(fā)生單元；
[0029]外殼10為密閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面為反光材料。反光材料用于反射紫外光，提高紫外光的利用率。
[0030]雙介質(zhì)阻擋放電等離子體單元包括雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器和高壓脈沖電源13，所述的雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器為筒狀的雙介質(zhì)結(jié)構(gòu)，軸心為金屬絲11，外側(cè)依次環(huán)繞有內(nèi)介質(zhì)層12、外介質(zhì)層4，金屬網(wǎng)14包裹在外介質(zhì)層的外壁，金屬絲11和金屬網(wǎng)14分別與高壓脈沖電源13的高電壓端和低電壓端相連；雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器兩端由抗腐蝕開孔塞I密閉，且兩端的抗腐蝕開孔塞I上分別設(shè)有進氣口 2和出氣口 3。廢氣通過進氣口 2進入密閉的雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器內(nèi)部，處理完畢后通過出氣口 3排出，形成一條廢氣流通通道?？垢g開孔塞可選用橡膠材料，如丁苯橡膠。
[0031]紫外光發(fā)生單元包括若干條紫外燈管9，紫外燈管9通過導(dǎo)線7和鎮(zhèn)流器6、紫外燈電源5，紫外燈管9均設(shè)置于雙介質(zhì)阻擋放電等離子體單元與外殼10之間的空腔內(nèi)。紫外燈管9數(shù)量至少為I條，均依次與鎮(zhèn)流器6、紫外燈電源5相連，通過紫外燈電源的斷開和閉合控制紫外光的產(chǎn)生。當(dāng)有2條以上時，紫外燈管9分布在雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器的上、下方，保證雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器充分接收紫外光。
[0032]作為一種優(yōu)選實施方式，所述的外殼10材質(zhì)為金屬，并通過接地線16接地；外殼10內(nèi)表面打磨光滑，使之具有鏡面反射效果，用于反射紫外光，以提高紫外光的利用率及裝置的處理效率。外殼10內(nèi)壁上帶有燈管支架8，用于固定紫外燈管9。
[0033]為保證紫外光在金屬外殼箱體內(nèi)充分更多反射到等離子體上，作為一種優(yōu)選實施方式，所述的外殼10呈長方體狀，內(nèi)表面光滑，反光效果好；所述的紫外燈管9有2條，分別設(shè)在外殼10對角的兩條棱邊處，與外殼保持一定距離(即設(shè)置在長方體兩個相對的由側(cè)面所形成的夾角處)且與雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器平行。通過內(nèi)表面的反射作用，使兩條燈管產(chǎn)生的紫外光能充分的直接或間接照射到等離子體上。
[0034]作為一種優(yōu)選實施方式，所述的內(nèi)介質(zhì)層12、外介質(zhì)層4均為圓筒狀石英管，所述的金屬絲11采用銅絲，所述的金屬網(wǎng)14采用不銹鋼網(wǎng)或均勻的金屬片。
[0035]作為一種優(yōu)選實施方式，所述的高壓脈沖電源13的兩極連接有示波器15，用于反映兩電極間的電壓，便于調(diào)節(jié)。
[0036]作為一種優(yōu)選實施方式，所述的高