CN115253675B - 一种等离子放电协同催化废气处理装置 - Google Patents

Abstract

一种等离子放电协同催化废气处理装置，属于污染气体处理设备技术领域。其特征在于：协同处理模块（14）并排设置有若干块，协同处理模块（14）将风筒（12）内腔分隔成进气腔和排气腔，电源（8）设置在风筒（12）的外侧，各协同处理模块（14）均连接有独立的电源（8）；所述协同处理模块（14）包括安装架以及安装架上的协同处理反应器，协同处理反应器并排设置有若干根，各协同处理反应器的进气口均与进气腔连通，各协同处理反应器的出气口均与排气腔连通。本等离子放电协同催化废气处理装置能够直接用于工业生产中，各协同处理模块均连接有电源且独立工作，各协同处理反应器同时对污染气体进行处理，大大提高了污染气体的处理速度维护方便。

Description

一种等离子放电协同催化废气处理装置

技术领域

一种等离子放电协同催化废气处理装置，属于污染气体处理设备技术领域。

背景技术

随着科学技术的快速发展，各类工厂及各式设备孕育而生，但与此同时各类有毒害的气体，比如挥发性有机化合物VOCs、NOx、SO₂等的排放量也因此迅速增加，严重危害着人类赖以生存的环境。为维持环境的可持续性发展，有效处理这些毒害气体成为现在的当务之急。目前传统的处理方法有燃烧法、冷凝法和吸附法等。近几年发展起来的低温等离子体和催化剂协同作用技术具备低温等离子技术和催化氧化技术的优势，能高效便捷地处理污染气体，目前已成为处理污染气体的热门研究领域。

低温等离子体和催化剂协同作用的反应器种类各式各样，但是其催化剂通常是设置在两电极之间，污染气体经过催化剂时，在两电极之间放电的作用下，实现了污染气体的放电协同催化处理。但是现有的反应器在使用过程中存在如下问题：催化剂设置在两圆筒状的电极之间，为了保证两电极之间能够顺畅的放电，两电极的距离不能过大，而在两电极之间形成的供污染气体通过的环形通道，由于环形通道较小，导致污染气体的处理速度慢，难以满足用户的需求；而如果要增大气体通道，就需要增大电极的间距，这会导致两电极之间的放电很不稳定，导致污染气体的处理效果差。由于目前低温等离子体和催化剂协同反应的反应器的处理速度有限，难以满足工业生产的要求，因此并没有实际应用到工业生产中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种污染气体的处理速度快，且能够直接用于工业生产中对污染气体处理，且维护成本低的等离子放电协同催化废气处理装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该等离子放电协同催化废气处理装置，其特征在于：包括风筒、电源以及协同处理模块，协同处理模块设置在风筒内，协同处理模块并排设置有若干块，协同处理模块将风筒内腔分隔成进气腔和排气腔，电源设置在风筒的外侧，各协同处理模块均连接有独立的电源；

所述协同处理模块包括安装架以及安装架上的协同处理反应器，协同处理反应器并排设置有若干个，各协同处理反应器的进气口均与进气腔连通，各协同处理反应器的出气口均与排气腔连通。

优选的，所述的协同处理模块沿风筒并排设置有若干层，每层协同处理模块均包括对称设置在风筒两侧的两组。

优选的，还包括机架，机架的中部设置有风筒安装部，机架的两侧均设置有若干电源安装部，风筒安装在风筒安装部上，电源安装在对应的电源安装部上。

优选的，所述的安装架包括框架以及安装板，协同处理反应器设置在框架内，安装板与框架固定连接，风筒的侧部设置有若干安装口，安装板与风筒可拆卸的连接，安装板将对应的安装口封闭。

优选的，每相邻的所述协同处理反应器之间的顶部封闭设置，并在相邻的两协同处理反应器之间形成朝下的出气口。

优选的，所述的协同处理反应器包括介质电极以及催化模块，介质电极与催化模块间隔并正对设置，并在介质电极与催化模块之间形成进气通道，进气通道的一侧封闭，另一侧为所述进气口，催化模块的催化剂载体为导电材质，催化剂载体上设置有若干与相邻的出气口连通的排气通道，电源的两极分别与介质电极和催化剂载体导通。

