CN211988008U - 一种处理臭气、废气的新型离子催化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种处理臭气、废气的新型离子催化设备，主要由设备箱体、DDBD模块、催化剂载体板等组成；初效过滤器、丝网除雾器、催化剂载体板、活性炭过滤层，在设备中呈相互平行的抽插式连接。本发明在DDBD低温等离子设备的放电灯管后，设催化剂载体板，有利于进一步将等离子体破碎的VOC有机物质及臭气分子碎片氧化，提高等离子体的处理效率；在催化剂载体板后，设有活性炭过滤层，有利于进一步将臭气、废气净化。本发明之处理臭气、废气的离子催化设备,大大提高了对臭气、废气的处理效率。

Description

一种处理臭气、废气的新型离子催化设备

技术领域

本实用新型属于环保技术，具体地说是一种臭气、废气的处理设备。

背景技术

污水、垃圾、食品加工、有机堆肥发酵等，因生化作用而产生恶臭的气体，恶臭气体中含有低浓度的无机废气（如硫化氢、VOC、氨气等）或有机废气，臭气无量纲浓度达≥5000。

处理低浓度恶臭气体的现有技术是：或是单独采用双介质遮挡放电低温等离子（以下简称“DDBD装置”）进行处理，或是单独采用光催化装置进行处理。这两种装置处理臭气、废气都存在效率不高的问题。以DDBD装置为例，其缺点是：

1、其对低浓度恶臭气体处理时，虽然低温等离子对VOC物质、臭气分子的破坏能力够大，但由于分子被破碎后没有完全被装置产生的臭氧氧化，大部分分子碎片，尤其是烃类物质，与羟基自由基的反应占了绝大多数的反应机会（行业用语“高级氧化”），故该技术的处理效率不高；

2、VOC物质、臭气分子被破碎后，一部分碎片会重新组合，生成新的更大的有机分子，这会产生新的臭气物质，并没有向二氧化碳方向转移；

3、DDBD设备的灯管，在运行时会产生兰光，该兰光是个混合波长的光源。相关的研究（武汉理工大学2007年硕士学位论文名称《介质阻挡放电电源和放电特性及其应用的研究》）认为：DDBD驱动产生的紫外准分子辐射光源，其波长可覆盖真空紫外、紫外和可见等光谱区，且不产生辐射的自吸收，是一种高效率、高强度的单色光源。准分子是一种很脆弱地结合起来的不稳定的激发态分子，在纳秒内即可衰变到基态。当它们从激发态跃迁到基态时，激发能即以紫外和真空紫外辐射的方式释放。利用这种与UV光相同的光源照射纳米二氧化钛催化剂载体板，也可以使纳米二氧化钛在基材表面产生电子跃迁，产生与光催化原理一样的效果。

现有技术中还有一种处理臭气的设备：采用“DDBD装置+光催化装置”——将此两种装置串联使用，但事实证明，这种串联起来使用的臭气设备，依然存在明显的缺点：

1、“DDBD装置+光催化装置”串联使用，并不能最大程度地发挥二者的效率：废气经过DDBD装置后，1秒后才到达光催化装置，这时候光催化装置处理的有机污染物分子，已经不完全是收集的臭气的工况；而另一些经过DDBD装置处理后的分子碎片与氧、羟基自由基重新组合后形成新的物质分子，这些分子与有些收集的废气的污染物质相似，大部分的物质已经转化为分子量更大的有机分子，所以光催化装置的效率很低，没有实现“1+1=2”的效果，效果反而是＜2；

2、“DDBD装置+光催化装置”串联使用，增大了占地面积，增加了设备投资。

发明内容

为解决现有工业处理臭气、废气技术中存在的问题，本实用新型提供一种工业处理臭气、废气效率更高、成本更低的等离子催化处理设备。

本发明是一种处理臭气、废气的新型离子催化设备，其在传统DDBD装置和光催化装置基础上，做出了如下改进：

该离子催化设备，主要由设备箱体7、DDBD模块4、催化剂载体板2、初效过滤器6、丝网除雾器5、活性炭过滤层12组成；设备箱体7的两端分别是废气进口8和新气排出口13；初效过滤器6、丝网除雾器5、催化剂载体板2、活性炭过滤层12，在设备箱体7内腔中,初效过滤器（6）、丝网除雾器（5）、催化剂载体板（2）、活性炭过滤层（12），呈相互平行的抽插式连接；

