專(zhuān)利名稱(chēng)：準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法與裝置。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)展，廢氣的處理方法越來(lái)越多，目前廢氣的處理方法有吸收法、吸附法、催化氧化法、光催化法和等離子體技術(shù)等。在當(dāng)今倡導(dǎo)清潔生產(chǎn)、節(jié)約資源的形勢(shì)下，無(wú)需化學(xué)品、無(wú)需耗用大量水和能源、成本低和對(duì)環(huán)境友好的低溫等離子體技術(shù)頗具吸引力。等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后被稱(chēng)為物質(zhì)的第四態(tài)，它是氣體在放電過(guò)程中產(chǎn)生的包括大量正負(fù)帶電粒子、電子和中性粒子以及自由基組成的表現(xiàn)出集體行為的一種準(zhǔn)中性氣體。在這個(gè)體系中如果電子的溫度和重粒子的溫度差不多，則為高溫等離子，或稱(chēng)為平衡態(tài)等離子體；如果電子的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重粒子的溫度，整個(gè)體系呈現(xiàn)一種常溫狀態(tài)，此時(shí)產(chǎn)生的等離子體為低溫等離子體，也稱(chēng)非平衡態(tài)等離子體，一般氣體放電產(chǎn)生的等離子體屬于這一類(lèi)型。產(chǎn)生低溫等離子體的方式有介質(zhì)阻擋放電(Dielectric barrier discharge,以下簡(jiǎn)稱(chēng)DBD)、輝光放電、電暈放電、微波放電和射頻放電等。目前已有文獻(xiàn)報(bào)道介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的等離子體可用于降解揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)、溫室氣體、氟氯烴化合物和煙氣脫硫脫硝等；但是這些研究大部分是基礎(chǔ)研究，應(yīng)用研究相對(duì)較少。目前產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用只查閱到兩例，一是Fujistu公司用DBD處理二噁英氣體；二是DBD用于上海月季化纖有限公司的硫化氫和二硫化碳廢氣的工業(yè)化治理。DBD等離子體降解廢氣的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用沒(méi)有得到有效推廣的主要原因是能量利用率低、外施電壓高(一般要大于9000V)和電源壽命短。因此，很多學(xué)者開(kāi)始從單獨(dú)DBD等離子體降解污染物轉(zhuǎn)向DBD與其它技術(shù)聯(lián)合降解污染物的研究，包括:DBD-催化、DBD-UV,DBD-O3等。然而，上述這些聯(lián)合降解技術(shù)需額外加入一些物質(zhì)或設(shè)備，使得體系變得復(fù)雜化，要想將兩者緊密地結(jié)合在一起發(fā)揮作用在實(shí)際應(yīng)用中存在一定困難。例如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 201969473U (申請(qǐng)?zhí)?01120053678.8)公開(kāi)了一種UV等離子廢氣凈化器，包括主殼體，主殼體的前、后端分別設(shè)有主進(jìn)氣口、主出氣口 ；所述主殼體的內(nèi)部從主進(jìn)氣口到主出氣口依次設(shè)有進(jìn)氣段、UV凈化段、等離子體凈化段、出氣段；uv凈化段內(nèi)設(shè)有若干個(gè)呈陣列排布的紫外線(xiàn)燈管以及用于所述紫外線(xiàn)燈管啟動(dòng)的若干個(gè)鎮(zhèn)流器；等離子體凈化段包括至少一個(gè)等離子體廢氣凈化裝置?？梢?jiàn)這種DBD-UV聯(lián)合降解技術(shù)為了將UV與等離子體聯(lián)合降解廢氣，增加了 UV凈化段的設(shè)備，使得整個(gè)凈化體系復(fù)雜化。因此，開(kāi)發(fā)一項(xiàng)污染物降解效率高、能量利用率高、設(shè)備簡(jiǎn)單的新型等離子體降解廢氣技術(shù)非常必要。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 100540121C(申請(qǐng)?zhí)?00610028018.8)公開(kāi)了一種雙等離子體處
