[发明专利]一种基于电容耦合分区放电等离子体处理恶臭气体的装置

说明书

技术领域

本发明属于工业恶臭气体污染物治理领域，确切的说是一种基于电容耦合分区放电等离子体处理恶臭气体的装置。

背景技术

恶臭污染物是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质，它是典型的公害之一。恶臭物质分布广，影响范围大，有的污染源发生的恶臭能波及方圆几千米至几十千米。恶臭的来源很多，其主要来自于：工业生产废气恶臭、农牧业恶臭、城市公共设施产生的恶臭等。恶臭物质根据其组成可分为5类 ：(1)含硫化合物(如H₂S、硫醇类和硫醚类)；(2)含氮化合物(如胺类、酰胺和吲哚类)；(3)卤素及衍生物 (如氯气和卤代烃)；(4)烃类(如烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃)；(5)含氧的有机物(如醇、酚、醛、酮和有机酸等)。

目前传统的治理恶臭气体的方法有物理法(掩蔽法和稀释扩散法)、燃烧法 (热力燃烧法和催化燃烧法)、吸附法、氧化法(臭氧氧化法、催化氧化法和过氧化氢法等)、洗涤法 (也称吸收法)。但是这些这些方法分别存在着净化不彻底、净化气体种类单一、工艺控制难度大、能耗高和可能会造成二次污染等缺点。目前新兴的治理恶臭气体的方法主要有生物法、光催化氧化法和等离子体法。其中生物法设备简单、能耗低、产生二次污染的可能性小，是目前国内外臭污染治理的主流方法，但该方法需要培养可将臭气成分氧化分解的菌种，且菌种的除臭效果受到外界环境等因素的影响较大。光催化氧化法需要的催化剂价格昂贵，并且受量子效率限制，难以处理大流量、高浓度的有机废气，因而在工业上的应用有待进一步开发。

进入20世纪90年代以来，利用低温等离子体净化污染气体成为许多学者研究的热点，在实验室的条件下，他们分别利用脉冲电晕放电、沿面放电、辉光放电和介质阻挡放电对单一的有害气体（非恶臭气体）进行净化，都达到了较好的处理效果。但是，利用低温等离子体在进行恶臭气体治理时的恶臭气体的能量利用效率较低。目前，用于污染气体治理的低温等离子体生成方法主要是电晕放电和介质阻挡放电，但电晕放电生成的等离子体空间狭小，活性粒子浓度低，且不均匀，实际应用中无法产生稳定均匀的等离子体；介质阻挡放电特征是，电极间有绝缘介质，限制放电发展，形成许多微放电，微放电中的电荷积累在介质表面形成强的反向电场，熄灭放电，使生成的等离子体均匀性得到改善，但其功率很小，微放电峰值电流小，电极间距狭窄，效率低，同时放电热耗非常大，温度较高容易烧坏反应装置材料。在大气压下，电晕放电和介质阻挡放电都不能产生稳定均匀的等离子体，都不是恶臭气体治理的理想选择方法。

发明内容

针对现有等离子体处理恶臭污染物技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于电容耦合分区放电等离子体处理恶臭气体的装置，解决传统等离子体在大气压下产生的等离子体规模小、不均匀、稳定性差的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于电容耦合分区放电等离子体处理恶臭气体的装置，该装置包括壳体以及设置在壳体外的高频电源和匹配网络，所述匹配网络的两端分别与高频电源的两极相连接，所述壳体的底部和顶部分别设有进气口和出气口，所述壳体内部自下而上依次间隔设有平板电极、针状电极固定板和篦板，所述平板电极、针状电极固定板和篦板的形状与所述壳体内径的形状相吻合，所述的针状电极固定板上固设有多个针状电极，多个针状电极的一端与所述的平板电极相对应且间隔有一定间距，另一端分别通过电容与所述高频电源的低压电极并联连接，且所述的电容分别密封在所述的针状电极固定板内，所述针状电极固定板的板面上均匀设有多个导气孔，所述的平板电极通过设在壳体外的可调电容与高频电源的高压电极相连接，且所述平板电极的中部设有导气孔，所述篦板以上的壳体内填充有活性炭形成活性炭填充区。

所述的平板电极为金属铜或铝电极。

所述的针状电极为金属铜或铝电极，电极横截面直径为2~4mm。

所述的针状电极和平板电极之间的间距为2~15mm。

所述篦板上的通孔均匀设置。该篦板由具有较好的强度的绝缘性材料制成。

所述的活性炭为圆柱颗粒状活性碳，其截面直径2mm，长度3~5mm。

所述可调电容的电容值10~50pF。

所述平板电极下方的壳体为漏斗状形成漏斗状气体导入区。