CN213610668U - 一种低温等离子体协同光催化降解臭气的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，包括真空泵，所述真空泵接通低温等离子体协同光催化反应器，所述低温等离子体协同光催化反应器外设有紫外线灯，所述低温等离子体协同光催化反应器接通碱性吸收装置；所述低温等离子体协同光催化反应器包括：外层介质筒，所述外层介质筒上设置有第一接口和第二接口，且真空泵接通第一接口；中心高压极，所述中心高压极设置在外层介质筒内。其主反应器结构简单，便于安装拆卸，套筒式的设计有效节约了占地空间；采用线筒式双介质阻挡放电，臭气进入低温等离子体放电区域被降解途中，不与高压电极接触，有效避免了气体对高压电极的腐蚀，延长了反应器的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及臭气降解技术领域，具体为一种具有对于臭气进行协同处理结构的系统。
背景技术
恶臭是一种感觉公害，已成为世界上七种环境公害之一(大气污染、水质污染、土壤污染、噪声、振动、土地下沉、恶臭)，极大地危害着人们的身体健康和生活的安宁舒适。恶臭物质多达40～50多万种，其中主要成分是含硫化物、含氮化物、含氧化物、卤素衍生物和各种烃类，其对人体造成的危害在七种环境公害中居于第二位，仅次于噪声。恶臭气体对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经精神系统都会造成影响，高浓度的恶臭还可使接触者发生肺水肿甚至窒息死亡。
恶臭气体控制技术可分为过程控制与末端治理。过程控制技术是指生产设备与工艺技术的改进，即实行清洁生产，这也是从源头上减少恶臭气体产生的最根本方法，但实际生产中，许多现有工艺与技术难于进行过程控制(如养殖场产生的恶臭气体)，此时就必须采用末端治理技术。目前常被用于恶臭废气治理的方法有吸附法、吸收法、冷凝法、燃烧法、生物法等。相比于传统恶臭气体污染治理技术，低温等离子体法具有启停方便、响应快、降解效率高、不产生液体污染、占地面积小等优势，特别适用于大风量、低浓度、强异味的含硫化氢、氨气等恶臭气体处理。
低温等离子体法净化恶臭废气的原理是通过电子束照射或气体放电获得低温等离子体，其中含有一定数量和密度的高能电子及由高能电子激励所产生的羟基自由基、O(3P)，O(1D)，HO2等活性粒子，之后这些高能电子与活性粒子和紫外光的作用将废气中的恶臭物质氧化成SO2，CO2，H2O等其它无害物或低毒物。然而在前期的研究中，仍然存在着一些问题，例如二次污染物如氮氧化物、臭氧气体等的产生，反应器放电间隙产生的可见光、紫外光的浪费。为了解决这些问题，获得较高的降解效率，低温等离子体联合技术的发展成为研究热点。针对各工业中所生产的低浓度臭气，将低温等离子体技术与光催化氧化技术相结合，采用两者的协同作用提高净化性能、降低工艺能耗，末端采用碱液吸收的方法吸收副产物，减少了二次污染，为恶臭污染物的高效去除提供了一种新的方法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，以解决现有技术中对于臭气进行降解效率较低的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，包括真空泵，所述真空泵接通低温等离子体协同光催化反应器，所述低温等离子体协同光催化反应器外设有紫外线灯，所述低温等离子体协同光催化反应器接通碱性吸收装置；
所述低温等离子体协同光催化反应器包括：
外层介质筒，所述外层介质筒上设置有第一接口和第二接口，且真空泵接通第一接口；
中心高压极，所述中心高压极设置在外层介质筒内；
外罩，所述外罩设置在外层介质筒外，外层介质筒通过第二接口接通外罩，且外罩与外层介质筒间设有催化剂；所述外罩通过排气口接通碱性吸收装置。
优选的，所述第二接口设置于第一接口的另一侧，所述排气口设置于第二接口的另一侧。
优选的，所述真空泵和低温等离子体协同光催化反应器间设有流量计。
优选的，所述外罩为石英玻璃套筒。
优选的，所述外层介质筒外设置有接地导线，且接地导线均匀的缠绕在外层介质筒上。
优选的，所述中心高压极外设置有内层介质筒。
优选的，所述催化剂为二氧化钛颗粒物。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：设计了一种适用于各类臭气污染物处理的低温等离子体协同光催化的降解系统，其主反应器结构简单，便于安装拆卸，套筒式的设计有效节约了占地空间；采用线筒式双介质阻挡放电，臭气进入低温等离子体放电区域被降解途中，不与高压电极接触，有效避免了气体对高压电极的腐蚀，延长了反应器的使用寿命。
低温等离子体发生装置外层介质筒采用石英玻璃材质，放电时产生的紫外光透过外介质层，被套筒内的光催化剂二氧化钛利用，避免了能量的浪费；低温等离子体产生装置上将第一接口与排气口设置在同一侧，增加了反应停留时间，有效提高臭气污染物的降解效率。同时尾气采用碱液吸收，从而减少二次污染物的排放。
附图说明
图1为本实用新型低温等离子体协同光催化降解臭气的系统示意图。
图2为本实用新型低温等离子体协同光催化降解臭气的系统示意图。
图3为本实用新型低温等离子体协同光催化降解臭气的系统低温等离子体协同光催化反应器示意图。
1、真空泵；2、流量计；3、低温等离子体协同光催化反应器；4、紫外线灯；5、碱性吸收装置；6、外层介质筒；7、外罩；8、内层介质筒；9、中心高压极；10、接地导线；11、第一接口；12、第二接口；13、排气口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，包括真空泵1，真空泵1接通低温等离子体协同光催化反应器3，且真空泵1和低温等离子体协同光催化反应器3间设有流量计2，这样输进反应器内的臭气的量就可以得到调整。低温等离子体协同光催化反应器3外设有紫外线灯4，紫外线灯4的光线直接照射外罩7，低温等离子体协同光催化反应器3接通碱性吸收装置5，其内置的碱吸收液可以为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氢氧化钠等溶液，对反应的剩余副产物进行去除，从而完成降解。
