RU2649003C2 - Устройство обработки газа и способ его сборки, система и способ обрабоки газа - Google Patents

Устройство обработки газа и способ его сборки, система и способ обрабоки газа Download PDF

Info

Publication number
RU2649003C2
RU2649003C2 RU2014119517A RU2014119517A RU2649003C2 RU 2649003 C2 RU2649003 C2 RU 2649003C2 RU 2014119517 A RU2014119517 A RU 2014119517A RU 2014119517 A RU2014119517 A RU 2014119517A RU 2649003 C2 RU2649003 C2 RU 2649003C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
electrode
gas
chamber
electrodes
Prior art date
Application number
RU2014119517A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014119517A (ru
Inventor
Филипп ПЕТИ
Пьер-Жан ВЬЯЛЛЕ
Алина МАЧУКА
Катрин БАТИО-ДЮПЕЙРА
Жан-Мишель ТАТИ-БУЭ
Эймен Амин АССАДИ
Абделькрим БУЗАЗА
Доминик ВОЛЬБЕРТ
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 RU2014119517A publication Critical patent/RU2014119517A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2649003C2 publication Critical patent/RU2649003C2/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
    • B01D53/007—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
    • 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
    • A61L9/22—Ionisation
    • 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
    • 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
    • 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
    • B01J19/088—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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • 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
    • B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma
    • B01J2219/0896—Cold 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
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2453—Plates arranged in parallel
    • 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
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2479—Catalysts coated on the surface of plates or inserts

