CN103285718A

CN103285718A - 一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置

Info

Publication number: CN103285718A
Application number: CN2013101818588A
Authority: CN
Inventors: 陈清文
Original assignee: BEIJING LANGCLEAN ENVIRONMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING LANGCLEAN ENVIRONMENT Co Ltd
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明是垃圾站除臭杀菌的整体装置设备，本设备由PVC集气管道、纳米二氧化钛催化反应腔、低温等离子反应装置、臭氧催化活性炭过滤层、风机、出风口和不锈钢外壳体组成。其中低温等离子反应装置以8-16根管状介质阻档低温等离子发生管为主体，管状低温等离子发生管置于纳米二氧化钛催化反应腔体内，反应腔体顶部与臭氧催化活性炭过滤层相联，反应腔底部的与油浸式升压器相连，并接通集成控制电路；臭氧催化活性炭过滤层设置于等离子反应装置的上面，通过风机的转动输出净化后的空气。本发明具有结构简单，使用方便，除臭杀菌效果显著，低能耗等优点。

Description

一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置

技术领域

本发明涉及一种空气净化处理装置，更具体地说，涉及一种垃圾站恶臭气体低温等离子和催化净化处理装置，属于环境保护空气净化技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对公共生活环境要求越来越高。城市垃圾站排出的空气中具有异臭味，对环境和人体健康形成的威胁日趋加重。城市生活垃圾一般含有较多的有机物和一定的水份，在堆积过程中由于通气不良及受到微生物的作用会产生发酵臭气，其主要成份为H₂S和NH₃，此外还有甲硫醇、甲胺、甲基硫等有机气体。在氧气量足够时，垃圾中的有机成份如蛋白质，在好氧细菌作用下产生NH3；在氧气不足时，厌氧细菌将有机物分解为不彻底的氧化产物H₂S、NH₃、SO₂、硫醇类、胺类等化合物，这些气体挥发性较大，易扩散在大气中，而且部分气体有毒，刺激性气味大，给周围的空气环境质量带来严重污染，对居民和卫生保洁工作人员的工作、生活和身心健康造成很大危害。尤其是炎热的夏季，垃圾收集点、中转站附近的异恶臭味更加严重，使周围居民苦不苦不堪言。传统的垃圾站消除异臭味的方法主要有药液喷淋法、生物除臭法、活性炭吸附法等，但这些方法都达不到彻底清除异臭味。低温等离子除臭是近年来在工业废气除臭过程中得到重视的一种新型除臭方法，然而至今尚未形成针对垃圾站空气环境的一套整体的设备与之匹配。

等离子体作为物质存在的第四种形态，是由带电的正粒子、负粒子（其中包括正离子、负离子、电子、自由基和各种活性基团）组成的集合体。低温等离子体对恶臭气体的除臭杀菌作为一种新的处理方法，具有去除率高、易操作、能耗低等优点，较传统的方法显示出良好的技术优势和发展前景，能够达到较好的去除效果。

作为低温等离子对恶臭气体的除臭净化作用机理过程是：在产生等离子体的过程中，高频放电所产生的瞬间高能量能够打开恶臭气体中有害气体分子的化学能，使之分解为单质原子或无害分子，等离子体还包含有大量的高能电子、正负离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基，这些活性粒子和部分废气分子碰撞结合，在电场作用下，废气分子处于激发态，当废气分子获得的能量大于其分子键能的结合能时，废气分子的分子键断裂，直接分解成单质原子或由单一原子构成得无害气体分子。同时产生的大量的-OH、-O等活性自由基和氧化性极强的O3，能与有害气体分子发生化学反应，最后生成无害产物。

低温等离子对气体中所含的细菌杀菌作用机理过程是：等离子体中含有的大量活性氧离子、高能自由基团等成分，极易与细菌、霉菌、芽孢和病毒中蛋白质和核酸物质发生氧化反应而变性，从而使各类微生物死亡；等离子体产生大量高动能的电子和离子，在极短时间内可对细菌产生的蚀刻和击穿效应，从而使各类微生物死亡；在激发形成等离子体的过程中，伴随有部分紫外线产生，这种高能紫外光子（3.3～3.6eV）被微生物或病毒中蛋白质所吸收，致使其分子变性失活。

