RU2643560C2 - Устройство, система и способ обработки газа - Google Patents

Устройство, система и способ обработки газа Download PDF

Info

Publication number
RU2643560C2
RU2643560C2 RU2014103469A RU2014103469A RU2643560C2 RU 2643560 C2 RU2643560 C2 RU 2643560C2 RU 2014103469 A RU2014103469 A RU 2014103469A RU 2014103469 A RU2014103469 A RU 2014103469A RU 2643560 C2 RU2643560 C2 RU 2643560C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
lamp
photocatalytic element
electrode
gas
Prior art date
Application number
RU2014103469A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014103469A (ru
Inventor
Филипп ПЕТИ
Пьер-Жан ВЬЯЛЛЕ
Алина МАЧУКА
Катрин БАТИО-ДЮПЕЙРА
Жан-Мишель ТАТИ-БУЭ
Эймен Амин АССАДИ
Абделькрим БУЗАЗА
Доминик ВОЛЬБЕРТ
Седрик ВАЛЛЕ
Original Assignee
Компани Эндюстриэль Д'Аппликасьон Термик
Эколь Насьональ Сюперьёр Де Шими Де Ренн
Сантр Насьональ Де Ля Решерш Сьентифик (С.Н.Р.С.)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Компани Эндюстриэль Д'Аппликасьон Термик, Эколь Насьональ Сюперьёр Де Шими Де Ренн, Сантр Насьональ Де Ля Решерш Сьентифик (С.Н.Р.С.) filed Critical Компани Эндюстриэль Д'Аппликасьон Термик
Publication of RU2014103469A publication Critical patent/RU2014103469A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2643560C2 publication Critical patent/RU2643560C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8678—Removing components of undefined structure
    • B01D53/8687—Organic components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultraviolet radiation
    • A61L9/205—Ultraviolet radiation using a photocatalyst or photosensitiser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B01D53/323—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122—Incoherent waves
    • B01J19/123—Ultraviolet light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/80—Type of catalytic reaction
    • B01D2255/802—Photocatalytic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/804—UV light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J2219/0805—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • B01J2219/0807—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges involving electrodes
    • B01J2219/0824—Details relating to the shape of the electrodes
    • B01J2219/0826—Details relating to the shape of the electrodes essentially linear
    • B01J2219/0828—Wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0875—Gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0892—Materials to be treated involving catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma
    • B01J2219/0896—Cold plasma

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к области фотокаталитической очистки газов и может быть использована для уничтожения органических загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе. Устройство (1) для обработки газа содержит диэлектрический канал (2), содержащий: вход (Е) и выход (S) газа; установленную внутри канала (2) ультрафиолетовую лампу (3); электроды (4 и 5); съемный фотокаталитический элемент (6). Электрод (4) расположен на наружной стенке (22) канала (2). Электрод (5) расположен внутри канала (2). Фотокаталитический элемент (6) расположен на внутренней стенке (21) канала (2) и содержит подложку, на которой находится фотокатализатор. Электрод (5) образован спиральной металлической нитью, содержащей витки (51, 52, 53, 54), прижимающие фотокаталитический элемент (6) к внутренней стенке (21) канала (2). Система обработки газа содержит: устройство (1); электрические генераторы (8 и 9) переменного тока; средство создания разрежения. Генератор (8) питает лампу (3). Генератор (9) питает электроды (4 и 5). Обеспечивается повышение эффективности и скорости снижения концентрации загрязняющих веществ, упрощение конструкции. 3 н. и 14 з.п. ф-лы. 2 ил.

