[实用新型]一种等离子体协同紫外光催化净化有机废气的反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及废气处理装置技术领域，特别涉及一种等离子体协同紫外光催化净化有机废气的反应器。

背景技术

有机废气特别是挥发性有机物VOCs，是重要的空气污染源之一，是一种对人类身体健康危害极大的物质。大部分的VOCs具有毒性、致癌性和特殊的气味，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害，甚至许多VOCs已被确认是致癌物，如甲醛、多环芳烃、芳香胺类等。VOCs多半还能与大气中碳氢化合物和NOx反应形成光化学烟雾，造成二次污染。部分的卤代烃类的VOCs，进入高空气层还将引起臭氧层的破坏。研究和开发高效的有机废气处理装置有着现实的迫切需求和重大的应用价值。

在VOCs净化领域，相比于传统的吸附法、吸收法、冷凝法、燃烧法、生物法，新的工艺和方法也在不断出现。近年来低温等离子体技术以其处理流程短、效率高、适用范围广等特点，引起了人们极高的重视。但是低温等离子体技术自身存在许多不足之处，例如其能量效率不高、选择性不好以及容易产生CO和臭氧等方面的缺陷，限制了该技术的工业化应用。紫外光催化技术，作为催化领域的新兴技术，它具有能耗低、副产物少、反应条件温和、过程简单、易操作等优点，是一种环境友好型催化反应过程，在环境污染治理方面的应用越来越广泛。而单一的光催化技术也面临反应器受紫外光源的限制、处理效率不高、能量利用率低、光催化性能低，水蒸汽对催化剂催化性能的毒害，光催化剂的失活，有毒副产物的产生，难以处理高浓度大风量气体等缺点。为此，将等离子体技术和光催化剂技术有机结合，克服单一技术的缺陷，开发反应速度快，处理效果好的有机废气净化技术，能为有机废气净化提供新的途径和方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种等离子体协同紫外光催化净化有机废气的反应器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种等离子体协同紫外光催化净化有机废气的反应器，包括壳体、绝缘层，所述绝缘层固定于壳体外部，所述壳体内设有若干个等离子体放电单元、进气口、出气口、过滤除尘单元，所述等离子体放电单元包括两个不锈钢钢板，所述两个不锈钢钢板位于等离子体放电单元的两端，所述过滤除尘单元位于进气口和等离子体放电单元之间，所述进气口与过滤除尘单元的一端相连接，所述过滤除尘单元的另一端通过若干个等离子体放电单元与出气口相连接，两个不锈钢钢板中的一个不锈钢钢板连接地，所述两个不锈钢钢板中的另一个不锈钢钢板连接高压电，所述两个不锈钢钢板都设有若干个通孔，所述等离子体放电单元内填充有光催化剂，所述相邻两个等离子体放电单元共用一个不锈钢钢板，所述壳体内表面采用逆反射材料，所述两个不锈钢钢板之间的距离为200mm～500mm。反应器横截面可为圆形或方形，相应的过滤除尘单元、不锈钢钢板、催化剂的形状与之对应。为了减少整个反应器的阻力，过滤除尘单元一般采用不锈钢网过滤，根据实际粉尘特性，选择不同厚度和孔径的不锈钢网。另外，在运行过程中，需要定期更换不锈钢网。

所述光催化剂填充方式为直接填充方式或间接填充方式。

所述直接填充方式指的是将光催化剂颗粒直接放置于等离子体放电单元内。对于粉尘浓度较低的有机废气，适合采用直接填充方式。此时，光催化剂采用浸渍法负载在吸附剂颗粒上，光催化剂不仅能有效吸附有机废气，增加反应区污染物的浓度，大大提高放电区内等离子体反应效率和光催化反应效率，而且颗粒状光催化剂比表面积大，催化反应效果更好。吸附剂可以为硅藻土、分子筛或活性氧化铝等非碳基吸附剂。

本实用新型还包括载体，所述光催化剂和载体混合压制形成蜂窝状的填料层，所述填料层固定于等离子体放电单元内，所述填料层沿着气流方向开有若干个贯通的气流通道，所述光催化剂和载体混合压制形成蜂窝状的填料层为间接填充方式。对于粉尘浓度较高的废气处理，可优选填料层的间接填充方式。填料层优选为蜂窝式结构，由光催化剂和载体混合压制而成。

作为优选，所述壳体内设有两个等离子体放电单元。根据废气处理量和处理效率，可增减放电单元。

所述光催化剂为Mn-TiO₂复合催化剂。Mn催化剂为低温催化剂，可以分解放电过程中产生的O₃，生成活性O原子附着在催化剂表面，在较低温度下促进有机废气的降解，将Mn-TiO₂催化剂复合，能够大大提高催化效率。