根据我们在实验中的低温等离子净化处理恶臭气体的效果，我们提出利用低温等离子治理垃圾站臭气和杀菌的一套技术装置，在试验中取得明显效果。该产品专门针对城市垃圾站除臭而设计，针对垃圾站的特点，设计出符合要求的垃圾除臭杀菌装置，该产品可有效地缓解城市垃圾站的环保压力，对提高和改善空气质量具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一个低温等离子垃圾站除臭整体设备，它由PVC集气管道、纳米二氧化钛催化反应腔、低温等离子反应装置、臭氧催化活性炭过滤层、风机、出风口和不锈钢外壳体组成。其中低温等离子反应装置以8-16根管状介质阻档低温等离子发生管为主体，管状低温等离子发生管置于纳米二氧化钛催化反应腔体内，反应腔体顶部与臭氧催化活性炭过滤层相联，反应腔底部的与油浸式升压器相连，并接通集成控制电路；臭氧催化活性炭过滤层设置于等离子反应装置的上面，通过风机的转动输出净化后的空气。

垃圾站恶臭气体净化处理步骤，包括如下步骤：

A1）通过PVC集气管道，收集垃圾产生的恶臭气体，初级过滤

A2）纳米材料二氧化钛对恶臭气体进行催化反应

将初级过滤后的气体输入至低温等离子反应腔体内，在低温等离子反应腔四周安装有具有纳米二氧化钛涂层的蜂窝状铝基材，低温等离子体发生器工作时，在反应腔体内布满微细电脉部及电晕光，同时也产生一定量的紫外光，电晕光和紫外光为二氧化钛基层催化氧化恶臭气体。光催化过程不仅氧化了部分恶臭污染气体，同时改变了低温等离子体的放电状态，提高了有害气体的净化效率。

A3）介质阻档低温等离子体对恶臭气体的作用

通过双排组合排列的8-16根管状介质阻档低温等离子发生管，在通电运行中对恶臭气体进行催化反应。低温等离子发生器产生的还有大量臭氧。臭氧具有极强的除臭杀菌能力，依靠其强氧化能力可快速氧化产生臭味及其它气味的有机物或无机物。

A4）经分解后的气体经过臭氧催化活性炭过滤层

由于低温等离子发生器在运行中会产生大量臭氧，即使在催化反应后仍然留有大量臭氧无法短时间内还原为氧气，而臭氧的直接外排对人体健康也具有一定的负作用，在低温等离子发生器腔体上方设置一层3cm-6cm厚度的臭氧催化活性炭过滤层，可在0.1S时间内将臭氧还原为氧气，可时也可以吸附过滤其他有害气体，最达通过过滤层的气体达到排放标准

A5）轴流离心风机将气体排出，净化后的空气可外排于垃圾站外，也可直接排于垃圾站内，使空气在站内循环净化处理。

本发明所述的低温等离子发生器为介质阻档放电模式，管状介质阻档低温等离子发生管采用直径为3-6cm石英玻璃管为介质，内层管壁为铜镍锡合金制成的薄膜电极，接负极，再用环氧树脂固封；管外壁采用铜丝网包裹，接正极。低温等离子发生管下端联接油浸式升压器，在通电运行中通过的工作气压为10⁴-10⁶Pa，电源频率可从50Hz至2MHz，工作电压为2500KV-6000KV。

本发明所述的管状介质阻档低温等离子发生器，在通电运行时将产生紫外光线，紫外光对腔体四周铝基材涂层上的二氧化钛起到激发催化作用。光催化剂二氧化钛在紫外光照射下生成电子空穴对，并向粒子表面迁移，与恶臭气体中的物质发生氧化或还原反应。