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к устройству обработки газа, содержащему камеру, разделенную на несколько каналов (A, B, C, D, E, F), каждый из которых имеет вход (e) и выход (s) газа. При этом в каждом канале (A-F) расположена по меньшей мере одна лампа, генерирующая фотонное излучение (PH), в частности ультрафиолетовое излучение, при этом каждый канал (A-F) ограничен двумя перегородками, каждая из которых содержит: диэлектрическую стенку, фотокаталитический элемент, расположенный напротив диэлектрической стенки со стороны канала (A-F) и содержащий подложку, на которой находится фотокатализатор, первый электрод, расположенный напротив фотокаталитического элемента, и второй электрод, расположенный напротив диэлектрической стенки. Также изобретение относится к способу сборки устройства, системе обработки газов и способу обработки газов. Предложенное изобретение комбинирует действие ультрафиолетового излучения на фотокатализатор и холодной поверхностной плазмы. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к устройству обработки газа, к способу сборки этого устройства, а также к системе и к способу обработки газа.
Фотокатализ позволяет инициировать химическую реакцию, протекающую на поверхности вещества, называемого «фотокатализатором», когда оно поглощает фотоны. Как правило, фотокатализатор представляет собой диоксид титана.
Фотокатализ применяют для уничтожения присутствующих в воздухе органических загрязнителей. Лампа испускает фотонное излучение, как правило ультрафиолетовое излучение, освещающее фотокатализатор, который становится при этом мощным окислителем, разрушающим летучие органические вещества (ЛОВ). В частности, когда фотокатализатор облучают фотонным излучением, он генерирует на своей поверхности очень реактивные кислородсодержащие вещества, которые воздействуют на органические соединения, пока углерод в углеродных цепочках полностью не трансформируется в диоксид углерода.
В документе WO 2009007588 раскрыт блок фотокаталитической обработки газа, содержащий плоскую диэлектрическую подложку, две стороны которой содержат 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, плазма выполняет такую же функцию, что и УФ-излучение лампы. В случае необходимости, несколько блоков обработки газа располагают параллельно в корпусе, содержащем вход и выход для газа, образуя несколько каналов циркуляции. Однако УФ-излучение плазмы не достигает уровня излучения, генерируемого лампой, поэтому такой блок обработки имеет низкую производительность, которая не позволяет применять его в промышленном масштабе.
В документах WO 2007051912 и US 2008170971 раскрыто устройство обработки газообразных отходов, в котором фотокатализатор активируют одновременно лампами, распределенными снаружи устройства и излучающими ультрафиолетовое излучение, и объемной холодной плазмой, генерируемой электродами, получающими питание от электрического генератора. Эффективность этих устройств обработки выше, чем у блока обработки по WO 2009007588, в котором катализатор активируют только при помощи УФ-излучения, генерируемого холодной плазмой.
Кроме того, согласно документу WO-2007/051912, фотокатализатор может быть расположен перпендикулярно к электродам и к воздушному потоку, и в этом случае он представляет собой проницаемую подложку, например, в виде сотовой структуры. В альтернативном варианте фотокатализатор располагают параллельно электродам и воздушному потоку, и в этом случае он представляет собой последовательность параллельных слоев. Изготовление такого устройства является длительным и дорогим, учитывая выполнение фотокатализатора. Кроме того, ультрафиолетовое излучение ламп не обеспечивает оптимального облучения фотокатализатора, так как лампы находятся снаружи устройства и оказывают ограниченное влияние, поскольку освещают фотокатализатор лишь локально. Следовательно, такое устройство невозможно применять в промышленности.
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков за счет создания устройства обработки газа, объединяющего в себе фотокаталитическую обработку и обработку плазмой, комбинируя действия ультрафиолетового излучения на фотокатализатор и холодной поверхностной плазмы. Изобретение предлагает эффективное устройство для быстрого снижения концентрации загрязнителей, которое можно легко и быстро изготовить при меньших затратах.
В связи с этим объектом изобретения является устройство обработки газа, содержащее камеру, разделенную на несколько каналов, каждый из которых имеет вход и выход газа. В каждом канале находится, по меньшей мере, одна лампа, генерирующая фотонное, в частности ультрафиолетовое, излучение. Каждый канал ограничен двумя перегородками, каждая из которых содержит:
- диэлектрическую стенку,
- фотокаталитический элемент, расположенный напротив диэлектрической стенки со стороны канала и содержащий подложку, на которой находится фотокатализатор,
- первый электрод, расположенный напротив фотокаталитического элемента, и
- второй электрод, расположенный напротив диэлектрической стенки.
