CN206064113U

CN206064113U - 一种基于等离子体反应器的净化装置

Info

Publication number: CN206064113U
Application number: CN201620836355.9U
Authority: CN
Inventors: 王泳; 陈双艳
Original assignee: Suzhou Cloud White Environmental Equipment Ltd By Share Ltd
Current assignee: Suzhou Cloud White Environmental Equipment Ltd By Share Ltd
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2026-08-04

Abstract

本实用新型揭示了一种基于等离子体反应器的净化装置，其包括废气输入管、与废气输入管连通的风机、与风机连通的喷淋塔、与喷淋塔连通的反应箱、与反应箱连通的雾化塔以及与雾化塔连通的排气管，反应箱内设置有若干等离子反应装置，等离子反应装置包括中空的且呈圆环筒形的双层石英套管、固定在双层石英套管中央的内电介质以及包裹在双层石英套管外表面的外电介质，双层石英套管包括内管以及与内管形成封闭腔体的外管，内管的长度大于外管的长度，腔体内填充有氪、氯、溴、氩、氟或碘中的一种或多种混合气体。本实用新型处理效率高、氧化降解能力强、反应时间短、受温湿度影响小且没有二次污染。

Description

一种基于等离子体反应器的净化装置

【技术领域】

本实用新型属于有毒有害气体处理技术领域，特别是涉及一种基于等离子体反应器的净化装置。

【背景技术】

甲苯是一种有毒有害的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，以下简称VOCs)，来源广泛。目前，对于低浓度的甲苯气体(浓度<1000mg/m3)，传统的方法：吸附、燃烧等由于能量消耗导致的高的处理费用都不太适合。生物法处理低浓度高流速的甲苯废气相对经济，但占地面积大而限制了其应用。

由于高的能量利用率，介质阻挡放电技术已广泛用于VOCs的降解。然而，副产物如O₃、NO_x等的形成导致二次污染。等离子体技术已被广泛应用在各个领域，如用于化学合成、材料表面改性和大规模集成电路的刻蚀等。目前，随着对等离子体的深入研究，介质阻挡放电也被用于工业废气治理上，等离子体发生器的结构也在不断变化，由于工业废气成分复杂，一些腐蚀性气体会腐蚀电极，废气中的含有水气会影响介质阻挡放电的放电特性，限制了介质阻挡放电在工业废气治理上的应用，因此研究介质阻挡放电在工业治污上的应用是很有价值的。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种基于等离子体反应器的净化装置，处理效率高、氧化降解能力强、反应时间短、受温湿度影响小且没有二次污染。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种基于等离子体反应器的净化装置，其包括废气输入管、与所述废气输入管连通的风机、与所述风机连通的喷淋塔、与所述喷淋塔连通的反应箱、与所述反应箱连通的雾化塔以及与所述雾化塔连通的排气管，所述反应箱内设置有若干等离子反应装置，所述等离子反应装置包括中空的且呈圆环筒形的双层石英套管、固定在所述双层石英套管中央的内电介质以及包裹在所述双层石英套管外表面的外电介质，所述双层石英套管包括内管以及与所述内管形成封闭腔体的外管，所述内管的长度大于所述外管的长度，所述腔体内填充有氪、氯、溴、氩、氟或碘中的一种或多种混合气体。

