CN111228976A - 一种uv光解等离子废气处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UV光解等离子废气处理设备，涉及废气处理设备技术领域。本发明包括UV光解装置、等离子分解装置、第一气泵、第二气泵、控制器和控制面板；UV光解装置包括UV光解室，第一气泵与进气口相通，出气口与第二气泵相通；UV光解室内设有折流板；UV光解室内相对设置有UV灯；等离子分解装置包括等离子分解室和等离子发生器；等离子分解室的中部设有气道，气道与第二气泵相连通；等离子发生器设置在气道的上下两侧；控制器与控制面板电连接；控制器的输出端分别与第一气泵、第二气泵、UV灯和等离子发生器电连接。本发明将UV光解与等离子体分解技术相结合，具有废气处理效率高、处理效果好、可处理的废气种类多、适用性更加广泛的优点。

Description

一种UV光解等离子废气处理设备
技术领域
本发明涉及废气处理设备技术领域，具体涉及一种UV光解等离子废气处理设备。
背景技术
工业生产过程中会产生大量废气，这些未经净化处理的废气污染大气及周边环境，可对人体造成极大的危害，是目前大气污染的主要来源之一。传统的废气处理方法是采用喷淋塔喷淋的方法，将废气通入喷淋塔中，通过喷洒药液来吸收和去除废气中的有害物质及臭味。这种方法的缺陷是设备占地面积大、处理效率较低、处理过程需要持续消耗药液、并且还会产生二次产物。
随着近年来科学技术的发展，对于废气的处理提出了一些新的方式。比如紫外线光解处理和等离子体分解处理。紫外线光解处理的具体原理是，利用UV紫外线光束照射废气，改变废气中的高分子化合物的分子链，使其降解为如CO2、H2O等。另外，在紫外线光束的照射下，空气中的氧分子会产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携带的正负电子不平衡，所以需要与氧原子结合，进而产生臭氧。而臭氧对有机物有极强的氧化作用，对恶臭气体及其他刺激性异味也有很好的吸附效果。因而，通过紫外线光解处理工业废气，在近年来的应用越来越广泛。
等离子体分解处理废气的具体原理是，基于现有技术中的等离子发生器设备，采用脉冲高频高压等离子体电源，利用双介质齿板放电装置，以尖端放电的形式在气道内产生等离子体，在毫秒级的时间内，将空气和废气分子击穿，发生一系列分化裂解反应，产生高浓度、高强度和高能量的各种活性自由基、电子、离子、臭氧、原子氧和生态氧等，由上述物质对废气和臭气分子进行氧化还原反应，活性自由基可以有效的破坏各种病毒、细菌中的核酸、蛋白质，使其不能进行正常代谢和生物合成，从而致其死亡。而生态氧能迅速将有机废气分子分解或还原为低分子无害物质。另外借助等离子体中的离子与物体的聚合吸附作用，可以对小至微米级的细微有机废气颗粒物进行有效的吸附沉降处理。综上，等离子体分解处理废气的方式基于目前的等离子发生器技术，在废气处理中的应用日益广泛。
上述的紫外线光解处理和等离子体分解处理两种方式，虽然具有如上所述的优点。但是现有技术中，紫外线光解设备和等离子体分解设备大都独立应用，单独的紫外线光解设备和等离子体分解设备都存在着无法有效分解的废气种类，这就存在一定的局限性，难以适应复杂成分废气的处理过程。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种UV光解等离子废气处理设备。本发明将UV光解与等离子体分解技术相结合，具有废气处理效率更高、处理效果更好、可处理的废气种类更多、适用性更加广泛的优点。
本发明所述的一种UV光解等离子废气处理设备，包括UV光解装置、等离子分解装置、第一气泵、第二气泵、控制器和控制面板；
所述UV光解装置包括UV光解室，所述UV光解室的左右两端分别设有进气口和出气口；所述第一气泵与所述进气口相通，用于向所述UV光解室内送入废气；所述出气口与所述第二气泵相通；所述UV光解室内设有若干块用于改变气流流向的折流板，若干块所述折流板沿所述UV光解室的长度方向交替布置在所述UV光解室的上下两侧；所述UV光解室的上侧壁和下侧壁相对设置有UV灯；