Изобретение обеспечивает эффективную обработку газа, в частности, с учетом ламп, находящихся внутри каждого канала, что позволяет основной части фотонного излучения достигать фотокатализатора. Кроме того, наличие нескольких каналов обеспечивает устройству достаточную производительность, что позволяет применять его в промышленном масштабе. Кроме того, изготовление устройства облегчается за счет последовательной установки внутри камеры набора элементов каждого канала.
Согласно предпочтительным, но не ограничительным аспектам изобретения, такое устройство обработки газа может иметь один или несколько следующих отличительных признаков, взятых в любой технически возможной комбинации:
- каждый канал имеет удлиненное поперечное сечение, и вдоль каждого канала расположены несколько ламп, каждая из которых содержат люминесцентную трубку, в частности проходящую параллельно большому размеру поперечного сечения канала;
- каждый фотокаталитический элемент выполнен в виде листа, и/или каждый первый электрод выполнен в виде решетки;
- каждый второй электрод выполнен в виде пластины;
- каждый электрод содержит средства электрического соединения, при этом средства электрического соединения каждого первого электрода находятся на уровне первого из его краев, и средства электрического соединения каждого второго электрода находятся на уровне второго из его краев, противоположного указанному первому краю первых электродов;
- края каждого второго электрода расположены с отступом внутрь канала относительно краев диэлектрических стенок.
Объектом изобретения является также способ сборки такого устройства, при этом способ содержит следующие этапы:
- стенки камеры соединяют друг с другом таким образом, чтобы сформировать узел, имеющий U-образное поперечное сечение,
- элементы, ограничивающие каждый канал, в том числе первые электроды и вторые электроды, располагают последовательно напротив дна этого узла, при этом между перегородками вставляют распорки, определяющие ширину каждого канала,
- присоединяют дополнительную стенку камеры таким образом, чтобы поперечное сечение камеры имело замкнутый контур,
- в отверстия, выполненные в одной из стенок канала, вставляют лампы и крепят их на месте в каналах.
Объектом изобретения является также система обработки газа, содержащая:
- такое устройство,
- первый электрический генератор переменного тока для питания ламп,
- второй электрический генератор переменного тока для питания электродов,
- средство создания разрежения, заставляющее предназначенный для обработки газ циркулировать между входом и выходом каждого канала.
Объектом изобретения является также способ обработки газа при помощи такой системы, содержащий следующие этапы:
- средство создания разрежения заставляет газ циркулировать между входом и выходом каждого канала,
- электроды генерируют холодную поверхностную плазму напротив фотокаталитических элементов,
- лампы генерируют фотонное излучение в направлении фотокаталитических элементов.
Предпочтительно этапы происходят одновременно.
Изобретение и его другие преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания устройства обработки газа и способа его сборки, а также системы и способа обработки газа в соответствии с изобретением, представленного исключительно в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показано устройство обработки газа в соответствии с изобретением, вид в перспективе;
на фиг. 2 показан увеличенный вид детали II фиг. 1, при этом соединительная рамка не показана;
на фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе устройства, изображенного на фиг. 1;
на фиг. 4 на показан увеличенный вид участка IV фиг. 3;
на фиг. 5 на показано устройство, изображенное на фиг. 1, вид в продольном разрезе.
На фиг. 1-5 представлена система обработки газа, содержащая устройство 1 обработки газа, соединенное с двумя электрическими генераторами 5.1 и 5.2 переменного тока, показанными только на фиг. 3. Устройство 1 содержит полую камеру 2 удлиненной формы в виде параллелепипеда, ограничивающую внутренний объем V и расположенную вдоль продольной геометрической оси X. Устройство 1 является в основном симметричным относительно продольной центральной плоскости Р.
В настоящей заявке прилагательное «продольный» обозначает направление оси X в отличие от прилагательного «поперечный», которое обозначает элементы, перпендикулярные к этой оси. Кроме того, прилагательное «верхний» обозначает элементы, находящиеся в верхней части на фиг. 1-4, в отличие от прилагательного «нижний», которое обозначает элементы, находящиеся в нижней части на этих фигурах, при этом подразумевается, что во время эксплуатации расположение устройства 1 в пространстве может быть другим. Вместе с тем, предпочтительно использовать ориентацию, соответствующую ориентации, представленной на фигурах.
Камера 2 имеет в основном квадратное поперечное сечение и содержит четыре в основном прямоугольные продольные и состыкованные стенки, а именно: параллельные между собой нижнюю стенку 21.1 и верхнюю стенку 21.2, а также две боковые стенки 21.3 и 21.4, перпендикулярные к стенкам 21.1 и 21.2.