Description

Изобретение относится к устройству, системе и способу обработки газа.
Фотокатализ позволяет ускорить химическую реакцию, протекающую на поверхности вещества, называемого «фотокатализатором», когда эта поверхность поглощает фотоны. Как правило, фотокатализатором является диоксид титана.
Фотокатализ применяют для уничтожения органических загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе. Лампа излучает ультрафиолетовое излучение, освещающее фотокатализатор, который при этом становится мощным окислителем, разрушающим летучие органические соединения (ЛОС). В частности, при облучении УФ-излучением фотокатализатор высвобождает кислородсодержащие радикалы на своей поверхности, которые разлагают органические соединения, пока углерод углеродных цепей полностью не преобразуется в двуокись углерода.
В документе WO-2009/007588 раскрыта установка для фотокаталитической обработки газа, содержащая плоскую диэлектрическую подложку, каждая из двух сторон которой содержит проводящую полосу, образующую электрод. Электрический генератор подает питание на электроды, которые генерируют поверхностную плазму напротив фотокатализатора. Во время работы поверхностная плазма образует стабильный источник излучения, которое активирует катализатор. Таким образом, функция плазмы является такой же, как и функция УФ-излучения лампы. Однако эффективность плазмы ниже по сравнению с излучением лампы, поэтому эта установки обработки имеет низкую производительность.
В документе WO-2007/051912 раскрыто устройство обработки газообразных отходов, в котором активацию фотокатализатора осуществляют одновременно лампами, распределенными снаружи устройства и излучающими ультрафиолетовое излучение, и холодной плазмой, генерируемой электродами, получающими питание от электрического генератора. Эффективность этого устройства обработки выше, чем эффективность установки из WO-2009/007588, в которой катализатор активируется только холодной плазмой. Кроме того, фотокатализатор можно расположить перпендикулярно к электродам и к воздушному потоку, и в этом случае он представляет собой проницаемую подложку, например, выполненную в виде сотовой структуры. В альтернативном варианте фотокатализатор расположен параллельно электродам и воздушному потоку и выполнен в виде последовательных параллельных слоев. Изготовление такого устройств занимает относительно много времени и требует больших затрат, учитывая структуру фотокатализатора. Кроме того, ультрафиолетовое излучение ламп не обеспечивает оптимального облучения фотокатализатора, так как лампы находятся снаружи устройства и имеют ограниченный радиус действия, поскольку освещают фотокатализатор локально.
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков за счет создания и устройства обработки газа, в котором объединена обработка посредством фотокатализа и при помощи плазмы и которое сочетает в себе эффект ультрафиолетового облучения фотокатализатора и холодной поверхностной плазмы. Изобретением предлагается эффективное устройство для быстрого снижения концентрации загрязняющих веществ, которое можно легко и быстро изготовить и которое характеризуется низкой себестоимостью.
В связи с этим объектом изобретения является устройство обработки газа, содержащее:
- диэлектрический канал, содержащий вход и выход газа,
- лампу, генерирующую, по меньшей мере, частично ультрафиолетовое излучение и установленную внутри канала,
- первый электрод, расположенный на наружной стенке канала,
- второй электрод, расположенный внутри канала,
- съемный фотокаталитический элемент, расположенный на внутренней стенке канала и содержащий подложку, на которой находится фотокатализатор.
Второй электрод образован спиральной металлической нитью, содержащей витки, которые прижимают фотокаталитический элемент к внутренней стенке канала.
Благодаря изобретению, установка фотокаталитического элемента внутри канала является легкой и быстрой за счет второго электрода, который прижимает фотокаталитический элемент к стенке канала. Обработка газа является эффективной, учитывая геометрию второго электрода, которая позволяет основной части ультрафиолетового излучения достигать фотокатализатора.
Согласно предпочтительным, но неограничивающим вариантам осуществления изобретения, такое устройство обработки газа может иметь один или несколько следующих отличительных признаков, взятых в любой технически допустимой комбинации:
- Фотокаталитический элемент выполнен в виде гибкого листа.