所述等离子分解装置包括等离子分解室和等离子发生器；所述等离子分解室的中部设有气道，所述气道与所述第二气泵相连通，所述气道的末端设有排气口；所述等离子发生器设置在所述气道的上下两侧，用于在所述气道内产生等离子体；
所述控制器与所述控制面板相互电连接；所述控制器的输出端分别与所述第一气泵、所述第二气泵、所述UV灯和所述等离子发生器电连接。
优选地，所述UV光解室内设有若干块横向布置的光触媒滤网。
优选地，所述光触媒滤网包括光触媒填料和铝箔蜂窝式的载板；所述光触媒填料填充在所述载板上。
优选地，所述光触媒填料为TiO2。
优选地，所述进气口内设有漆雾过滤棉。
优选地，所述漆雾过滤棉呈V型。
优选地，所述排气口内设有两层间隔布置的过滤网，在两层所述过滤网之间填充有活性炭棉。
优选地，所述等离子分解室内设有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器的输入端电连接。
本发明所述的一种UV光解等离子废气处理设备，其优点在于，本发明设置了相通的UV光解装置和等离子分解装置，废气通入设备中，将依次进行UV光解和等离子分解，能有效去除废气中的挥发性有机物、无机物醇类等主要污染物，也可有效吸附和去除废气中的异味，实现去污除臭。由于将UV光解装置和等离子分解装置结合应用，可显著提高去污除臭的效率和效果，并且能处理的废气种类也显著增多，适用性更加广泛，能满足绝大部分工业废气的处理需求。处理过程无需添加其他辅助物质，处理后无二次产物，可节约处理成本且更加环保。设备整体结构合理紧凑，占地面积小、运行能耗低。另外，由于在UV光解室内设置了折流板，可大大延长废气在UV光解室内的行程，使紫外线光束的照射时间延长，可有效提高UV光解效果，使废气光解更加充分。
附图说明
图1是本发明所述一种UV光解等离子废气处理设备的结构示意图。
附图标记说明：1-UV光解室，11-折流板，12-UV灯，2-等离子分解室，21-气道，22-等离子发生器，23-排气口，3-第一气泵，4-第二气泵，5-光触媒滤网，6-漆雾过滤棉，7-活性炭棉。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的一种UV光解等离子废气处理设备，包括UV光解装置、等离子分解装置、第一气泵3、第二气泵4、控制器和控制面板。
其中，UV光解装置和等离子分解装置并列设置在一块长方形的钢板上。UV光解装置具体包括UV光解室1，UV光解室1为一中空的方形的不锈钢箱体，内部设有空腔。UV光解室1的左右两端分别设有进气口和出气口，第一气泵3与进气口相通，用于向UV光解室1内送入废气，出气口与第二气泵4相通，当第一气泵3和第二气泵4开启时，在UV光解室1内会形成自进气口流向出气口的气流。在UV光解室1内设有若干块用于改变气流流向的折流板11，具体的，折流板11为长方形钢板，其宽度与UV光解室1的宽度相适配，高度约为UV光解室1高度的三分之二左右。在UV光解室1的上侧壁和下侧壁相对设置有UV灯12，UV灯12选用处理废气常用的UV灯12即可，其中，位于上侧壁的UV灯12的朝向向下，位于下侧壁的UV灯12的朝向向上，这样上下两侧的UV灯12就会使UV光解室1内充满UV光束，当废气流经UV光解室1内时，就会被UV光束充分照射光解。
参阅图1，本实施例中，共设置了四块折流板11，自左向右依次为第一折流板、第二折流板、第三折流板和第四折流板，其中，第一折流板和第三折流板均设置在UV光解室1的上侧壁上，而第二折流板和第四折流板则设置在UV光解室1的下侧壁上。这样在折流板11与UV光解室1的侧壁之间、相邻的折流板11之间就形成了气流变向区。当气流自从进气口处流入UV光解室1内时，会碰撞到第一折流板，在第一折流板的阻挡作用下向下流动，然后再流动到第二折流板处。这样废气在UV光解室1内就会弯折流动，就可大大延长废气的行程，进而延长废气受UV光束照射的时间，使UV光解更加充分。