理工業(yè)廢氣的方法與裝置，該方法由原來(lái)的雙層石英介質(zhì)改為三層石英介質(zhì)層，使三層石英介質(zhì)分隔形成兩個(gè)放電區(qū)域即常壓氣體放電區(qū)和低壓氣體紫外輻射區(qū)；工業(yè)廢氣由常壓氣體放電區(qū)進(jìn)入系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)低壓氣體紫外輻射區(qū)，實(shí)現(xiàn)去除污染物、凈化氣體的效果。該方法比等離子體單獨(dú)降解廢氣時(shí)能率提高了 30%左右。但是該專(zhuān)利中紫外光區(qū)域在內(nèi)側(cè)(電場(chǎng)強(qiáng))，等離子體在外側(cè)，電能主要用于產(chǎn)生紫外輻射，削弱了等離子體降解廢氣的效果，能量利用率很難達(dá)到最優(yōu)化。同時(shí)，紫外區(qū)域在內(nèi)側(cè)，燈管表面溫度高，介質(zhì)容易擊穿而導(dǎo)致燈管壽命縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用一個(gè)電源同時(shí)產(chǎn)生等離子體和準(zhǔn)分子紫外輻射，耦合一體化降解廢氣的方法與裝置。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一目的的技術(shù)方案是一種準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法，所用反應(yīng)器包括四層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極、外電極和高壓電源。所述四層石英介質(zhì)層包括同軸線(xiàn)的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管、第二石英管、第三石英管和第四石英管；內(nèi)電極設(shè)置在第一石英管內(nèi)，外電極設(shè)置在第三石英管外側(cè)面。第一石英管與第二石英管之間的空間為A區(qū)反應(yīng)區(qū)；第三石英管的上、下兩端端口燒結(jié)在第二石英管的外側(cè)面，從而第二石英管與第三石英管之間形成密閉的環(huán)形空腔，該密閉的環(huán)形空腔為氣體填充B區(qū)；第四石英管與第三石英管之間的空間為C區(qū)反應(yīng)區(qū)。抽真空后，向氣體填充B區(qū)充入稀有氣體或者稀有氣體-鹵素混合氣體或者汞-鹵素混合氣體；接通高壓電源后，氣體填充B區(qū)的氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向A區(qū)反應(yīng)區(qū)和C區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，A區(qū)反應(yīng)區(qū)內(nèi)氣體放電產(chǎn)生等離子體。待降解的廢氣全部經(jīng)過(guò)A區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射和等離子體共同作用下被降解；或者待降解的廢氣分流進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)和C區(qū)反應(yīng)區(qū)，進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)的氣體在準(zhǔn)分子紫外輻射和等離子體共同作用下被降解，進(jìn)入C區(qū)反應(yīng)區(qū)的氣體在準(zhǔn)分子紫外輻射下進(jìn)行光解；氣體從A區(qū)反應(yīng)區(qū)或C區(qū)反應(yīng)區(qū)流出后，由引風(fēng)機(jī)抽出排放。作為優(yōu)選的，當(dāng)處理難降解的廢氣時(shí)，待降解的廢氣全部進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)，同時(shí)向C區(qū)反應(yīng)區(qū)通入空氣，空氣在紫外光作用下分解為活性粒子；從C區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體與A區(qū)反應(yīng)區(qū)處理后流出的廢氣混合時(shí)，活性粒子與A區(qū)反應(yīng)區(qū)處理后的廢氣進(jìn)一步反應(yīng)，使得A區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體得到進(jìn)一步降解。