- Лампа находится внутри кварцевой трубки.
- Сечение канала и витки второго электрода являются круглыми.
- Канал, по меньшей мере, частично изготовлен из боросиликатного стекла.
- Лампа имеет удлиненную форму и центрована по продольной оси канала.
- Подложка фотокаталитического элемента, по меньшей мере, частично выполнена из стекловолокон.
Объектом изобретения является также система обработки газа, которая содержит:
- описанное выше устройство обработки газа,
- первый электрический генератор переменного тока, питающий лампу,
- второй электрический генератор переменного тока, питающий электроды,
- средство создания разрежения, которое заставляет газ циркулировать между входом и выходом канала.
Наконец, объектом изобретения является способ обработки газа при помощи такой системы, который содержит следующие этапы:
a) средство создания разрежения заставляет циркулировать газ между входом и выходом канала,
b) электроды генерируют холодную поверхностную плазму напротив передней стороны фотокаталитического элемента,
c) лампа генерирует ультрафиолетовое излучение в направлении передней стороны фотокаталитического элемента.
Предпочтительно этапы являются одновременными.
Изобретение и его другие преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания системы, устройства и способа обработки газа в соответствии с изобретением, представленного исключительно в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 представлена схема системы обработки газа в соответствии с изобретением;
на фиг.2 показан схематичный увеличенный вид детали II фиг.1.
На фиг.1 показана система 10 обработки газа, содержащая устройство 1, соединенное с двумя электрическими генераторами 8 и 9 переменного тока. Устройство 1 содержит канал 2 удлиненной формы, проходящий вдоль центральной продольной оси X и изготовленный из диэлектрического материала, например, из боросиликатного стекла, такого как Pyrex (зарегистрированный товарный знак). Канал 2 является цилиндрическим, имеет круглое сечение и содержит цилиндрические внутреннюю поверхность 21 и наружную поверхность 22 с круглым сечением, находящиеся соответственно внутри и снаружи внутреннего объема V канала 2. Непоказанное средство создания разрежения, такое как вентилятор, заставляет обрабатываемый газ циркулировать в объеме V между входом E и выходом S канала 2, что показано стрелками F.
Лампа 3, имеющая удлиненную форму и излучающая ультрафиолетовое излучение УФ, расположена в объеме V канала 2. Лампа 3 центрована по оси X канала 2 и получает питание от генератора 8, который соединен с лампой 3 электрическими проводами C3, проходящими в кварцевой трубке 7, расположенной вокруг лампы 3 и пропускающей излучение лампы 3. Лампа 3 является цилиндрической, имеет круглое сечение, и ее диаметр меньше внутреннего диаметра канала 2 и диаметра кварцевой трубки 7.
Кварцевая трубка 7 обеспечивает герметичность канала 2 на уровне его концов. Кроме того, система соединений лампы 3 защищена от химических реакций, происходящих в канале 2, кварцевой трубкой 7. Кварцевая трубка 7, по меньшей мере, частично пропускает УФ-излучение, изучаемое лампой 3.
К внутренней поверхности 21 канала 2 прилегает фотокаталитический элемент 6. Фотокаталитический элемент 6 выполнен в виде гибкого листа, содержащего заднюю сторону 61 и переднюю сторону 62. Фотокаталитический элемент 6 содержит диэлектрическую, то есть непроводящую подложку, на которой находится фотокатализатор, распределенной на передней стороне 62. Например, подложка выполнена из стекловолокон, а фотокатализатором является диоксид титана TiO2.
Фотокаталитический элемент 6 выполнен посредством намотки, что придает ему цилиндрическую форму с круглым сечением. Когда фотокаталитический элемент 6 устанавливают внутри канала 2, его задняя сторона 61 входит в поверхностный контакт с внутренней поверхностью 21 канала 2, а его передняя сторона 62 обращена к лампе 3. Предпочтительно стороны 61 и 62 не перекрывают друг друга, и края фотокаталитического элемента доходят друг до друга, то есть входят друг с другом в контакт. В случае необходимости, края могут перекрываться на несколько миллиметров, или между краями может оставаться свободное пространство.
На наружной стороне 22 канала 2 расположен трубчатый электрод 4. Внутренний диаметр электрода 4 равен, с учетом рабочего зазора, диаметру наружной поверхности 22 канала 2. Таким образом, трубчатый электрод 4 входит в поверхностный контакт с наружной поверхностью 22 канала 2.
