一种放电等离子体去除有害气体的方法和装置制造方法及图纸

一种放电等离子体去除有害气体的方法和装置，属于大气污染控制和环境保护技术领域，该方法的处理过程是把有害气体导入装置，所述的装置内设置有的正负(或正地)交替的多组电极对，并与高压电源连通，从吸收液喷淋器出来的吸收液液滴与电极接触造成正负电极之间瞬间导通放电使周围气体电离，形成由高能电子、原子和自由基等组成的气液接触放电等离子体区内，有害气体经过所述的放电等离子体区时，气流中的有害气体被氧化和降解，从气流中得到去除，喷淋吸收液经所述的装置下部的吸收液循环水池收集后通过吸收液循环系统循环利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种放电等离子体去除有害气体的方法和装置，特别涉及从气流中去除烃(不含甲烷)、醇、醛、醚、酚、酮、酯、胺和杂环化合物等挥发性有机物，气态硫化物、气态氟化物，氨、硫氧化物和一氧化氮等无机气体，属于大气污染控制和环境保护

技术介绍
化学、制药、燃烧、涂装和半导体等各种工业过程产生的有害气体，如烃(不含甲烷)、醇、醛、醚、酚、酮、酯、胺和杂环化合物等挥发性有机物，气态硫化物、气态氟化物，氨、硫氧化物和一氧化氮等无机物，这些污染物不仅对人体有害，有些还是致癌物质，而且大量排放还对局部区域环境产生了严重的影响，还是大气光化学雾形成的原因之一。但是这些物质或者水溶性不好，挥发性强或者化学结构稳定、不易降解的特点，给净化带来很大的困难。处理上述污染物的主要方法有燃烧法和吸附法等。但上述方法都有各自应用的局限性，燃烧法一般要求在600℃以上运行，投资和运转费高。吸附法对低浓度的污染物脱除效率较高，但无法达到分解有害气体的目的，吸附剂再生和后续处理系统复杂。非平衡等离子体作为一项新型废气治理技术，已开始在工业过程应用，其基本原理是利用气体放电产生大量高能电子、原子和自由基。这些高能电子、原子和自由基与有害气体分子反应并使其氧化或离解，最终转化为无害物。非平衡等离子体通常由脉冲放电或无声放电(又称介质阻挡放电)等方式产生的，但是由于非平衡等离子体持续时间极端，在处理低浓度、大气量的有害气体时，能耗高，因而难以在工业中大规模应用。本专利技术的目的是设计和提供一种放电等离子体去除有害气体的方法和装置，具有有害气体降解效率高、能耗低，操作方便的有点特点。专利
技术实现思路
本专利技术采用的技术方案为：一种放电等离子体去除有害气体的方法，其特征在于把含有害气体的气流导入装置，所述的装置内设置有的正负(或正地)交替的多组电极对，并与高压电源连通，同时从吸收液喷淋器喷淋出来的吸收液液滴与电极接触造成正负电极之间瞬间导通放电使周围气体电离，形成由高能电子、原子和自由基等组成的气液接触放电等离子体区，从所述的装置一端的气体入口导入的有害气体经过所述的放电等离子体区，气流中的有害气体被氧化和降解，最终转化为无害物，从气流中得到去除，净化后的气流通过设置在装置另一端的气体出口排出，喷淋吸收液经所述的装置下部的吸收液循环水池收集后通过吸收液循环系统循环利用。根据上述技术方案的一种放电等离子体去除有害气体的装置，其特征在于所述的装置的结构类似吸收塔，由气体进口、气体分布器、气液接触放电等离子体区、气体出口、吸收液喷淋器和吸收液循环系统组成。所述的气液接触放电等离子体区设置在装置的塔体中间，由
正负(或正地)交替的电极对组成，电极由高压电源供电，所述的装置的两端设置有气体进口和净化后气体出口，所述的吸收液喷淋器设置在所述的装置的上部，装置下部设置有吸收液循环水池通过管道和循环水泵与吸收液喷淋器连通，构成吸收液循环系统。本专利技术所述的电极结构一般为对称网状板结构，也可为针-网式，线-网式和线-板式等，可水平放置也可垂直放置，具体依据装置的结构形状和气、液流动方向设计和确定。电极材料一般为不锈钢、钛和钨等导电良好的金属材料以及相关复合材料，所述复合材料包括不锈钢或钛基二氧化钌(或铱)、二氧化钛、二氧化铅，二氧化锰和二氧化锡等复合电极，这些复合材料同时还具有一定的催化功能，能提高整体降解率约5％以上。以网板电极为例，网孔一般为圆形或多边形，网孔大小应保证气体和/或液体流过，流阻小，单个网孔面积一般应在0.03cm2以上，优选0.2cm2-50cm2，具体可视装置流通截面大小而定，气流正对电极网板流动时，单个网孔面积一般应小于流通截面的1/10，两相邻正负电极距离一般为1mm以上，优选5mm-150mm，电极除放电工作部分外，其他部分作绝缘处理，可采用聚四氟乙烯和陶瓷等绝缘材料。本专利技术所采用电极的供电方式包括直流、脉冲和交流，其中直流和脉冲供电的电压一般均为±1kV-±200kV，此时负极均为接地极，脉冲供电的脉冲重复频率一般为1Hz以上，优选10Hz-500Hz，频率增加，有害物降解率提高，脉冲重复频率为500Hz以上时，实际效果提高幅度不太，交流供电的电压一般为1kV-200kV，频率一般为1Hz以上，优选10Hz-1000Hz，频率为1000Hz以上时，实际效果提高幅度不太。电极施加电压与电极间距有关，电极间距离越大，施加电压可越高，一般电极距离每增加10mm，电压可增加5kV-10kV，电压高能量释放大，有害物降解效率高，电极对越多，输入功率越大，去除效果越好。吸收液一般采用水溶液，可在清水中加入少量的如硫酸钠和氯化钠等电解质增加其导电性，也可调整吸收液pH以有利吸收降解产物，如对含氮和含卤素类等物质可调整吸收液pH为碱性，以有利吸收有害气体降解产生的酸性气体，所述吸收液的主要功能是在喷淋过程中使吸收液滴与正负电极之间接触导通后放电使气体电离，形成由高能电子、原子和自由基等组成的气液接触放电等离子体区，促进有害气体的氧化和降解，吸收液喷淋包括微孔滴喷或气流吹喷等形式，效果相当。通过调节吸收液喷淋量和喷淋频度来调节放电强度，可以是连续和间隔喷淋，间隔喷淋的间隔时间一般应小于被处理气体在放电等离子体区的停留时间，具体可依据装置的结构尺寸和有害气体的负荷和去除率要求等参数确定，被处理气体在放电等离子体区的停留时间一般为0.5s以上，停留时间越长，降解效果越好，优选3-120s，超过120s，降解效果提高幅度变小。由于在气体放电过程中会产生紫外发光现象，在所述的吸收液中也可加入一定量的光催化剂，一般采用P25型TiO2晶体，也可采用掺杂或改性处理的TiO2光催化剂和其他如ZnO、SnO2、ZrO2和WO3等光催化剂或混合物，使部分被吸收液吸收的有害气体在液相得到降解，促进有害气体的去除。这些催化剂的效果大体相当，以TiO2稳定性好，具体可参看相关文献。以P25型TiO2光催剂为例，主要由锐钛型矿型和金红石型组成，以锐钛型矿型为主，光催化剂平均粒径小些为好，一般为500nm以下，优选10-50nm，添加量可根据需处理的有害物和
处理要求等参数选定，一般为0.1g/L以上，优选0.5g-30g/L。本专利技术所述有害气体包括烃(除甲烷)、醇、醛、醚、酚、酮、酯、胺和杂环化合物等挥发性有机物，气态硫化物、气态氟化物，氨、硫氧化物和一氧化氮等无机物中的一种或几种。本专利技术的优点是：本专利技术采用吸收喷淋液滴与装置中的正负电极接触并使之导通放电使气体电离，形成由高能电子、原子和自由基等组成的等离子体区与被处理的有害气体发生氧化和降解反应，从而达到气体净化的目的，进一步通过采用催化电极和在吸收液中加入光催化剂，促进了有害气体的吸收和降解，提高了能源利用效率。附图说明图1为本专利技术所述的一种放电等离子体去除有害气体的装置结构示意图，其中：1循环水泵；2循环水泵进液管；3吸收液循环水槽；4加液口；5气体进口；6气体分布器；7循环水泵出液管；8进液口；9气体出口；10吸收液喷淋器；11电极组的正极；12电极组的负极；13排液口。图2为本专利技术所述的一种放电等离子体去除有害气体的装置网状电极结构示意图，其中：14网状电极接线柱。正负电极结构相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电等离子体去除有害气体的方法，其特征在于把含有害气体的气流导入装置，所述的装置内设置有的正负(或正地)交替的多组电极对，并与高压电源连通，从吸收液喷淋器出来的吸收液液滴与电极接触造成正负电极之间瞬间导通放电使周围气体电离，形成由高能电子、原子和自由基等组成的气液接触放电等离子体区内，从所述的装置一端的气体入口导入的有害气体经过所述的放电等离子体区，气流中的有害气体被氧化和降解，最终转化为无害物，从气流中得到去除，净化后的气流通过设置在装置另一端的气体出口排出，喷淋吸收液经所述的装置下部的吸收液循环水池收集后通过吸收液循环系统循环利用。