Внутренний объем V камеры 2 разбит на отсеки, то есть разделен на шесть продольных каналов А, В, С, D, Ε и F. Продольные концы каждого канала A-F открыты и образуют соответственно вход е и выход s газа. Каждый из каналов A-F имеет удлиненное поперечное сечение, длина и ширина которого направлены соответственно параллельно и перпендикулярно к плоскости Р.
На каждом продольном конце камеры 2 закреплена поперечная соединительная рамка 22.1 или 22.2, которая содержит проем, размеры которого соответствуют размерам внутреннего объема V камеры 2, поэтому соединительные рамки 22.1 и 22.2 не перекрывают вход е и выход s каналов A-F. Соединительная рамка 22.1, находящаяся на первом плане на фиг. 1, на фиг. 2 не показана, чтобы можно было лучше рассмотреть вход е каналов А, В и С. Соединительные рамки 22.1 и 22.2 предназначены для соединения нескольких устройств 1 друг с другом или для соединения устройства 1 с камерой подачи или удаления газа.
Каждый из каналов A-F ограничен с двух сторон первой перегородкой 7.1, находящейся слева от каждого канала A-F на фиг. 1-5, и второй перегородкой 7.2, находящейся справа от каждого канала A-F на этих фигурах. Перегородки 7.1 и 7.2 параллельны плоскости Р.
Средство 8 создания разрежения, такое как вентилятор, схематично показанный только на фиг. 5, заставляет обрабатываемый газ циркулировать в объеме V камеры 2 параллельно оси X между входом е и выходом s каждого канала A-F, как показано стрелками F1.
Как показано на фиг. 4, каждая перегородка 7.1 и 7.2 содержит соответственно пластину 71.1 или 71.2, выполненные из диэлектрического материала, такого как стекло, имеющие одинаковые размеры и содержащие, каждая, соответственно заднюю сторону 711.1 или 711.2, обращенную противоположно каналу А, В, С, D, Ε или F, ограниченному этой диэлектрической пластиной 71.1 или 71.2, а также переднюю сторону 712.1 или 712.2, противоположную и параллельную задней стороне 711.1 или 711.2.
Напротив передней стороны 712.1 или 712.2 каждой диэлектрической пластины 71.1 и 71.2 со стороны канала A-F расположен фотокаталитический элемент 72.1 или 72.2. Каждый из фотокаталитических элементов 72.1 или 72.2 выполнен в виде листа, содержащего заднюю сторону 721.1 или 721.2, соответственно опирающуюся на переднюю сторону 712.1 или 712.2 диэлектрической пластины 71.1 или 71.2, а также переднюю сторону 722.1 или 722.2, обращенную в сторону объема канала А, В, С, D, Ε или F, ограниченного соответствующей перегородкой 7.1 или 7.2. Каждый фотокаталитический элемент 72.1 и 72.2 содержит подложку, на которой находится фотокатализатор, нанесенный на его переднюю сторону 722.1 или 722.2. Например, подложка выполнена из стекловолокон, а фотокатализатором является диоксид титана TiO2.
Первый электрод 73.1 или 73.2 прилегает соответственно к передней стороне 722.1 или 722.2 фотокаталитического элемента 72.1 или 72.2. Каждый первый электрод 73.1 и 73.2 представляет собой прямоугольную плоскую решетку, выполненную из металлической пластины из нержавеющей стали, в которой вырезаны прямоугольные отверстия 73.3. Таким образом, на уровне каждого отверстия 73.3 передняя сторона 722.1 или 722.2 каждого фотокаталитического элемента 72.1 и 72.2 не перекрыта металлическими ветвями, образующими решетку, и выходит, таким образом, во внутренний объем одного из каналов A-F. Некоторые ветви решетки могут иметь большее сечение, образуя стойки, повышающие механическую прочность решетки.
Второй электрод 70, представляющий собой сплошной прямоугольный лист, выполненный из проводящего материала, например из металлического материала, такого как медь, расположен напротив задней стороны 711.1 или 711.2 каждой диэлектрической стенки 71.1 и 71.2 противоположно каналу A-F, ограниченному этой стенкой. В случае первой перегородки 7.1 канала А, который находится слева на фиг. 1-5, второй электрод 70 вставлен между боковой стенкой 21.3 камеры 2 и диэлектрической пластиной 71.1. Точно так же в случае второй перегородки 7.2 канала F, который находится справа на фиг. 1, 3, 4 и 5, второй электрод 70 вставлен между боковой стенкой 21.4 камеры 2 и диэлектрической пластиной 71.2.
Наборы из двух смежных каналов A-F, то есть каналы А и В, В и С, С и D, D и Е, а также Ε и F ограничены между собой общей стенкой 7, образованной перегородкой 7.1 канала A-F, находящегося слева, вторым электродом 70 и перегородкой 7.2 канала A-F, находящегося справа. Таким образом, каждая общая стенка 7 содержит прилегающие друг к другу первую перегородку 7.1, второй электрод 70 и вторую перегородку 7.2. В направлении снаружи внутрь каждая общая стенка 7 содержит два первых электрода 73.1 и 73.2, два фотокаталитических элемента 72.1 и 72.2, две диэлектрических пластины 71.1 и 71.2 и один электрод 70, который является общим для перегородок 7.1 и 7.2. Таким образом, второй электрод 70 вставлен между диэлектрической пластиной 71.1 первой перегородки 7.1 и между диэлектрической пластиной 71.2 второй перегородки 7.2.
Первая перегородка 7.1 канала А, находящегося слева на фиг. 1-5, а также вторая перегородка 7.2 канала F, находящегося справа на фиг. 1-5, образованы, каждая, первым электродом 73.1 или 73.2, фотокаталитическим элементом 72.1 или 72.2, диэлектрической пластиной 71.1 или 71.2 и вторым электродом 70.