优选的，所述的催化模块有对称设置在介质电极两侧的两块，并在介质电极的两侧均形成进气通道。

优选的，还包括封槽，封槽的开口朝上设置，封槽的两侧分别与对应侧的催化模块相连。

优选的，所述的介质电极包括导电管以及绝缘管，绝缘管套设在导电管外，导电管与电源对应的电极导通。

优选的，所述的介质电极还包括导电粉末填层，导电管和绝缘管间隔设置，在绝缘管和导电管之间填充有导电粉末，形成导电粉末填层。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

本等离子放电协同催化废气处理装置的协同处理模块将风筒内腔分隔成进气腔和排气腔，能够直接用于工业生产中，工业生产的污染气体引入到进气腔内，污染气体经过协同处理模块处理后进入到排气腔内，并通过排气腔排出，协同处理模块设置有若干个，各协同处理模块均连接有电源，在某个协同处理模块发生故障时，只需要单独更换对应的协同处理模块即可，其余协同处理模块认可继续稳定的工作，降低了维护成本，安装架上设置若干个协同处理反应器，多个协同处理反应器并联设置，使各协同处理反应器同时对污染气体进行处理，大大提高了污染气体的处理速度，各协同处理反应器安装在安装架上，并通过安装架安装在风筒内，形成了模块化的安装，能够根据污染气体处理的需要调节协同处理模块的数量，使用更加方便，且在协同处理反应器出现故障时直接模块化更换，使本等离子放电协同催化废气处理装置维护方便，且维护过程中不会对工业生产造成影响。

附图说明

图1为等离子放电协同催化废气处理装置的主视示意图。

图2为等离子放电协同催化废气处理装置的左视示意图。

图3为协同处理模块的主视剖视示意图。

图4为图3中A处的局部放大图。

图5为协同处理模块的俯视示意图。

图6为介质电极的截面示意图。

图7为介质电极的主视剖视示意图。

图中：1、介质电极 101、绝缘管 102、导电粉末填层 103、导电管 104、接管 105、封胶 106、接电引线 2、催化模块 3、封槽 301、竖直部 4、模块支架 401、支撑部 5、安装板6、框架 7、支撑块 8、电源 9、封板 10、罩盖 11、绝缘穿线柱 12、风筒 13、进气管 14、协同处理模块 15、排气管 16、机架 1601、电源安装部 1602、风筒安装部。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

图1~7是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~7对本发明做进一步说明。

一种等离子放电协同催化废气处理装置，包括风筒12、电源8以及协同处理模块14，协同处理模块14设置在风筒12内，协同处理模块14并排设置有若干块，协同处理模块14将风筒12内腔分隔成进气腔和排气腔，电源8设置在风筒12的外侧，各协同处理模块14均连接有独立的电源8；协同处理模块14包括安装架以及安装架上的协同处理反应器，协同处理反应器并排设置有若干个，各协同处理反应器的进气口均与进气腔连通，各协同处理反应器的出气口均与排气腔连通。本等离子放电协同催化废气处理装置的协同处理模块将风筒12内腔分隔成进气腔和排气腔，能够直接用于工业生产中，工业生产的污染气体引入到进气腔内，污染气体经过协同处理模块处理后进入到排气腔内，并通过排气腔排出，协同处理模块设置有若干个，各协同处理模块均连接有电源8，在某个协同处理模块发生故障时，只需要单独更换对应的协同处理模块即可，其余协同处理模块认可继续稳定的工作，降低了维护成本，安装架上设置若干个协同处理反应器，多个协同处理反应器并联设置，使各协同处理反应器同时对污染气体进行处理，大大提高了污染气体的处理速度，各协同处理反应器安装在安装架上，并通过安装架安装在风筒内，形成了模块化的安装，能够根据污染气体处理的需要调节协同处理模块的数量，使用更加方便，且在协同处理反应器出现故障时直接模块化更换，使本等离子放电协同催化废气处理装置维护方便，且维护过程中不会对工业生产造成影响。

具体的：如图1~2所示：在本实施例中，等离子放电协同催化废气处理装置还包括机架16，机架16竖向设置，机架16的中部设置有竖向的风筒安装部1602，机架16的两侧均设置有若干电源安装部1601，风筒12竖向安装在风筒安装部1602上，电源安装部1601与电源8一一对应，各电源8均安装在对应的电源安装部1601上。