本实施例中，等离子分解装置包括等离子分解室2和等离子发生器22。等离子分解室2的中部设有一条形的气道21，用于供废气流通。气道21与第二气泵4相连通，即流经上述UV光解装置的、经过UV光解处理的废气在第二气泵4的作用下被抽送到气道21中。等离子发生器22的数量为若干个，分为上下两排，分别排列设置在气道21的上下两侧，其等离子发生端均伸入气道21内部，用于在气道21内产生等离子体。其中，等离子发生器22选用现有技术中常用于废气净化的等离子发生器22即可。废气经过UV光解装置光解后，在第二气泵4的抽送作用下进入气道21中，等离子发生器22在气道21内产生等离子体，等离子体接触和分解废气中的有机物，进行去污和除臭处理。
本实施例中还设置了控制面板和控制器，控制面板和控制器可设置在控制柜上，控制器和控制面板相互电连接，控制器的输出端分别与第一气泵3、第二气泵4、UV灯12和等离子发生器22电连接。控制面板的主体为触控屏和控制按钮，控制面板与控制器相互电连接，可通过控制面板向控制器输入控制指令，控制器可向控制面板输出信号，在触控屏处显示设备的运行状态。控制柜和控制面板的结构，可方便操作者操作及监控设备的整体运行。控制器可选用单片机或是PLC，本实施例中，控制器采用三菱FX3G-60MR-ES-A系列单片机，该种PLC具有60点输入输出点数，控制稳定，接口数量充足，适合作为本实施例的控制元件。操作者可通过上述控制面板和控制器，分别控制第一气泵3、第二气泵4、UV灯12和等离子发生器22的运行。
本实施例所述的UV光解等离子废气处理设备的运行过程具体如下。将所需处理的废气与第一气泵3相通，开启第一气泵3、第二气泵4和UV灯12，在第一气泵3和第二气泵4的抽送作用下，废气从UV光解室1的进气口进入UV光解室1内，在折流板11的折流作用下，弯折的流经UV光解室1，其行程被大大延长。在此流经的过程中，废气会与UV灯12所发出的UV光束接触。UV光束会裂解有机废气和恶臭气体的分子键，瞬间打开和断裂如氨、硫化氢、二硫化碳、甲硫醇、二甲二硫、三甲胺、苯乙烯以及VOC类(挥发性有机化合物)以及诸如苯、甲苯、二甲苯等物质的分子链结构，将上述物质降解为低分子化合物，如二氧化碳和水等。这样就通过UV光束实现对废气的有机降解。另外，UV光束还可以分解空气中的氧分子，使其产生游离氧，而游离氧又可进一步与氧分子结合进而产生臭氧。通过臭氧对有机物进行氧化，以及吸附废气中的刺激性异味。通过UV光解装置的废气，去除了其中的大部分有机物及异味。在第二气泵4的抽送作用下，光解后的废气进入等离子分解室2的气道21中，此时启动等离子发生器22，通过等离子发生器22在气道21中产生等离子体。等离子发生器22采用脉冲高频高压等离子体电源，利用双介质齿板放电装置，以尖端放电的形式在气道21内产生等离子体，在毫秒级的时间内，将空气和废气分子击穿，发生一系列分化裂解反应，产生高浓度、高强度和高能量的各种活性自由基、电子、离子、臭氧、原子氧和生态氧等，由上述物质对废气和臭气分子进行氧化还原反应，活性自由基可以有效的破坏各种病毒、细菌中的核酸、蛋白质，使其不能进行正常代谢和生物合成，从而致其死亡。而生态氧能迅速将有机废气分子分解或还原为低分子无害物质。另外借助等离子体中的离子与物体的聚合吸附作用，可以对小至微米级的细微有机废气颗粒物进行有效的吸附沉降处理。废气经过等离子体处理后，转化为无害的可直接排放的气体，从气道21末端的排气口23排出。通过设置等离子体分解装置，对光解后的废气进一步进行等离子体分解处理，可去除废气中通过UV所无法有效去除的污染物，将UV光解与等离子分解相结合，可去除废气中绝大部分的有机物和异味，去污除臭效果良好。
本发明设置了相通的UV光解装置和等离子分解装置，废气通入设备中，将依次进行UV光解和等离子分解，能有效去除废气中的挥发性有机物、无机物醇类等主要污染物，也可有效吸附和去除废气中的异味，实现去污除臭。由于将UV光解装置和等离子分解装置结合应用，可显著提高去污除臭的效率和效果，并且能处理的废气种类也显著增多，适用性更加广泛，能满足绝大部分工业废气的处理需求。处理过程无需添加其他辅助物质，处理后无二次产物，可节约处理成本且更加环保。设备整体结构合理紧凑，占地面积小、运行能耗低。另外，由于在UV光解室1内设置了折流板11，可大大延长废气在UV光解室1内的行程，使紫外线光束的照射时间延长，可有效提高UV光解效果，使废气光解更加充分。