本发明所述的臭氧催化活性炭过滤层，厚度为3-6cm，为蜂窝状型活性炭层，在椰壳制成的活性炭中加入了按一定比例配比的泡沫镍、硝酸锰硝、酸锰铁、聚乙烯醇、羟甲基纤维素，经特殊的烘燥成型工艺制成，可有效吸附臭氧，在0.1S内将臭氧催化还原为氧气，臭氧分解效率大小95%，经催化分解后臭氧的浓度小于0.10 ppm。

本发明所述的臭氧催化活性炭过滤层为抽屉式设计，经长时间运行后可抽屉式打开，方便更换。

本发明所述的PVC集气管道，布置于垃圾站天花板四周和合适位置，通过低噪音离心风机收集恶臭气体并输送进低温等离子反应腔内。

本发明所述的控制低温等离子发生器工作的集成电路，通过电源转换器与220V电源连接，工作电压为24V，电路板经三防（防潮、防盐雾、防霉）处理，可在高温高湿环境下长期稳定工作，电路板上带有散热原件和过载过热保护，不会导致电路因热量过高而发生短路等现象。集成电路上具有遥控开关联接功能，整套装置开关控制可用遥控器操作。

本发明所述的出风口为喇叭口形设计，出风口前端安装有低噪音离心风机，快速将净化后的空气排出。

本发明所述的低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，核心设备可壁挂安装，也可立于地面。

实施本发明的低温等离子垃圾站除息杀菌装置，具有以下有益效果：1、高效去除垃圾站散发的各种恶臭味，除臭效率可达99%。2、无需添加任何其他物质：只需要设置220V的电源输入即可，使整体装置运行，恶臭气体通过本装置进行分解净化。3、在低温等离子的作用下，可杀灭在恶臭气体中携带的有害细生物、细菌。4、可适应不同天气环境、24小时连续工作，运行稳定可靠。5、运行成本低，本装置除见机外无任何机械动作，噪音小，设备耗能低。6、设备占地面积小，可挂实体墙安装，也可放置于地面。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明的低温等离子反应腔体结构示意图。

图3是本发明的低温等离子发生管结构示意图。

图4是本发明的出风口示意图。

附图标记为：1-PVC集气管道，2-初级过滤网，3-低噪音离心风机，4-进风口，5-密封法兰，6-低温等离子发生器腔，7-蜂窝状二氧化钛涂层铝基材，8-油浸式升压器，9-油浸式升压，10-臭氧催化活性炭过滤，11-集成电路板和开，12-喇叭出风口，13-出风口，14-电源线，51-遥控器，81-铜丝网阳极，82-铜镍锡合金阴极，83-石英玻璃管。

具体实施方式

下面结合图1-图4详细说明本装置实施例

参照图1，本发明包括壳体21、PVC集气管道1、初级过滤网2、低噪音离心风机3、进风口4、密封法兰5、低温等离子发生器腔体6、蜂窝状二氧化钛涂层铝基材7、低温等离子发生管8、油浸式升压器9、臭氧催化活性炭过滤层10、离心风机3、集成电路板和开关11、喇叭出风口12、出风管13、遥控器51、电源线14，所述的蜂窝状二氧化钛涂层铝基材7、低温等离子发生管8、油浸式升压器9、臭氧催化活性炭过滤层10均位于低温等离子发生器腔体6内，所述出风口离心风机3置于臭氧催化活性炭过滤层上方或出风管道口，所述低温等离子发生器腔体6置于臭氧催化活性炭过滤层10下方，等离子反应装置由等离子发生器8与油浸式升压器9串联而成，油浸式升压器9置于腔体6隔板的下方。

本发明装置使用时，将集成电路板11接至外界供电控制装置，启动离心风机3，等离子反应装置在工作状态时，通过升压器9升至高压放电，产生高强等离子体，释放大量正负电子、离子、自由基、臭氧等，并产生紫外光，与涂层二氧化钛7同时产生光催化作用，将恶臭气体催化氧化还原，同时将有害细菌杀灭，通过臭氧催化活性炭过滤层将剩余臭氧吸附催化还原为氧气，净化后的空气通过风机的转动输送出出风口12，达到消除气体的恶臭味和杀菌目的。