风筒12竖向设置，风筒12的顶部的直径由下至上逐渐变小，风筒12的顶部连接有进气管13，风筒12的底部的直径由上至下之间变小，风筒12的底部连接有排气管15，污染气体通过进气管13进入到风筒12上部的进气腔内，污染气体在风筒12内经协同处理模块14处理后进入到下部的排气腔内，并通过排气管15排出，能够直接与工业生产设备对接，以对污染气体进行处理。

风筒12的中部设置有安装口，协同处理模块14通过安装口伸入到风筒12内，并与风筒12可拆卸的连接，协同处理模块14的端部将安装口封闭。在协同处理模块14需要维护时，直接整体将协同处理模块14取出即可，协同处理模块14拆装方便，进而方便了本等离子放电协同催化废气处理装置的维护，且维护过程不会对工业生产造成影响。

在本实施例中，协同处理模块14沿风筒12的轴向并排设置有若干层，每层协同处理模块14均包括对称设置在风筒12两侧的两组，每组协同处理模块14均包括并排且间隔设置的若干个，各协同处理模块14相配合，将风筒12分隔成上侧的进气腔和下侧的排气腔。在本实施例中，协同处理模块14沿风筒12的轴向设置有两侧。电源8与协同处理模块14一一对应，安装口也与协同处理模块14一一对应。

如图3~5所示：协同处理模块14包括安装架以及设置在安装架上的电源8和协同处理反应器，协同处理反应器并排且间隔设置有若干个，每相邻的两协同处理反应器之间的顶部封闭，并在每相邻的两协同处理反应器之间的形成朝下的出气口，各协同处理反应器的顶部设置有进气口，各协同处理反应器均与相邻的出气口连通，电源8同时与各协同处理反应器导通。安装架上设置若干个协同处理反应器，多个协同处理反应器并联设置，使各协同处理反应器同时对污染气体进行处理，大大提高了污染气体的处理速度，各协同处理反应器安装在安装架上，形成了模块化的安装，能够根据污染气体处理的需要调节本抽屉式放电协同催化模块的数量，使用更加方便。

安装架包括框架6以及安装板5，框架6为方形框架，协同处理反应器设置在框架6内，协同处理反应器沿框架6的长度方向设置，各协同处理反应器沿框架6的宽度方向并排且间隔设置。安装板5位于框架6的一端，安装板5与框架6固定连接。

安装板5与框架6之间可以采用焊接的方式连接，也可以采用螺栓连接或铆接，安装板5上设置有若干通孔，形成安装部，以方便协同处理模块14的安装。协同处理模块14在安装时，将框架6连同框架6上的协同处理反应器由风筒2的安装口伸入到风筒12内，安装板5与风筒12之间通过螺栓实现可拆卸的连接，同时安装板5将对应的安装口封闭，避免污染气体通过安装口排出。

安装架还包括罩盖10，罩盖10与安装板5可拆卸的连接，罩盖10扣合在安装口外侧，并将安装口封闭，同时将协同处理反应器罩设在内。在罩盖10上设置有绝缘穿线柱11，电源8通过绝缘穿线柱与协同处理反应器导通。

协同处理模块14还包括封板9，封板9设置在协同处理反应器的上侧，每相邻的两协同处理反应器之间通过封板9密封，框架6和与其相邻的协同处理反应器之间也通过封板9密封，并在每相邻的两协同处理反应器之间以及框架6和与其相邻的协同处理反应器的之间形成朝下的出气口，各出气口均与风筒12的底部排气腔连通。

框架6的宽度方向的两侧均设置有支撑块7，支撑块7沿框架6的长度方向设置，支撑块7安装在框架6上，与框架6相邻的协同处理反应器与对应侧的支撑块7相连。

如图4所示：协同处理反应器包括介质电极1、催化模块2以及电源，介质电极1与催化模块2间隔并正对设置，并在介质电极1与催化模块2之间形成进气通道，进气通道的一侧封闭，另一侧为进气口，各进气口均与风筒12的进气腔连通，催化模块2的催化剂载体为导电材质，催化剂载体上设置有若干排气通道，电源的两极分别与介质电极1和催化剂载体导通。协同处理反应器以催化剂载体作为电极，介质电极1与催化模块2之间间隔设置，形成了进气通道，污染气体由进气通道的一侧进入到催化模块2与介质电极1之间，并通过催化剂载体后排出，通过增加介质电极1和催化模块2的长度，即可增加进气通道的长度，进而增加了污染气体的输送速度和处理速度，且直接以催化剂载体作为一个电极，使放电更加稳定，且放电产生的等离子体能够直接与催化模块2的催化剂作用，保证污染气体的处效果好。介质电机1与框架6之间绝缘设置，催化模块2与框架6之间导通。