優(yōu)選的，從廢氣發(fā)生器或者廢氣儲(chǔ)氣罐流出的待降解的廢氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離裝置初步混合，再經(jīng)過(guò)多孔分流后進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)或C區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行降解。所述高壓電源為中頻脈沖方波電源，放電電壓在OkV 15kV范圍內(nèi)可調(diào)。上述氣體填充B區(qū)充入的稀有氣體為Xe2 ;氣體填充B區(qū)充入的稀有氣體-鹵素混合氣體為Ar/F2、Kr/Cl2、Kr/Br2或Kr/I2的混合氣體；氣體填充B區(qū)充入的汞-鹵素混合氣體為Hg/F2或Hg/Cl2的混合氣體。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的技術(shù)方案是一種如上所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法所用的裝置，包括集氣罩、氣體分配器、反應(yīng)器和引風(fēng)機(jī)；集氣罩包括第一集氣罩和第二集氣罩；氣體分配器包括第一氣體分配器和第二氣體分配器；第一集氣罩、第一氣體分配器、反應(yīng)器、第二氣體分配器和第二集氣罩由下向上依次設(shè)置。
第一集氣罩的進(jìn)氣口與待降解氣體的廢氣發(fā)生器出氣口或者儲(chǔ)氣罐相連，第一集氣罩的的出氣口與第一氣體分配器的進(jìn)氣口相連；反應(yīng)器設(shè)置在第一氣體分配器和第二氣體分配器之間；第二集氣罩安裝固定在第二氣體分配器上方，第二集氣罩的進(jìn)氣口與第二氣體分配器的所有出氣口相連通；弓I風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣端口與第二集氣罩的出氣口相連。所述反應(yīng)器包括四層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極、外電極和高壓電源；所述四層石英介質(zhì)層包括同軸線(xiàn)的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管、第二石英管、第三石英管和第四石英管；內(nèi)電極設(shè)置在第一石英管內(nèi)，外電極設(shè)置在第三石英管外側(cè)面。第二石英管和第三石英管的紫外光的透過(guò)率達(dá)85%以上；第一石英管和第四石英管的紫外光的透過(guò)率< 40%。第一石英管的壁厚為I 2mm，第四石英管的壁厚為I 2mm。第一石英管的兩端封閉，通過(guò)支撐架固定在第二石英管內(nèi)部。所述支撐架的主體為一圓板。支撐架包括安裝孔和通氣孔，安裝孔設(shè)置在支撐架的主體中央且與支撐架的主體同軸；通氣孔設(shè)置在安裝孔的外周。支撐架與第二石英管的內(nèi)壁緊配合；第一石英管與支撐架的安裝孔緊配合，從而第一石英管通過(guò)支撐架固定在第二石英管52內(nèi)部。第一石英管與第二石英管之間的空間為A區(qū)反應(yīng)區(qū)；第三石英管的上、下兩端端口燒結(jié)在第二石英管的外側(cè)面，從而第二石英管與第三石英管之間形成密閉的環(huán)形空腔，該密閉的環(huán)形空腔為氣體填充B區(qū)，氣體填充B區(qū)內(nèi)充有稀有氣體或者稀有氣體-鹵素混合氣體或者汞-鹵素混合氣體；第四石英管與第三石英管之間的空間為C區(qū)反應(yīng)區(qū)。第一氣體分配器設(shè)有A區(qū)進(jìn)氣通孔和C區(qū)進(jìn)氣通孔，第二氣體分配器設(shè)有A區(qū)出氣通孔和C區(qū)出氣通孔；第一氣體分配器的A區(qū)進(jìn)氣通孔與A區(qū)反應(yīng)區(qū)和第二氣體分配器的A區(qū)出氣通孔相連通，第一氣體分配器的C區(qū)進(jìn)氣通孔與C區(qū)反應(yīng)區(qū)和第二氣體分配器的C區(qū)出氣通孔相連通。優(yōu)選的，第一氣體分配器還包括空氣通道；空氣通道的進(jìn)氣端與空氣管)相連，空氣管上設(shè)有閥門(mén)；空氣通道的出氣口與C區(qū)反應(yīng)區(qū)相連通。作為優(yōu)選的，第一氣體分配器的C區(qū)進(jìn)氣通孔的出口上方和空氣通道的出氣口上方還設(shè)有多孔篩板。