本发明装置通过垃圾处理站的现场测试，除臭杀菌效果明显，能在短时间内消除垃圾站空间中的恶臭气体。

Claims

1.一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，目的在于消除净化垃圾站恶臭气体、消毒杀菌，其包括不锈钢壳体、集成电路、带有二氧化钛光催化涂层的低温等离子反应腔体、低温等离子发生器、臭氧催化活性炭过滤层、风机、PVC集气管道、进风口和出风口为一体。

2.其特征在于，包括如下步骤：

A1）通过PVC集气管道收集垃圾产生的恶臭气体，初级过滤

A2）纳米材料二氧化钛对恶臭气体进行催化反应

A3）介质阻档低温等离子体对恶臭气体的脱臭杀菌作用

A4）经分解后的气体经过臭氧催化活性炭过滤层

A5）轴流离心风机将气体排出

根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，所述外壳是采用不锈钢壳体制作，防水、耐火、抗静电、无毒无污染、保存时间长、易于清洗，适宜垃圾站使用，不仅美观且容易擦洗和保存。

3.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，在所述步骤A1中，在垃圾站天花板上方安装有具有开孔的PVC管道，布置于垃圾站房屋天花板四周，PVC管道内安装有不锈钢筛网和活性炭组成的过滤网，通过低噪音离心风机将恶臭气体收集并进行初级过滤。

4.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，在所述步骤A2中，在装置内形成一腔体，腔体四壁嵌入厚度达3cm的六角蜂窝铝基材，基材上喷涂纳米TiO₂(二氧化钛)涂层，对恶臭气体进行催化反应。

5.此纳米二氧化钛涂层的基材，可长时间工作运行，如长时间运行后催化剂老化，还可以方便维护更换。

6.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，在所述步骤A3中，低温等离子发生器由8-16根管状介质阻档低温等离子发生管组成，发生管按2-3排排列组成。

7.低温等离子发生管竖直固定在反应腔体隔板底部，在反应腔体隔板下方布置有低温等离子发生器的油浸式升压器，并将8-16根管状低温等离子发生管并联组合。

8.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，在所述步骤A3中，管状介质阻档低温等离子发生管采用直径为3-6cm石英玻璃管，内层管壁为铜镍锡合金制成的薄膜电极，接负极，再用环氧树脂固封；管外壁采用铜丝网包裹，接正极。

9.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，在所述步骤A3中，空气在低温等离子发生器的作用下产生臭氧，臭氧与所述恶臭气体发生化学反应。

10.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，在所述垃圾站恶臭气体包括氨气、三甲胺、甲醛、硫化氢、烯烃、有机胺、苯系物等。

11.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，在所述步骤A4中，采用臭氧催化活性炭过滤层，过滤层厚度为3-6cm，可在0.1S内将臭氧催化还原为氧气，臭氧分解效率大小95%，经催化分解后臭氧的浓度小于0.10 ppm。

12.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，在所述步骤A5中，采用轴流离心风机将处理后的气体排出。

13.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，所述的集成电路通过电源转换器与220V电源连接，经三防（防潮、防盐雾、防霉）处理，可在高温高湿环境下长期稳定工作，电路板上带有散热原件和过载过热保护，不会导致电路因热量过高而发生短路等现象。

14.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，臭氧催化活性炭层为抽屉式设计，可方便更换。

15.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，出风口为喇叭口形设计，快速将净化后的空气排出。

16.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，开关控制可用遥控器操作。

17.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，整体设备可壁挂安装，也可立于地面。

18.根据权利要求1所述的一种低温等离子垃圾站除臭杀菌装置，其特征在于，所述的除臭杀菌装置进风口和出风口分别设置于装置的下半部和上半部分。