在本实施例中，催化模块2有设置在介质电极1两侧的两块，两块催化模块2间隔设置，介质电极1设置在两催化模块2的中部，介质电极1的两侧分别与对应侧的催化模块2正对设置，介质电极1为扁平状，以增加介质电极1与催化模块2的正对面积。催化模块2与介质电极1均水平设置，催化模块2与介质电极1的长度根据需要设置，催化模块2与介质电极1的长度越长，则进气通道的长度越长，污染气体的进气量和处理速度越快，在本实施例中，催化模块2与介质电极1的长度以协同处理反应模块14能够覆盖风筒12的横截面为准。催化模块的催化剂载体为泡沫镍或泡沫钛，既能够实现导电，又能够供气体通过并与催化模块2的催化剂接触。催化模块2的内侧与进气通道连通，外侧与相邻的出气口连通。

协同处理反应器还包括封槽3以及模块支架4，封槽3的开口朝上设置，封槽3平行于介质电极1设置。各催化模块2与封槽3对应侧的竖直部301之间均设置有模块支架4，模块支架4为角钢，模块支架4与封槽3对应侧的竖直部301固定连接，模块支架4的顶部水平设置，并在模块支架4的顶部形成支撑部401，支撑部401低于竖直部301的顶部设置，各催化模块2均安装在支撑部401的上侧，催化模块2的底部支撑在支撑部401上，外侧支撑在对应侧的竖直部301内侧。

模块支架4与封槽3之间即可以通过焊接的方式连接，也可以采用螺栓连接或铆接的方式连接。

各催化模块2的顶部均与对应的封板9固定连接，靠近框架6的封板9设置在支撑块7的上侧，并与支撑块7固定连接。

如图6~7所示：介质电极1包括绝缘管101以及导电管103，绝缘管101和导电管103的截面均为椭圆形，以增大介质电极1与两侧的催化模块2的正对面积。绝缘管101和导电管103均一端封闭设置，绝缘管101为无机材料介质管，导电管103为金属管。导电管103设置在绝缘管101内，且导电管103的封闭端与绝缘管101的封闭端位于同一侧。

介质电极1还包括导电粉末填层102，绝缘管101的内壁与导电管103的外壁间隔设置，导电管103的封闭端与绝缘管101的封闭端也间隔设置，在绝缘管101与导电管103之间填充有导电粉末，形成导电粉末填层102。在本实施例中，导电粉末为金属粉末。

在本实施例中，导电管103的敞口端也位于绝缘管101内，导电管103的敞口端与绝缘管101内壁之间设置有封胶105，从而将导电粉末封在绝缘管101和导电管103之间。

介质电极1还包括接电引线106，接电引线106的一端与导电管103的敞口端连接并导通，另一端伸出绝缘管101，以方便与电源连接。

介质电极1还包括接管104，接管104设置在绝缘管101的封闭端，接管104的与绝缘管101的封闭端连接，从而方便介质电极1的安装。

在本实施例中，电源8为高频高压电极。电源8的一个电极同时与各介质电极1的接电引线106连接并导通，另一个电极与框架6连接并导通，框架6和支撑块7均为导电的金属材质，并通过框架6、支撑块7、封板9以及封槽3与各催化模块2的催化剂载体导通。

本等离子放电协同催化废气处理装置的工作过程如下：协同处理模块14通过安装口安装在风筒12内，框架6连通协同处理反应器穿过安装口并伸入到风筒12内，框架6覆盖整个风筒12的横截面，以将风筒12的内腔分隔成上部的进气腔和下部的排气腔，安装板5与风筒12通过螺栓可拆卸的连接，罩盖10将安装板5和框架6罩设在内。