Внутри канала 2 между кварцевой трубкой 7 лампы 3 и фотокаталитическим элементом 6 расположен спиральный электрод 5. Спиральный электрод 5 выполнен из намотанной нити, образующей несколько круглых витков 51, 52, 53 и 54 с шагом p. Нить является упругодеформирующейся и, когда спиральный электрод 5 не подвергается действию механических усилий, он вписывается в цилиндрическую огибающую, наружный диаметр которой слегка превышает внутренний диаметр канала 2. Когда спиральный электрод 5 располагают внутри канала 2, он упруго деформируется, и его наружный диаметр уменьшается, поэтому витки 51-54 прижимают в радиальном направлении фотокаталитический элемент 6 к каналу 2, обеспечивая поверхностный контакт между задней стороной 61 фотокаталитического элемента 6 и внутренней стенкой 21 канала 2. При этом витки 51-54 спирального электрода 5 входят в контакт с передней стороной 62 фотокаталитического элемента 6, на которой находится фотокатализатор.
Электроды 4 и 5 изготовлены из проводящего материала и получают питание от генератора 9 через электрические провода C4 и C5. Например, спиральный электрод 5 выполнен из нержавеющей стали, что позволяет ему противостоять окислению в ходе химических реакций, протекающих в канале 2, и что придает ему гибкость и упругость, позволяющие ему прижимать фотокаталитический элемент 6 к каналу 2. Трубчатый электрод 4 выполнен, например, из меди, что позволяет ему легко прижиматься к наружной поверхности 22 канала 2.
Во время работы вентилятор заставляет обрабатываемый газ циркулировать между входом E и выходом S канала 2. Генератор 8 питает лампу 3, которая генерирует ультрафиолетовое излучение УФ на переднюю сторону 62 фотокаталитического элемента 6, что приводит к реакции фотокатализа.
Одновременно, генератор 9 создает разность электрических потенциалов между трубчатым электродом 5 и спиральным электродом 4. Таким образом, напротив передней стороны 62 фотокаталитического элемента 6 вокруг витков 51-54 образуется холодная поверхностная плазма 11. Поверхностная плазма 11 создает ионный ветер, способствующий гомогенизации обрабатываемого газа, что повышает эффективность фотокатализа.
Как показано на фиг.2, шаг p спирального электрода 5 рассчитан таким образом, чтобы поверхностная плазма 11, генерируемая вокруг каждого витка 51-54, не перекрывала поверхностную плазму 11, генерируемую смежным витком. Кроме того, поверхностная плазма 11, генерируемая каждым витком 51-54, примыкает или по существу примыкает к поверхностной плазме 11, генерируемой смежным или смежными витками. Таким образом, фотокаталитический элемент 6 оказывается полностью или почти полностью покрытым поверхностной плазмой 11.
Разрушение органических соединений, присутствующих в обрабатываемом газе, связано с комбинированным эффектом фотокатализа, происходящего при активации фотокатализатора УФ-излучением, и поверхностной плазмы. Это увеличивает скорость химической реакции разложения присутствующих в газе органических соединений.
Под ультрафиолетовым излучением следует понимать излучение, длина волны которого находится в ультрафиолетовой области, то есть от 100 нм до 400 нм. Длину волны можно выбирать в зависимости от природы уничтожаемых загрязнителей.
Лампа 3 находится в центре канала 2, что позволяет получать однородную мощность облучения фотокатализатора. За счет этого улучшается эффект ультрафиолетового излучения УФ.
В другом, не показанном варианте осуществления, канал 2 имеет не круглое сечение. Например, канал 2 может представлять собой трубу прямоугольного или квадратного сечения. В этом случае витки 51-54 спирального электрода 5 имеют соответствующую форму, чтобы прижимать фотокаталитический элемент 6 к внутренней стенке 21 канала 2. Например, витки 51-54 могут иметь форму четырехконечной звезды, вершины которой опираются на кромки внутренней стенки 21 канала 2.
Излучаемое лампой 3 излучение может иметь единую длину волны или может иметь разные значения в диапазоне длин волн. В этом случае излучение является, по меньшей мере, частично ультрафиолетовым, то есть длины его волн, по меньшей мере, частично находятся в ультрафиолетовой области.
Монтаж устройства 1 обработки газа является простым и быстрым: достаточно вставить спиральный электрод 5 в канал 2 для обеспечения удержания в положении фотокаталитического элемента 6.
В рамках изобретения описанные варианты осуществления можно, по меньшей мере, частично комбинировать между собой.