Размеры каждого второго электрода 70 являются строго меньшими размеров диэлектрических пластин 71.1 и 71.2, поэтому края каждого второго электрода 70 отстоят внутрь канала A-F, то есть в сторону центральной зоны перегородки 7.1 или 7.2 по отношению к краям диэлектрических пластин 71.1 и 71.2.
Нижние продольные края каждой общей стенки 7 заходят, каждый, в держатель 46.1 (фиг. 3), который опирается на нижнюю стенку 21.1 камеры 2. Верхние продольные края каждой общей стенки 7 заходят, каждый, в держатель 46.2, который опирается на верхнюю стенку 21.2 камеры 2. Каждый держатель 46.1 и 46.2 образован, с одной стороны, профилем 461.1 или 461.2 в основном прямоугольного сечения, который входит в контакт с соответствующим первым электродом 73.1 или 73.2, и, с другой стороны, уголком 462.1 или 462.2. Профили 461.1 и 461.2 содержат уступ 461.3, в который заходит соответствующий первый электрод 73.1 или 73.2. Уголок 461.3 содержит первую полку, вставленную между верхним или нижним продольным краем перегородки 7.1 или 7.2, и вторую полку, входящую в контакт с соответствующим первым электродом 73.1. В частности, первый электрод 73.1 или 73.2 заходит в уступ 462.3 второй полки уголка. Таким образом, каждый первый электрод 73.1 и 73.2 удерживается двумя противоположными держателями 46.1 и 46.2 с незначительным и даже нулевым функциональным зазором.
Точно так же нижние продольные края перегородки 7.1 канала А и нижние продольные края перегородки 7.2 канала F заходят в держатель 46'.1, а верхние продольные края перегородки 7.1 канала А и верхние продольные края перегородки 7.2 канала F заходят в держатель 46'.2.
Держатели 46'.1 и 46'.2 каналов А и F закреплены на стенках камеры 2, например, при помощи винтов.
Шесть ламп 4, выполненных с возможностью испускания фотонного излучения, расположены в каждом канале A-F (фиг. 5) и распределены вдоль каждого канала A-F.
Таким образом, устройство 1 содержит тридцать шесть ламп 4. Каждая лампа 4 содержит люминесцентную трубку U-образной формы, которая имеет две ветви 4.1 и 4.2, параллельные плоскости Ρ и перпендикулярные к оси X, иначе говоря параллельные направлению наибольшего размера поперечного сечения каналов A-F. Каждая ветвь 4.1 и 4.2 находится на одинаковом расстоянии от перегородок 7.1 и 7.2, ограничивающих канал A-F, в котором установлена соответствующая лампа 4.
Фотонное излучение является световым излучением в видимой или невидимой области. Фотонное излучение включает в себя ультрафиолетовые излучения, видимые излучения и инфракрасные излучения. Так, длина волны фотонного излучения примерно находится в пределах от 100 нм до 100 мкм.
Лампы 4 являются, например, лампами, испускающими ультрафиолетовое излучение. Под ультрафиолетовым излучением следует понимать излучение, длина волны которого находится в области ультрафиолетового спектра, то есть от 100 нм до 400 нм.
В варианте лампы 4 выполнены с возможностью испускания излучения в видимой области, то есть с длиной волны примерно в пределах от 400 нм до 800 нм. Это решение является более легким в применении, так как оно совместимо с традиционными лампами.
В каждом канале A-F расположена продольная нижняя распорка 44.1 напротив нижней стенки 21.1 камеры 2 между двумя держателями 46.1 или между держателем 46.1 и держателем 46'.1 перегородок 7.1 и 7.2, которые ограничивают этот канал. Каждая нижняя распорка 44.1 содержит шесть вытянутых вырезов, в которых установлены нижние концы люминесцентных трубок 4.1 и 4.2 каждой лампы 4.
Верхняя продольная распорка 44.2 (фиг. 4) расположена в каждом канале A-F напротив верхней стенки 21.2 камеры 2 между двумя держателями 46.2 или между держателем 46.2 и держателем 46'.2 перегородок 7.1 и 7.2, ограничивающих этот канал.
Верхний конец 42.1 люминесцентных трубок 4.1 и 4.2 каждой лампы 4 удерживается общим держателем 41, который выступает наружу камеры 2. Верхние распорки 44.2 содержат, каждая, шесть проемов, в которых установлены держатели 41 ламп 4.
Держатели 41 проходят через отверстия 24, выполненные в верхней стенке 21.2 камеры 2. Для соединения каждой лампы 4 с верхней стенкой 21.2 камеры 2 используют средства крепления 43, образованные лапкой и не показанными двумя винтами.
Нижние держатели 46.1 и 46'.1 входят в контакт с нижними распорками 44.1, и точно так же верхние держатели 46.2 и 46'.2 входят в контакт с верхними распорками 44.2. Таким образом, держатели 46.1, 46'.1, 46.2 и 46'.2 и распорки 44.1 и 44.2 удерживают лампы 4 в точном положении. Распорки 44.1 и 44.2 определяют ширину каналов A-F.
На боковых стенках 21.3 и 21.4 камеры 2 при помощи штифтов 23.3 (фиг. 2 и 4) установлены наружные опорные пластины 23.1 и 23.2 таким образом, что между опорными пластинами 23.1 и 23.3 и боковыми стенками 21.3 и 21.4 камеры 2 остается пустое пространство.
На каждой опорной пластине 23.1 и 23.2 противоположно камере 2 установлены девять балластов 3.1 или 3.2. С каждым балластом 3.1 и 3.2 при помощи электрических проводов С1.1 электрически соединен электрический генератор 5.1 (фиг. 3). Как показано на фиг. 5 только для балласта 3.2, находящегося внизу справа, каждый балласт 3.1 и 3.2 электрически соединен с двумя лампами 4 при помощи электрических проводов С1.2, которые проходят снаружи камеры 2.