低温等离子体协同光催化反应器3包括：
外层介质筒6，外层介质筒6上设置有第一接口11和第二接口12，且真空泵1接通第一接口11。
中心高压极9，中心高压极9设置在外层介质筒6内。中心高压极9可选用不锈钢丝、铜丝、钨丝或镍铬合金丝，通过将中心高压极9接通电源，使得其作为高压电极与进入的臭气发生初步反应。
外罩7，外罩7为石英玻璃套筒，保证紫外线灯4的光线能够穿透外罩7。外罩7设置在外层介质筒6外，外层介质筒6通过第二接口12接通外罩7，且外罩7与外层介质筒6间设有催化剂，催化剂为二氧化钛颗粒物，从而配合紫外线灯4的照射完成光催化反应，二氧化钛颗粒物均匀的分布于外罩7 内，对于输入的臭气进行二段反应，保证降解的效果，二氧化钛颗粒物是由各类基质负载的二氧化钛物质或独立的二氧化钛颗粒物；外罩7通过排气口 13接通碱性吸收装置5。
第二接口12设置于第一接口11的另一侧，排气口13设置于第二接口12 的另一侧，这样第一接口11与排气口13就处于同一个方向，使得通过真空泵1进入的臭气将完整的流过外层介质筒6的内腔以及外罩7与外层介质筒6 间的空腔，保证臭气得到完整的二重处理。
外层介质筒6外设置有接地导线10，且接地导线10均匀的缠绕在外层介质筒6上，保证整个装置的使用安全。
为了防止臭气直接与中心高压极9接触，造成对于中心高压极9的腐蚀，致使放电效果受到影响。中心高压极9外设置有内层介质筒8，避免臭气影响中心高压极9使用寿命。
工作原理：等离子体去除恶臭是通过三个途径实现的:一个是气体进入外层介质筒6中，在中心高压极9放出的高能电子的瞬时高能量作用下，通过碰撞将能量转移到臭气污染物的分子或原子中，而获得能量的分子或原子即被激发，同时部分分子会被电离为活性基团；
二是气体沿着第二接口12进入外罩7与外层介质筒之间，在透过石英玻璃套筒的紫外线光的作用下，活性基团从高能激发态向下跃迁时，紫外光子可以直接与有害气体反应使得气体分子键断裂从而得以降解；
三是催化剂活性粒子作用，它可直接降解气态污染物，也可与空气、水蒸气和其他分子作用产生新的自由基和激发态物质，从而将有机物进一步降解为CO、CO2、H2O、SO2、低分子酸、酸等；光催化则是利用紫外光来激发二氧化钛半导体，利用它们产生的电子和空穴来参加氧化—还原反应，这些被俘获的电子和空穴分别扩散到微粒的表面，从而产生了强烈的氧化还原势，将经过低温等离子体处理后剩余的臭气污染物和产生的二次污染物如臭氧等降解；
末端碱性吸收溶液将前端工艺处理后产生的副产物如二氧化硫吸收，减少污染，从而完成整个处理过程。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，其特征在于：包括真空泵(1)，所述真空泵(1)接通低温等离子体协同光催化反应器(3)，所述低温等离子体协同光催化反应器(3)外设有紫外线灯(4)，所述低温等离子体协同光催化反应器(3)接通碱性吸收装置(5)；
所述低温等离子体协同光催化反应器(3)包括：
外层介质筒(6)，所述外层介质筒(6)上设置有第一接口(11)和第二接口(12)，且真空泵(1)接通第一接口(11)；
中心高压极(9)，所述中心高压极(9)设置在外层介质筒(6)内；
外罩(7)，所述外罩(7)设置在外层介质筒(6)外，外层介质筒(6)通过第二接口(12)接通外罩(7)，且外罩(7)与外层介质筒(6)间设有催化剂；所述外罩(7)通过排气口(13)接通碱性吸收装置(5)。
2.根据权利要求1所述的低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，其特征在于：所述第二接口(12)设置于第一接口(11)的另一侧，所述排气口(13)设置于第二接口(12)的另一侧。
3.根据权利要求1所述的低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，其特征在于：所述真空泵(1)和低温等离子体协同光催化反应器(3)间设有流量计(2)。
4.根据权利要求1所述的低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，其特征在于：所述外罩(7)为石英玻璃套筒。
5.根据权利要求1所述的低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，其特征在于：所述外层介质筒(6)外设置有接地导线(10)，且接地导线(10)均匀的缠绕在外层介质筒(6)上。
6.根据权利要求1所述的低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，其特征在于：所述中心高压极(9)外设置有内层介质筒(8)。
7.根据权利要求1所述的低温等离子体协同光催化降解臭气的系统，其特征在于：所述催化剂为二氧化钛颗粒物。
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| CN113877951A (zh) * | 2021-07-21 | 2022-01-04 | 沈阳工业大学 | 一种旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置 |
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2020
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