为了增强UV光解装置的UV光解效果，本实施例中，在UV光解室1内设置了若干块横向布置的光触媒滤网5，具体的，在第一折流板11与UV光解室1的左侧壁之间，第一折流板与第二折流板之间，第二折流板与第三折流板之间，第三折流板与第四折流板之间，第四折流板与UV光解室1的右侧壁之间都设有所述的光触媒滤网5。光触媒滤网5具体由两部分组成，包括光触媒填料和铝箔蜂窝式的载板，光触媒填料填充在载板上。光触媒填料具体可选用TiO2。上述的光触媒填料结构，可对与废气中的有机物以及臭氧、活性自由基等物质进行氧化氢化反应，使UV光解效果更佳。
本实施例中，在UV光解室1的进气口内设有漆雾过滤棉6，漆雾过滤棉6可过滤废气中的漆雾灰尘等较大颗粒，可对废气进行初过滤，可有效提高废气处理效率。本实施例中，漆雾过滤棉6呈V型，这样可以通过单片漆雾过滤棉6对废气进行两次过滤，过滤效果更好。
本实施例中，在等离子分解室2的排气口23处设有两层间隔布置的过滤网，在两侧过滤网之间填充有活性炭棉7。两层过滤网具体为铁网。活性炭棉7具有良好的吸附除臭作用，可使设备去污除臭的效果更好。
由于等离子发生器22对使用环境有温度要求，一般不可高于50℃，因而在等离子分解室2内设置了温度传感器，温度传感器与控制器的输入端电连接。温度传感器可实时监测等离子分解室2内的环境温度，并将监测得到的温度转化为电信号发送到控制器中。可在控制器中设置50℃的温度阈值，当温度传感器监测得到的温度大于50℃时，控制器发出停机信号，控制等离子发生器22停止运行。通过设置温度传感器，可实时监测等离子发生器22的使用环境温度，防止等离子发生器22过热运行，可有效保护等离子发生器22。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括在“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90°或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种UV光解等离子废气处理设备，其特征在于，包括UV光解装置、等离子分解装置、第一气泵、第二气泵、控制器和控制面板；
所述UV光解装置包括UV光解室，所述UV光解室的左右两端分别设有进气口和出气口；所述第一气泵与所述进气口相通，用于向所述UV光解室内送入废气；所述出气口与所述第二气泵相通；所述UV光解室内设有若干块用于改变气流流向的折流板，若干块所述折流板沿所述UV光解室的长度方向交替布置在所述UV光解室的上下两侧；所述UV光解室的上侧壁和下侧壁相对设置有UV灯；
所述等离子分解装置包括等离子分解室和等离子发生器；所述等离子分解室的中部设有气道，所述气道与所述第二气泵相连通，所述气道的末端设有排气口；所述等离子发生器设置在所述气道的上下两侧，用于在所述气道内产生等离子体；
所述控制器与所述控制面板相互电连接；所述控制器的输出端分别与所述第一气泵、所述第二气泵、所述UV灯和所述等离子发生器电连接。
2.根据权利要求1所述UV光解等离子废气处理设备，其特征在于，所述UV光解室内设有若干块横向布置的光触媒滤网。
3.根据权利要求2所述UV光解等离子废气处理设备，其特征在于，所述光触媒滤网包括光触媒填料和铝箔蜂窝式的载板；所述光触媒填料填充在所述载板上。
4.根据权利要求3所述UV光解等离子废气处理设备，其特征在于，所述光触媒填料为TiO2。
5.根据权利要求1所述UV光解等离子废气处理设备，其特征在于，所述进气口内设有漆雾过滤棉。
6.根据权利要求5所述UV光解等离子废气处理设备，其特征在于，所述漆雾过滤棉呈V型。
7.根据权利要求1所述UV光解等离子废气处理设备，其特征在于，所述排气口内设有两层间隔布置的过滤网，在两层所述过滤网之间填充有活性炭棉。
8.根据权利要求1所述UV光解等离子废气处理设备，其特征在于，所述等离子分解室内设有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器的输入端电连接。
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