所述初效过滤器（6）,位于设备箱体（7）内腔之靠近废气进口（8）端。其作用是：处理臭气、无机废气时，能保持DDBD等离子放电灯管10表面长期清洁，效率稳定；

所述丝网除雾器（5）,位于初效过滤器（6）的后方。其作用是：对臭气、无机废气中的颗粒物进行过滤，以免在DDBD灯管栅11表面沉积，影响灯管栅的放电效果；该丝网除雾器5，采用丝径规格范围0.08mm～0.30mm的圆丝，单股编织或多股编织、金属丝与非金属丝编织而成,厚度90～100mm；

所述催化剂载体板2，是铝蜂窝板或镍基网、陶瓷泡沫板、陶瓷颗粒球中的一种；催化剂为纳米二氧化钛催化剂。

该催化剂载体板（2）,位于DDBD灯管栅（10）的后方90～100mm处,DDBD灯管栅（11）可发兰光照射到催化剂载体板（2）。其作用是:催化剂载体板2上负载的纳米二氧化钛催化剂，在DDBD灯管栅11发出的兰光照射下，产生的跃迁电子与电子空穴之间的电压，对经过DDBD分解后的臭气碎片，进一步进行分子结构的破碎，使这些碎片进一步与臭氧、羟基自由基反应，生成低害或无害的物质。

所述活性炭过滤层12,位于催化剂载体板2的后方,靠近新气排出口13端。其作用是：进一步将废气净化。

所述DDBD模块4，又称“DDBD低温等离子高压模块”，由放电模块和驱动电源模块组成。放电模块是由多根DDBD等离子放电灯管10和固定安装这些灯管的金属框架组成，其位于催化剂载体板2近旁；驱动电源模块位于设备箱体7的表面。驱动电源模块与放电模块之间为电连接。DDBD模块4的作用是：利用放电模块产生的可见光做为光催化板上载体纳米二氧化钛产生电子跃迁的激发光源，使纳米二氧化钛材料产生电子空穴、电子，两者之间的电压是活化污染物质分子结构、降低污染物质与臭氧反应的起始条件的重要因素；

放电模块由石英玻璃管做为阻挡介质，高精度纯铜管做为内置电源。

驱动电源模块由逆变器、调频器、过电流保护等组成，为放电模块提供电源。

DDBD模块4的放电模块和驱动电源，系市场销售的厂家成套产品，将之应用于本发明。

该等离子催化处理臭气设备的工作原理和有益效果是：利用DDBD等离子放电灯管10点亮后发出的光，催化剂载体板2上负载的纳米二氧化钛催化剂在光照下发生电子跃迁（催化反应），与电子穴之间产生一定的电压差，使得电子得到能量，可有效地降低被催化剂载体板吸附在表面的污染物质与臭氧、羟基自由基反应的起始能量，有利于污染物质被彻底氧化，提高了设备的处理效率。

由于经过DDBD模块4、纳米二氧化钛催化剂载体板2处理后的废气物质，一部分变成了二氧化碳和水，另一部分则变成了分子结构较大的焦油类分子，这部分分子的气味较大。为此，再采用活性炭过滤层12对这部分焦油类分子进行吸附。由于这部分焦油类物质的浓度非常低，所以活性炭过滤层12的更换周期可以很长。

本发明利用DDBD等离子放电灯管10在点亮后发出的光，用来激发纳米二氧化钛催化剂(与光催化装置中纳米二氧化钛在紫外灯管的紫外光激发纳米二氧化钛催化剂的原理相同)，这样将两个装置的两个核心技术串联组合在一个设备内，有效的减少了设备投资（设备成本降低了50%以上）和占地面积，更重果的是，大大提高了对废气的处理效率。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

附图说明

图1、本实施例之等离子催化处理设备的整体构造

图中，1是滑道，2是纳米催化剂载体板，3是电线，4是DDBD模块，5是丝网除雾器，6是初效过滤器，7是设备箱体，8是废气进口，9是设备支架，10是DDBD等离子放电灯管，11是DDBD灯栅，12是活性炭过滤层，13是排出口。