进一步的，还包括设置在所述喷淋塔与所述反应器之间的吸附装置以及与所述反应箱电气连通的控制装置。

进一步的，所述外电介质包括不锈钢片、完全包裹在所述不锈钢片表面的阻挡介质层。

进一步的，所述阻挡介质层包括位于里层的软质橡胶和位于外层的聚四氟乙烯层。

进一步的，所述内管的管长为250mm、外径为30mm、厚度为2mm。

进一步的，所述外管的管长为140mm、外径为38mm、厚度为2mm。

进一步的，所述内电介质为石英管，外径为4～6mm。

进一步的，所述内电介质与所述外电介质之间电气连接有高压电源。

进一步的，所述反应箱包括收容所述等离子反应装置的箱体、与所述吸附装置连通的第一集成管以及与所述雾化塔连通的第二集成管。

进一步的，所述第一集成管、所述第二集成管上设置有与每个所述等离子反应装置连通的分管，所述分管上设置有电动阀，所述电动阀与所述控制装置电气连接。

与现有技术相比，本实用新型一种基于等离子体反应器的净化装置的有益效果在于：处理效率高、氧化降解能力强、反应时间短、受温湿度影响小且几乎没有二次污染。具体的，

1)能够有效的降解硫化氢气体，硫化氢的去除率达90％以上；

2)适用气体浓度范围大、占地面积小、操作简单、能耗低且不需任何药剂费；

3)能够在一个高压电源作用下同时激发出等离子体和紫外光；

4)在反应箱的进气口与出气口处设置第一传感器与第二传感器，可实时了解反应器内的降解情况，一方面根据降解情况科学合理的选择需要工作的等离子反应装置个数，节约能耗，另一方面可以对采集的数据进行处理和分析，监控该净化系统的净化效率。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中等离子反应装置的结构示意图；

图中数字表示：

1废气输入管；2风机；3喷淋塔；4吸附装置；5反应箱，51箱体，52等离子反应装置，521双层石英套管，5211内管，5212腔体，5213外管，522内电介质，523外电介质，524高压电源，53第一集成管，54第二集成管，55分管，56电动阀；6雾化塔；7排气管；8控制装置；9第一传感器；10第二传感器。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1、图2，本实施例为基于等离子体反应器的净化装置，其包括废气输入管1、与废气输入管1连通的风机2、与风机2连通的喷淋塔3、位于喷淋塔3下方的吸附装置4、与吸附装置4连通的反应箱5、与反应箱5连通的雾化塔6、与雾化塔6连通的排气管7以及与反应箱5电气连通的控制装置8。

反应箱5包括箱体51、固定在箱体51内的若干个独立的等离子反应装置52、与吸附装置4连通的第一集成管53以及与雾化塔6连通的第二集成管54。第一集成管53、第二集成管54上设置有与每个等离子反应装置52连通的分管55，每个分管55上设置有电动阀56。电动阀56与控制装置8电气连接。

第一集成管53内靠近吸附装置4一端设置有检测颗粒物与有机物含量的第一传感器9，第二集成管54内靠近雾化塔6的一端设置有检测颗粒物与有机物含量的第二传感器10。第一传感器9、第二传感器10与控制装置8电气连接。控制装置8中设置有数据通讯模块，且能与上位机进行无线通讯。

由于风机2的风量可达到10m³/s，反应箱5也必须要产生足够的等离子体与污染气体作用才能将污染物降解，因此，在反应箱5中设置了多个等离子反应装置52，每个等离子反应装置52相互独立，独立工作，可以根据厂房中机器的工作情况，自动或手动选择需要几台等离子反应装置52工作，这样便可以节约能源，也可以増加等离子反应装置52的使用寿命。

等离子反应装置52包括中空的且呈圆环筒形的双层石英套管521、固定在双层石英套管521中央的内电介质522以及包裹在双层石英套管521外表面的外电介质523。

双层石英套管521包括内管5211以及与内管5211形成封闭腔体5212的外管5213。内管5211的长度大于外管5213的长度。腔体5212内填充有氪、氯、溴、氩、氟或碘中的一种或多种混合气体，内管5211的管长为250mm、外径为30mm、厚度为2mm，外管5213的管长为140mm、外径为38mm、厚度为2mm。

内电介质522为石英管，外径为4～6mm。外电介质523包括不锈钢片、完全包裹在不锈钢片表面的阻挡介质层。阻挡介质层为双层结构且包括位于里层的软质橡胶和位于外层的聚四氟乙烯层。外电介质523采用双介质阻挡层结构，利用阻挡介质层将不锈钢片完全包裹起来，将外电介质523两端的电极连接在一起并用导线引出，这样可以防止不锈钢片封闭不实而造成的拉弧现象。

内电介质522与外电介质523之间电气连接有高压电源524。当将内电介质522与外电介质523之间接通高压电源524后，内管5211与内电介质522之间便产生了等离子体和紫外光辐射，用于降解气体。