Электрический генератор 5.2 электрически соединен с двумя первыми электродами 73.1 и 73.2 и со вторым электродом 70 каждой перегородки 7.1 и 7.2 электрическими проводами С2.1 и С2.2. Предпочтительно для обеспечения безопасности провода С2.1 и С2.2 являются высоковольтными проводами.
Нижняя стенка 21.1 камеры 2 содержит отверстия 210.1 (фиг. 5), каждое из которых предназначено для прохождения одного из электрических проводов С2.1, питающих вторые электроды 73.1 и 73.2, которые являются частью перегородок 71 и 7.2, ограничивающих каждый канал A-F. Электрические провода С2.1 подсоединены к средствам соединения каждого первого электрода 73.1 и 73.2, образованным, например, лужеными контактными наконечниками, расположенными вдоль нижнего края вторых электродов 73.1 и 73.2.
Как показано на фиг. 2, верхняя стенка 21.2 камеры 2 содержит для каждого канала A-F вырез 210.2, выполненный на уровне продольного конца канала 2, находящегося на первом плане на фиг. 1. Этот вырез 210.2 предусмотрен для прохождения одного из электрических проводов С2.2. Электрические провода 2.2 соединены со средствами соединения второго электрода 70, не показанными на фигурах и образованными, например, металлической пластинкой, выступающей наружу камеры 2 от верхнего края второго электрода 70.
Таким образом, питание вторых электродов 70 происходит через их верхний край, тогда как питание первых электродов 73.1 и 73.2 происходит через их нижний край противоположно верхнему краю первых электродов 70. Таким образом, уменьшаются и даже устраняются риски начала образования электрической дуги. Кроме того, свободное пространство между проводами С2.1 и С2.2 и краями отверстий 210.1 и вырезов 210.2 заполнено диэлектрической мастикой, что тоже способствует предупреждению образования электрических дуг.
Во время работы средства 8 создания разрежения заставляют обрабатываемый газ циркулировать между входом е и выходом s каждого канала A-F. Генератор 5.1 питает лампы 4, которые генерируют фотонное излучение РН, облучающее переднюю сторону 722.1 и 722.2 фотокаталитических элементов 72.1 и 72.2, что приводит к реакции фотокатализа.
Одновременно генератор 5.2 создает разность электрических потенциалов между электродом 70 и двумя электродами 73.1 и 73.2 двух перегородок 7.1 и 7.2, ограничивающих каждый канал A-F. Таким образом, напротив передних сторон 712.1 и 712.2 фотокаталитических элементов 72.1 и 72.2 и напротив электродов 73.1 и 73.2 образуется холодная поверхностная плазма (фиг. 4). Поверхностная плазма создает ионные ветры, способствующие гомогенизации обрабатываемого газа, что повышает эффективность фотокатализа.
Фотокатализ происходит одновременно за счет действия фотонного излучения РН и поверхностной плазмы 11 на фотокаталитические элементы 72.1 и 72.2, к которому добавляется разрушение, провоцируемое самой поверхностной плазмой 11. Эта комбинация повышает общую скорость химической реакции разрушения присутствующих в газе органических соединений.
Присутствие нескольких каналов A-F повышает производительность устройства 1.
Облучение передних сторон 722.1 и 722.2 фотокаталитических элементов 72.1 и 72.2 происходит с равномерной мощностью, благодаря присутствию нескольких ламп 4, расположенных в центре каждого канала A-F. Таким образом, улучшается эффект фотонного излучения PH.
Соединение проводами ламп 4 и балластов 3.1 и 3.2 предусмотрено таким образом, чтобы включать ряды ламп 4 раздельно, что позволяет, в частности, адаптировать число включаемых ламп 4 в зависимости от концентрации загрязняющих элементов в обрабатываемом газе. Так, при низкой концентрации можно не включать все лампы 4, что позволяет уменьшить электрическое потребление устройства 1.
В не показанном варианте сечение камеры 2 не является квадратным. Например, камера 2 может представлять собой полую трубу с прямоугольным сечением.
В рамках изобретения можно менять число каналов A-F и число ламп 4.
Монтаж устройства 1 обработки газа является простым: оператор собирает вместе стенки 21.1, 21.2 и 21.3 таким образом, чтобы сформировать узел с U-образным поперечным сечением. Затем оператор последовательно располагает элементы каждого канала A-F напротив дна этого узла, то есть напротив боковой стенки 21.3, а именно перегородки 7.1 и 7.2, держатели 46'.1, 46'.2, 46.1 и 46.2 и распорки 44.1 и 44.2. После этого оператор соединяет вторую боковую стенку 21.4 камеры 2 со стенками 21.1 и 21.2 таким образом, чтобы поперечное сечение камеры 2 образовало замкнутый контур. Затем он вставляет лампы 4 в отверстия 24 верхней стенки 21.2 камеры 2 и закрепляет держатели 41 ламп 4 на камере 2 при помощи лапок 43 и винтов. Таким образом, лампы 4 оказываются закрепленными в каналах A-F.
Фотокаталитические элементы 72.1 и 72.2 являются съемными. В случае необходимости их замены достаточно демонтировать устройство 1 и снять использованные фотокаталитические элементы 72.1 и 72.2, чтобы заменить их новыми фотокаталитическими элементами.
В рамках изобретения описанные варианты и версии выполнения можно, по меньшей мере, частично комбинировать между собой.