电源的一个电极与催化模块2的催化剂载体导通，另一个电极与接电引线106导通。污染气体由框架6的上侧进入，并由框架6的下侧排出，放电协同催化反应器分别对污染气体进行处理。各放电协同催化反应器的具体处理过程为：污染气体由介质电极1与催化剂模块2进入到进气通道内，催化剂载体与介质电极1之间放电并产生等离子体，产生的等离子体直接与催化模块2的催化剂协同处理污染气体，污染气体穿过催化模块2并处理后，由催化模块2的另一侧排出，并进入到出气口内，经出气口排出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种等离子放电协同催化废气处理装置，其特征在于：包括风筒（12）、电源（8）以及协同处理模块（14），协同处理模块（14）设置在风筒（12）内，协同处理模块（14）并排设置有若干块，协同处理模块（14）将风筒（12）内腔分隔成进气腔和排气腔，电源（8）设置在风筒（12）的外侧，各协同处理模块（14）均连接有独立的电源（8）；

所述协同处理模块（14）包括安装架以及安装架上的协同处理反应器，协同处理反应器并排设置有若干个，各协同处理反应器的进气口均与进气腔连通，各协同处理反应器的出气口均与排气腔连通；

所述的协同处理反应器包括介质电极（1）以及催化模块（2），介质电极（1）与催化模块（2）间隔并正对设置，并在介质电极（1）与催化模块（2）之间形成进气通道，进气通道的一侧封闭，另一侧为所述进气口，催化模块（2）的催化剂载体为导电材质，催化剂载体上设置有若干与相邻的出气口连通的排气通道，电源的两极分别与介质电极（1）和催化剂载体导通；催化模块（2）的催化剂载体为泡沫镍或泡沫钛；

所述的催化模块（2）有对称设置在介质电极（1）两侧的两块，并在介质电极（1）的两侧均形成进气通道；

还包括封槽（3），封槽（3）的开口朝上设置，封槽（3）的两侧分别与对应侧的催化模块（2）相连；

封槽（3）平行于介质电极（1）设置，各催化模块（2）与封槽（3）对应侧的竖直部（301）之间均设置有模块支架（4），模块支架（4）为角钢，模块支架（4）与封槽（3）对应侧的竖直部（301）固定连接，模块支架（4）的顶部水平设置，并在模块支架（4）的顶部形成支撑部（401），支撑部（401）低于竖直部（301）的顶部设置，各催化模块（2）均安装在支撑部（401）的上侧，催化模块（2）的底部支撑在支撑部（401）上，外侧支撑在对应侧的竖直部（301）内侧。

2.根据权利要求1所述的等离子放电协同催化废气处理装置，其特征在于：所述的协同处理模块（14）沿风筒（12）并排设置有若干层，每层协同处理模块（14）均包括对称设置在风筒（12）两侧的两组。

3.根据权利要求1或2所述的等离子放电协同催化废气处理装置，其特征在于：还包括机架（16），机架（16）的中部设置有风筒安装部（1602），机架（16）的两侧均设置有若干电源安装部（1601），风筒（12）安装在风筒安装部（1602）上，电源（8）安装在对应的电源安装部（1601）上。

4.根据权利要求1所述的等离子放电协同催化废气处理装置，其特征在于：所述的安装架包括框架（6）以及安装板（5），协同处理反应器设置在框架（6）内，安装板（5）与框架（6）固定连接，风筒（12）的侧部设置有若干安装口，安装板（5）与风筒（12）可拆卸的连接，安装板（5）将对应的安装口封闭。

5.根据权利要求1所述的等离子放电协同催化废气处理装置，其特征在于：每相邻的所述协同处理反应器之间的顶部封闭设置，并在相邻的两协同处理反应器之间形成朝下的出气口。

6.根据权利要求1所述的等离子放电协同催化废气处理装置，其特征在于：所述的介质电极（1）包括导电管（103）以及绝缘管（101），绝缘管（101）套设在导电管（103）外，导电管（103）与电源（8）对应的电极导通。

7.根据权利要求6所述的等离子放电协同催化废气处理装置，其特征在于：所述的介质电极（1）还包括导电粉末填层（102），导电管（103）和绝缘管（101）间隔设置，在绝缘管（101）和导电管（103）之间填充有导电粉末，形成导电粉末填层（102）。

Images