由于从厂房出来的废气温度可达到80℃以上，如果这么高温度的气体直接进入等离子反应装置52中，将会对等离子体放电特性产生影响，由于等离子反应装置52中的外电介质523中的介质阻挡层选用的是塑料聚四氟乙烯层，高频气体对塑料的特性也会有一定的影响。因此，本实施例在气体进入等离子反应装置52前，设置了喷淋塔3。喷淋塔3一方面首先将气体进行冷却；另一方面将气体中的一部分能够溶于水的颗粒物溶解除去，形成一次初净化过程。由于经过喷淋塔3后的气体会有水汽，如果直接进入等离子反应装置52，水汽会凝结在内管5211上，而此时一些被降解的颗粒物如果溶入水中，就会凝结成块，对等离子反应装置52的放电将会产生很大的影响。因此，本实施例在喷淋塔3下方设置了吸附装置4。

吸附装置4包括活性吸附层41以及位于活性吸附层41下方的且具有吸水过滤作用的滤水层42。活性吸附层41与滤水层42通过双层的镂空隔板隔开。吸附装置4一方面将气体中的水汽过滤掉；另一方面对气体进行二次初净化。活性吸附层41采用活性炭颗粒。滤水层42采用脱硫除尘空心浮球。

本实施例基于等离子体反应器的净化装置的工作原理为：废气先通过风机2进入到喷淋塔3内，进行冷却和一次初净化；后进入吸附装置4中去除水汽，进行二次初净化；根据第一传感器9与第二传感器10的采集数据，通过控制装置8控制电动阀56实现手动或自动选择等离子反应装置52的工作个数，气体进入等离子反应装置52中进行完全净化；后进入雾化塔6进行降解，使得排放的气体达到排放标准；后经过排气管7排出。

本实施例基于等离子体反应器的净化装置的有益效果在于：

1)对VOCs的处理效率高、氧化降解能力强、反应时间短、受温湿度影响小且几乎没有二次污染；

2)能够有效的降解硫化氢气体，硫化氢的去除率达90％以上；

3)适用气体浓度范围大、占地面积小、操作简单、能耗低且不需任何药剂费；

4)能够在一个高压电源作用下同时激发出等离子体和紫外光；

5)在反应箱5的进气口与出气口处设置第一传感器9与第二传感器10，可实时了解反应器内的降解情况，一方面根据降解情况科学合理的选择需要工作的等离子反应装置52个数，节约能耗，另一方面可以对采集的数据进行处理和分析，监控该净化系统的净化效率。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于等离子体反应器的净化装置，其包括废气输入管、与所述废气输入管连通的风机、与所述风机连通的喷淋塔、与所述喷淋塔连通的反应箱、与所述反应箱连通的雾化塔以及与所述雾化塔连通的排气管，其特征在于：所述反应箱内设置有若干等离子反应装置，所述等离子反应装置包括中空的且呈圆环筒形的双层石英套管、固定在所述双层石英套管中央的内电介质以及包裹在所述双层石英套管外表面的外电介质，所述双层石英套管包括内管以及与所述内管形成封闭腔体的外管，所述内管的长度大于所述外管的长度，所述腔体内填充有氪、氯、溴、氩、氟或碘中的一种或多种混合气体。

2.如权利要求1所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：还包括设置在所述喷淋塔与所述反应器之间的吸附装置以及与所述反应箱电气连通的控制装置。

3.如权利要求1所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：所述外电介质包括不锈钢片、完全包裹在所述不锈钢片表面的阻挡介质层。

4.如权利要求3所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：所述阻挡介质层包括位于里层的软质橡胶和位于外层的聚四氟乙烯层。

5.如权利要求1所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：所述内管的管长为250mm、外径为30mm、厚度为2mm。

6.如权利要求1所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：所述外管的管长为140mm、外径为38mm、厚度为2mm。

7.如权利要求1所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：所述内电介质为石英管，外径为4～6mm。

8.如权利要求1所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：所述内电介质与所述外电介质之间电气连接有高压电源。

9.如权利要求2所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：所述反应箱包括收容所述等离子反应装置的箱体、与所述吸附装置连通的第一集成管以及与所述雾化塔连通的第二集成管。

10.如权利要求9所述的基于等离子体反应器的净化装置，其特征在于：所述第一集成管、所述第二集成管上设置有与每个所述等离子反应装置连通的分管，所述分管上设置有电动阀，所述电动阀与所述控制装置电气连接。