Claims (25)

1. Устройство (1) обработки газа, содержащее камеру (2), разделенную на несколько каналов (A, B, C, D, E, F), каждый из которых имеет вход (e) и выход (s) газа, при этом в каждом канале (A-F) расположена по меньшей мере одна лампа (4), генерирующая фотонное излучение (PH), в частности ультрафиолетовое излучение, при этом каждый канал (A-F) ограничен двумя перегородками (7.1, 7.2), каждая из которых содержит:
- диэлектрическую стенку (71.1, 71.2),
- фотокаталитический элемент (72.1, 72.2), расположенный напротив диэлектрической стенки (71.1, 71.2) со стороны канала (A-F) и содержащий подложку, на которой находится фотокатализатор,
- первый электрод (73.1, 73.2), расположенный напротив фотокаталитического элемента (72.1, 72.2), и
- второй электрод (70), расположенный напротив диэлектрической стенки (71.1, 71.2).
2. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что каждый канал (A-F) имеет удлиненное поперечное сечение, при этом вдоль каждого канала (A-F) расположены несколько ламп (4), каждая из которых содержат люминесцентную трубку (42.1, 42.2), в частности проходящую параллельно большему размеру поперечного сечения канала (А-F).
3. Устройство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый фотокаталитический элемент (72.1, 72.2) выполнен в виде листа, и/или каждый первый электрод (73.1, 73.2) выполнен в виде решетки.
4. Устройство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый второй электрод (70) выполнен в виде пластины.
5. Устройство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый электрод (70, 73.1, 73.2) содержит средства электрического соединения, при этом средства электрического соединения каждого первого электрода (73.1, 73.2) расположены на уровне первого из его краев, а средства электрического соединения каждого второго электрода (70) находятся на уровне второго из его краев, противоположного указанному первому краю первых электродов (73.1, 73.2).
6. Устройство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что края каждого второго электрода (70) расположены с отступом внутрь канала (A-F) относительно краев диэлектрических стенок (71.1, 71.2).
7. Способ сборки устройства (1) по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
- стенки (21.1, 21.2, 21.3) камеры (2) соединяют друг с другом так, чтобы сформировать узел, имеющий U-образное поперечное сечение,
- элементы (70, 71.1, 72.1, 73.1, 73.2, 72.2, 71.2), ограничивающие каждый канал (А-F), в том числе первые электроды (73.1, 73.2) и вторые электроды (70), располагают последовательно напротив дна этого узла, при этом между перегородками (7.1, 7.2) вставляют распорки (44.1, 44.2, 46.1, 46'.1, 46.2, 46'.2), определяющие ширину каждого канала (A-F),
- присоединяют дополнительную стенку (21.4) камеры (2) таким образом, чтобы поперечное сечение камеры имело замкнутый контур,
- в отверстия (24), выполненные в одной из стенок (21.1-21.4) камеры (2), вставляют лампы (4) и крепят их на месте в каналах (A-F).
8. Система обработки газа, отличающаяся тем, что содержит:
- устройство (1) по одному из пп. 1-6,
- первый электрический генератор (5.1) переменного тока для питания ламп (4),
- второй электрический генератор (5.2) переменного тока для питания электродов (70, 73.1, 73.2),
- средство (8) создания разрежения, заставляющее предназначенный для обработки газ циркулировать между входом (e) и выходом (s) каждого канала (A-F).
9. Способ обработки газа посредством системы по п. 8, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
- средство (8) создания разрежения заставляет газ циркулировать между входом (e) и выходом (s) каждого канала (A-F),
- электроды (70, 73.1, 73.2) генерируют холодную поверхностную плазму (11) напротив фотокаталитических элементов (72.1, 72.2),
- лампы (4) генерируют фотонное излучение (PH) в направлении фотокаталитических элементов (72.1, 72.2).
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что этапы осуществляются одновременно.
RU2014119517A 2013-05-15 2014-05-14 Устройство обработки газа и способ его сборки, система и способ обрабоки газа RU2649003C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1354353 2013-05-15
FR1354353A FR3005584B1 (fr) 2013-05-15 2013-05-15 Dispositif de traitement de gaz et sa methode d'assemblage, systeme et procede de traitement de gaz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014119517A RU2014119517A (ru) 2015-11-20
RU2649003C2 true RU2649003C2 (ru) 2018-03-29