Claims (20)

1. Устройство (1) обработки газа, содержащее диэлектрический канал (2), имеющий вход (E) и выход (S) газа, расположенную внутри канала (2) лампу (3), выполненную с возможностью генерировать по меньшей мере частично ультрафиолетовое излучение (УФ), первый электрод (4), расположенный на наружной стенке (22) канала (2), второй электрод (5), расположенный внутри канала (2), и съемный фотокаталитический элемент (6), установленный на внутренней стенке (21) канала (2) и содержащий подложку с расположенным на ней фотокатализатором, отличающееся тем, что второй электрод (5) образован спиральной металлической нитью, содержащей витки (51, 52, 53, 54), выполненные с возможностью прижатия фотокаталитического элемента (6) к внутренней стенке (21) канала (2).
2. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что фотокаталитический элемент (6) выполнен в виде гибкого листа.
3. Устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что лампа (3) находится внутри кварцевой трубки (7).
4. Устройство (1) по п.2, отличающееся тем, что лампа (3) находится внутри кварцевой трубки (7).
5. Устройство (1) по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что сечение канала (2) и витки (51-54) второго электрода (5) являются круглыми.
6. Устройство (1) по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что канал (2) по меньшей мере частично изготовлен из боросиликатного стекла.
7. Устройство (1) по п.5, отличающееся тем, что канал (2) по меньшей мере частично изготовлен из боросиликатного стекла.
8. Устройство (1) по одному из пп.1-4, 7, отличающееся тем, что лампа (3) имеет удлиненную форму и центрована по продольной оси (X) канала (2).
9. Устройство (1) по п.5, отличающееся тем, что лампа (3) имеет удлиненную форму и центрована по продольной оси (X) канала (2).
10. Устройство (1) по п.6, отличающееся тем, что лампа (3) имеет удлиненную форму и центрована по продольной оси (X) канала (2).
11. Устройство (1) по одному из пп.1-4, 7, 9, 10, отличающееся тем, что подложка фотокаталитического элемента (6) по меньшей мере частично выполнена из стекловолокон.
12. Устройство (1) по п.5, отличающееся тем, что подложка фотокаталитического элемента (6) по меньшей мере частично выполнена из стекловолокон.
13. Устройство (1) по п.6, отличающееся тем, что подложка фото- каталитического элемента (6) по меньшей мере частично выполнена из стекловолокон.
14. Устройство (1) по п.8, отличающееся тем, что подложка фотокаталитического элемента (6) по меньшей мере частично выполнена из стекловолокон.
15. Система (10) обработки газа, отличающаяся тем, что содержит устройство (1) по одному из пп.1-14, первый электрический генератор (8) переменного тока, питающий лампу (3), второй электрический генератор (9) переменного тока, питающий электроды (4, 5), и средство создания разрежения, выполненное с возможностью обеспечения циркуляции газа между входом (Е) и выходом (S) канала (2).
16. Способ обработки газа посредством системы (10) по п.15, отличающийся тем, что содержит следующие этапы, на которых:
a) средство создания разрежения вынуждает газ циркулировать между входом (E) и выходом (S) канала (2),
b) электроды (4, 5) генерируют холодную поверхностную плазму (11) на передней стороне (62) фотокаталитического элемента (6),
c) лампа (3) генерирует ультрафиолетовое излучение (УФ) в направлении передней стороны (62) фотокаталитического элемента (6).
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что этапы являются одновременными.
RU2014103469A 2013-02-01 2014-01-31 Устройство, система и способ обработки газа RU2643560C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1350906 2013-02-01
FR1350906A FR3001641B1 (fr) 2013-02-01 2013-02-01 Dispositif, systeme et procede de traitement de gaz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014103469A RU2014103469A (ru) 2015-08-10
RU2643560C2 true RU2643560C2 (ru) 2018-02-02

Family

ID=48140036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014103469A RU2643560C2 (ru) 2013-02-01 2014-01-31 Устройство, система и способ обработки газа

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2762170B1 (ru)
ES (1) ES2557230T3 (ru)
FR (1) FR3001641B1 (ru)
RU (1) RU2643560C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192214U1 (ru) * 2019-05-13 2019-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" Устройство для фотокаталитической обработки воздуха

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016034253A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Jozef Stefan Institute Photocatalytic reactor
CN107456835A (zh) * 2017-09-11 2017-12-12 刘铁林 场效应空间净化装置
US11103881B2 (en) * 2018-08-02 2021-08-31 Faurecia Interior Systems, Inc. Air vent
CN110772981A (zh) * 2019-09-30 2020-02-11 广州紫科环保科技股份有限公司 橡胶轮胎废气净化系统
CN111265978B (zh) * 2020-03-06 2021-12-17 南京工业大学 一种紧凑型等离子体协同催化有机废气处理装置
RU205197U1 (ru) * 2020-07-06 2021-07-01 Петр Александрович Кулясов Камера облучения бактерицидного облучателя
FR3139997A1 (fr) 2022-09-28 2024-03-29 Prodea Depolluting Dispositif de traitement d’une phase gazeuse par plasma et procédé associé