【技术特征摘要】
1.一种放电等离子体去除有害气体的方法，其特征在于把含有害气体的气流导入装置，所述的装置内设置有的正负(或正地)交替的多组电极对，并与高压电源连通，从吸收液喷淋器出来的吸收液液滴与电极接触造成正负电极之间瞬间导通放电使周围气体电离，形成由高能电子、原子和自由基等组成的气液接触放电等离子体区内，从所述的装置一端的气体入口导入的有害气体经过所述的放电等离子体区，气流中的有害气体被氧化和降解，最终转化为无害物，从气流中得到去除，净化后的气流通过设置在装置另一端的气体出口排出，喷淋吸收液经所述的装置下部的吸收液循环水池收集后通过吸收液循环系统循环利用。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的电极包括网-网板式、针-网板式和线-网板式，电极材料包括为不锈钢、钛或钨以及相关复合材料，所述的复合材料包括不锈钢或钛基二氧化钌(或铱)、二氧化钛、二氧化铅，二氧化锰和二氧化锡等复合电极；所述的网板电极，网孔为圆形或多边形，单个网孔面积在0.03cm2以上，优选0.2cm2-50cm2。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的电极的供电方式包括直流、脉冲和交流，其中直流和脉冲供电的电压一般为±1kV-±200kV，脉冲供电的脉冲重复频率为1Hz以上，交流供电的电压为1kV-200kV，频率为1Hz以上，两相邻正负电极距离为1mm以上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立维，
申请(专利权)人：黄立维，
类型：发明
国别省市：浙江;33