具体实施方式

实施例 一种等离子催化处理设备

图1显示了本实施例的等离子催化处理设备的构造示意图

本实施例之等离子催化处理设备，其构造如图1所示，设备箱体7是一个横放的桶状，废气进口8和排出口13位于设备箱体7的两端；设备箱体7下方有设备支架9。

设备箱体7的圆形内壁上，垂直固定着几个圆形滑道1,各滑道上分别依次安装着垂直排列的初效过滤器6、丝网除雾器5、催化剂载体板2、活性炭过滤层12。

以一个污水处理厂的臭气处理为例，本实施例等离子催化处理设备的收集臭气风量为2000m3/h：设计设备箱体7外形尺寸为：950cm*800cm*900cm；

初效过滤器6、丝网除雾器5、催化剂载体板2、活性炭过滤层12之间的相邻距离分别为:初效过滤器6、丝网除雾器5之间200cm;丝网除雾器5、催化剂载体板2之间75cm;催化剂载体板2、活性炭过滤层12之间300cm。DDBD等离子放电灯管10位于催化剂载体板2旁75cm。

本实施例选用的器件:

DDBD模块4一个：采用普罗科技的PL1705-500，遮挡介质为石英玻璃管，放电极为高精密纯铜管，处理风量600~2000m3/h）;

初效过滤器6,选用G3效率级别，初效过滤器采用表面氧化铝挤型材，内部铺以滤料骨架，整体结构紧凑，重量轻，易于安装、拆卸。滤料采用优质聚酯合成纤维，其进风面蓬松，出封面紧实，在保证效率的同时，提供了较大的容尘量。合理的滤芯褶数设计，可增加有效的过滤面积，同时降低阻力，增加容尘量。

丝网除雾器5，采用丝径规格范围0.08mm～0.30mm的圆丝，单股编织、多股编织、金属丝与非金属丝（各种纤维）编织而成。根据需要，可在丝网上压制成各种式样规格的波纹形。用金属框制作成一个符合设计要求的丝网除雾器5，厚度100mm。

活性炭过滤层12,采用金属框、金属丝网、活性炭颗粒按活性炭箱体内部尺寸，设计制成外形可以插及装置内，厚度100mm。

本发明处理无机废气（如硫化氢、氨气等，VOC）时，为了保证DDBD放电灯管表面长期保持清洁，效率稳定，所以废气在进入DDBD灯栅11之前,需要预先进行初效过滤器6除尘；

由于经过DDBD模块4、纳米催化剂载体板处理后的废气物质，一部分变成了二氧化碳和水，另一部分则变成了分子结构较大的焦油类分子，这部分分子的气味较大，影响处理后排放气的臭气无量纲浓度检测值，因此有必要进行处理后排放，故采用一个活性炭过滤层12对这部分焦油类分子进行吸附，是合适简便的方法。由于这部分焦油类物质的浓度非常低，所以活性炭过滤层12的更换周期可以很长。

由于废气中的水份含量对等离子处理废气物质的效率有较大影响，所以需要对废气进行除水份处理，采用一个金属丝网除雾层5，废气经过除雾层后，废气中的小水滴被去除；

以上部件按内部装配图安装在制作好的设备箱体7内，一台等离子催化除臭设备就就此完成。

Claims (4)

1.一种处理臭气、废气的新型离子催化设备，其特征在于：主要由设备箱体(7)、初效过滤器（6）、丝网除雾器（5）、DDBD模块（4）、催化剂载体板（2）、活性炭过滤层（12）组成；设备箱体(7)的两端分别是废气进口（8）和新气排出口（13）；在设备箱体（7）内腔中,初效过滤器（6）、丝网除雾器（5）、催化剂载体板（2）、活性炭过滤层（12），呈相互平行的抽插式连接；

所述初效过滤器（6）,位于设备箱体（7）内腔之靠近废气进口（8）端；

所述丝网除雾器（5）,位于初效过滤器（6）的后方；

所述活性炭过滤层（12）,位于催化剂载体板（2）的后方,靠近新气排出口（13）端；

所述DDBD模块（4），由放电模块和驱动电源模块构成，二者之间电连接：放电模块位于催化剂载体板（2）近旁；驱动电源模块，位于设备箱体(7)的表面。

2.根据权利要求1所述处理臭气、废气的新型离子催化设备，其特征在于：

所述催化剂载体板（2）位于DDBD等离子放电灯管（10）后90～100mm处。

3.根据权利要求1所述处理臭气、废气的新型离子催化设备，其特征在于：

所述催化剂载体板（2），是铝蜂窝板或镍基网、陶瓷泡沫板、陶瓷颗粒球之一种；催化剂为纳米二氧化钛催化剂。

4.根据权利要求1所述处理臭气、废气的新型离子催化设备，其特征在于：

所述丝网除雾器（5），采用丝径规格范围0.08mm～0.30mm的圆丝，单股编织或多股编织、金属丝与非金属丝编织而成,厚度90～100mm。

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