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007051912A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Ahlstrom Corporation Combined treatment of gaseous effluents by cold plasma and photocatalysis
US20080170971A1 (en) * 2006-08-09 2008-07-17 Airinspace B.V. Air purification devices
GB2468865A (en) * 2009-03-24 2010-09-29 Tri Air Developments Ltd Air decontamination device
RU104866U1 (ru) * 2009-09-28 2011-05-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Устройство для фотокаталитической очистки воздуха
RU115661U1 (ru) * 2011-12-02 2012-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Фотокаталитический очиститель воздуха

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HK1050811A2 (en) * 2002-05-09 2003-06-13 Environmentalcare Ltd A fluid purification and disinfection device
CN2738870Y (zh) * 2003-10-24 2005-11-09 雅马哈株式会社 使用非平衡等离子体的气体处理装置
US7391041B2 (en) * 2005-10-21 2008-06-24 General Electric Company Germicidal UV reactor and UV lamp
FR2918293B1 (fr) 2007-07-06 2009-09-25 Ecole Polytechnique Etablissem Traitement de gaz par plasma de surface
KR100874130B1 (ko) * 2008-01-30 2008-12-15 (주)동남이엔지 광촉매를 이용한 정화 장치
FR2945450B1 (fr) * 2009-05-14 2012-08-10 Kerting Dispositif de purification d'air.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007051912A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Ahlstrom Corporation Combined treatment of gaseous effluents by cold plasma and photocatalysis
US20080170971A1 (en) * 2006-08-09 2008-07-17 Airinspace B.V. Air purification devices
GB2468865A (en) * 2009-03-24 2010-09-29 Tri Air Developments Ltd Air decontamination device
RU104866U1 (ru) * 2009-09-28 2011-05-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Устройство для фотокаталитической очистки воздуха
RU115661U1 (ru) * 2011-12-02 2012-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Фотокаталитический очиститель воздуха

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192214U1 (ru) * 2019-05-13 2019-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" Устройство для фотокаталитической обработки воздуха

Also Published As

Publication number Publication date
FR3001641B1 (fr) 2015-02-27
ES2557230T3 (es) 2016-01-22
FR3001641A1 (fr) 2014-08-08
EP2762170A1 (fr) 2014-08-06
RU2014103469A (ru) 2015-08-10
EP2762170B1 (fr) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2643560C2 (ru) Устройство, система и способ обработки газа
JP4355315B2 (ja) 流体浄化装置
US20140305790A1 (en) Process for treating effluents in a bed of microbeads by cold plasma and photocatalysis
JP2008289801A (ja) ガス浄化装置
US9205169B1 (en) Photocatalytic devices
JP2021501303A (ja) 空気処理システムおよび前記空気処理システムの使用方法
CN108452646B (zh) 等离子体协同电热筒网催化处理VOCs的装置和方法
JP2009240862A (ja) ガス浄化装置
US6905577B1 (en) Method for oxidation of volatile organic compounds contained in gaseous effluents and device thereof
JP2016036772A (ja) 紫外線照射式浄水器
JP2009273967A (ja) 紫外線照射水処理装置
CN103229273B (zh) 受激准分子灯
JP2022168265A (ja) 放電ランプおよびオゾン生成方法
KR101860875B1 (ko) 음식물쓰레기 처리기용 탈취장치
US20050063881A1 (en) Air purifier including a photocatalyst
KR101152961B1 (ko) 고도산화공정 수처리 장치
JP2013154145A (ja) 空気浄化装置
JP2009513315A (ja) 有害物質を含む廃気を浄化するための装置
JP2006142270A (ja) 案内板を具備する環境清浄装置
JP4285468B2 (ja) オゾンと光触媒を利用した促進酸化処理装置
KR102355888B1 (ko) Uv-c led와 광촉매를 이용하여 광화학 반응 효율이 향상된 공기 정화용 이온화 장치
AU2017101233A4 (en) Photocatalytic oxidation exhaust gas purifier
JP3981477B2 (ja) 配管上で流体に含まれている有機化合物を分解処理する装置
KR20220060712A (ko) 고성능 자외선 고도산화처리 장치
JPH1021711A (ja) 照射装置および水処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190701