[发明专利]一种沿面和填充床复合放电处理工业废气装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种沿面和填充床复合放电处理工业废气装置，属于工业气态污染物控制技术领域。

背景技术

工业生产过程中排放大量工业废气，包括有机废气和无机废气，危害人体健康和生态环境，必须安装处理装置净化废气。大气压放电等离子体生成氧化、还原活性强的活性物质（如羟基自由基、氢自由基、臭氧、活性氧原子、活性氧分子、活性氮原子和活性氮分子等），应用这些活性物质与气态污染物分子反应，使气态污染物分子转变为无毒或者低毒性物质，实现工业气态污染物治理。在相关的研究中，介质阻挡放电等离子体气态污染物控制方法受到国内外学者的关注。

公开号为CN101468281B公开的低温等离子体放电净化高温废气装置、CN102553409A公开的一种耦合式介质阻挡放电等离子体处理有机异味废气的装置、CN101518710A公开的低温等离子体协同ACF净化VOCs的方法、CN101189059B公开的挥发性有机化合物处理装置和CN2813596Y公开的一种介质阻挡放电等离子体废气废液净化装置等，是平行的板（高压电极）-绝缘介质-板（低压电极）结构形式的介质阻挡放电等离子体处理工业废气的方法；以及公开号CN101462021B公开的一种介质阻挡放电低温等离子体有害气体转化装置、CN102814109A公开的一种基于介质阻挡电晕放电等离子体处理废气的装置、CN101934190B公开的矩阵式介质阻挡放电等离子体处理异味气体装置、CN102612250A公开的一种管式介质阻挡放电等离子体产生系统及应用等，是同轴的内管（高压电极或低压电极）-绝缘介质-外管（低压电极或者高压电极）结构形式的介质阻挡放电等离子体处理工业废气的方法。上述两类介质阻挡放电等离子体电极结构形式，在气隙间诱发等离子体发生的电场方向均是垂直于绝缘介质（也称介质）表面的，等离子体强度与气隙间距、绝缘介质的厚度和介电常数有关，也与气隙间气体种类、压强和温度等环境参数有关。在环境参数一定的条件下，减小绝缘介质厚度和电极与介质间或者介质与介质间的气隙间距，增加绝缘介质介电常数，气隙电场强度增加，等离子体中电子平均能量增加，而电子平均能量增加，将有助于产生活性物质，对污染物处理效果有利。因此，在环境和绝缘介质材料确定的条件下，减小气隙间距是提高电场强度、电子能量和活性物质生成量的主要方法。而减小气隙间距势必增加气体通过等离子体反应器阻力，即反应器气阻增加，增加风机压力损失和风机能耗。而且，减小气隙间距，将使反应器单位材料构成的反应器体积减小，若要保证反应器体积不变的话，势必等离子体发生单元数目，增加电极和介质材料消耗，增加等离子体反应器成本。若用气隙体积（即反应器处理体积）与反应器消耗材料质量比值Vm，作为衡量等离子体反应器制作成本的话的标准，Vm与反应器成本成反比，则上述两类结构形式的等离子体处理废气方法中的Vm小，反应器成本高。

对比文件【填充床/沿面复合放电等离子体降解苯的研究，孟诺等，河北大学学报，第530-533页，第30卷，第5期，2010年】、【沿面-填充床复合放电等离子体催化降解苯，孟诺，大连理工大学硕士论文，第20页】和【Degradation of benzene by using a silent-packed bed hybrid discharge plasma reactor，姜楠（Jiang Nan）等，Plasma Science and Technology,第140-146页，第14卷，第2期，2012年】，提出了沿面与填充床复合放电等离子体反应器结构，是在石英玻璃管内壁上安装螺绕环金属丝作为高压电极，在有机玻璃管内壁上安装金属网作为低压电极，石英玻璃管外壁和有机玻璃内壁之间填充绝缘颗粒形成填充床结构，当施加交流高压电压时，在石英玻璃管内壁上产生沿面放电，而在石英玻璃外壁与金属网之间的填充床上产生放电，获得了复合放电。该结构的优点是利用一套电极结构在两个区域产生放电，被处理气体先后依次通过两个放电区域，延长了放电处理时间，有利于废气处理。但是，由于填充床区域仅有一个低压电极，高压电极在石英玻璃管内侧，导致填充床区域放电强度弱，致使填充床区域处理废气能力弱。

发明内容