Family

ID=48782486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014119517A RU2649003C2 (ru) 2013-05-15 2014-05-14 Устройство обработки газа и способ его сборки, система и способ обрабоки газа

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2803400B1 (ru)
FR (1) FR3005584B1 (ru)
RU (1) RU2649003C2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110548374A (zh) * 2019-09-29 2019-12-10 江苏龙泰环保设备制造有限公司 一种高效等离子废气处理装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU560374A1 (ru) * 1972-11-09 1986-11-07 Предприятие П/Я А-3695 Фотохимический реактор
US20080170971A1 (en) * 2006-08-09 2008-07-17 Airinspace B.V. Air purification devices
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

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2892950B1 (fr) * 2005-11-07 2008-02-15 Ahlstrom Res And Services Sa Traitement combine d'effluents gazeux par plasma froid et photocatatyse
FR2918293B1 (fr) 2007-07-06 2009-09-25 Ecole Polytechnique Etablissem Traitement de gaz par plasma de surface

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU560374A1 (ru) * 1972-11-09 1986-11-07 Предприятие П/Я А-3695 Фотохимический реактор
US20080170971A1 (en) * 2006-08-09 2008-07-17 Airinspace B.V. Air purification devices
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

Also Published As

Publication number Publication date
EP2803400B1 (fr) 2016-03-16
EP2803400A1 (fr) 2014-11-19
RU2014119517A (ru) 2015-11-20
FR3005584A1 (fr) 2014-11-21
FR3005584B1 (fr) 2015-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7615160B2 (en) Water disinfection apparatus
US11690930B2 (en) Photocatalytic device
CN104755111A (zh) 空气净化装置
RU2643560C2 (ru) Устройство, система и способ обработки газа
JP2010535064A (ja) 周囲空気および表面を浄化する方法および装置
US20180021470A1 (en) Ultraviolet sterilization lamp, ultraviolet sterilization module, and air conditioner including ultraviolet sterilization module
US10391194B2 (en) Active photocatalytic oxidation
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
KR20170036437A (ko) 살균 및 탈취 기능을 갖는 신발장
JP7087754B2 (ja) オゾン発生装置およびオゾン発生装置を備える処理システム
US20130189162A1 (en) Photocatalyst unit
RU2649003C2 (ru) Устройство обработки газа и способ его сборки, система и способ обрабоки газа
JP6929617B2 (ja) 荷電粒子ビーム機器および荷電粒子ビーム機器を操作するための方法
KR101211267B1 (ko) 공기조화기용 공기정화장치
KR102207980B1 (ko) Aop를 이용한 물 살균 장치, 상기 물 살균 장치를 구비하는 물놀이 시설의 수질 정화 시스템, 그리고 상기 수질 정화 시스템을 포함하는 물놀이형 수경시설
KR20010090648A (ko) 광촉매를 이용한 공기 청정 유니트 및 공기 청정 유니트를갖는 공기 청정 장치
KR20150089704A (ko) 엘이디 광원을 이용한 공기정화용 필터 및 이를 이용한 공기정화장치
US9718705B2 (en) UV light source having combined ionization and formation of excimers
KR20130024642A (ko) 탈취장치
KR102355888B1 (ko) Uv-c led와 광촉매를 이용하여 광화학 반응 효율이 향상된 공기 정화용 이온화 장치
JP4516251B2 (ja) 紫外線照射装置及びその運用方法
JP3859091B2 (ja) 液体処理装置および水処理装置
JP6102842B2 (ja) デスミア処理方法およびデスミア処理装置
CN216080084U (zh) 空调器
KR20010099028A (ko) 광촉매 및 저온 플라즈마를 이용한 폐수 정화 장치

Legal Events

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

Effective date: 20190701