所述多孔篩板為環(huán)形，多孔篩板的圓周方向設(shè)置一圈通氣孔，多孔篩板的通氣孔設(shè)置在反應(yīng)器的C區(qū)反應(yīng)區(qū)下方；第一氣體分配器的C區(qū)進(jìn)氣通孔通過(guò)多孔篩板的通氣孔與反應(yīng)器的C區(qū)反應(yīng)區(qū)相連通；空氣通道的出氣口通過(guò)多孔篩板的通氣孔與反應(yīng)器的C區(qū)反應(yīng)區(qū)相連通。作為優(yōu)選的，第一氣體分配器的進(jìn)氣口下方還設(shè)有旋風(fēng)分離裝置；第一集氣罩的出氣口與旋風(fēng)分離裝置的進(jìn)氣口相連，旋風(fēng)分離裝置的出氣端口與第一氣體分配器的進(jìn)氣口相連通。上述第一石英管的內(nèi)壁緊貼一層卷制的金屬片作為內(nèi)電極，或者第一石英管的內(nèi)部填滿(mǎn)金屬粉末作為內(nèi)電極。第三石英管的外側(cè)面上纏繞片狀金屬作為外電極，或者第三石英管的外側(cè)面上包裹金屬網(wǎng)作為外電極。所述高壓電源為中頻脈沖方波電源，放電電壓在OkV 15kV范圍內(nèi)可調(diào)。本發(fā)明具有積極的效果:(I)本發(fā)明的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置包括由內(nèi)外向同軸線(xiàn)設(shè)置的四層石英介質(zhì)層，第三石英介質(zhì)層的兩端燒結(jié)固定在第二石英介質(zhì)層的外側(cè)表面上，從而第三石英介質(zhì)層與第二石英介質(zhì)層之間形成密封的環(huán)形空腔，環(huán)形空腔內(nèi)根據(jù)所要處理的廢氣種類(lèi)填充具有一定壓力的稀有氣體、稀有氣體與鹵素或汞蒸汽與鹵素的混合氣體。作為第三石英介質(zhì)層的石英套管外纏繞作為外電極的片狀金屬或包裹作為外電極的網(wǎng)狀金屬，第一石英介質(zhì)層內(nèi)壁緊貼一層金屬片或填滿(mǎn)金屬粉末作為內(nèi)電極。接通電源后，在高壓電源激發(fā)下，內(nèi)外電極之間產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電等離子體和準(zhǔn)分子紫外輻射，流經(jīng)第一石英介質(zhì)層和第二石英介質(zhì)層之間(A區(qū)反應(yīng)區(qū))的廢氣在介質(zhì)阻擋放電等離子體和準(zhǔn)分子紫外輻射的協(xié)同作用下降解；達(dá)到最佳的污染物去除率。與此同時(shí)，第三石英介質(zhì)層和第四石英介質(zhì)層之間(C區(qū)反應(yīng)區(qū))還存在準(zhǔn)分子紫外輻射，流經(jīng)C區(qū)的廢氣在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下被降解。因此，本發(fā)明的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化廢氣降解的裝置中，準(zhǔn)分子紫外輻射可以單獨(dú)降解廢氣；也可以作為光電離劑，與等離子體耦合，降低氣體擊穿電壓，提高能量利用率。(2)本發(fā)明的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置的反應(yīng)器進(jìn)氣端設(shè)有分流式氣體分配器，可以實(shí)現(xiàn)廢氣以分流或不分流的模式進(jìn)入反應(yīng)器。C區(qū)進(jìn)氣口由活塞關(guān)閉后，廢氣不分流進(jìn)入反應(yīng)器的A區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行紫外輻射/等離子體聯(lián)合降解。C區(qū)進(jìn)氣口的活塞打開(kāi)后，廢氣通過(guò)氣體分配器分成兩路進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)和C區(qū)反應(yīng)區(qū)，進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)的氣體在紫外輻射與等離子體的聯(lián)合作用下降解；進(jìn)入C區(qū)反應(yīng)區(qū)的氣體在紫外輻射的作用下降解。(3)當(dāng)所要處理的廢氣比較難降解時(shí)，C區(qū)進(jìn)氣口由活塞關(guān)閉，空氣通道閥門(mén)開(kāi)啟，通入空氣至C區(qū)，廢氣通過(guò)氣體分配器進(jìn)入A區(qū)進(jìn)行紫外輻射/等離子體聯(lián)合降解，空氣通過(guò)氣體分配器和多孔篩板進(jìn)入C區(qū)在紫外輻射下解離。C區(qū)通入空氣可以起到兩個(gè)作用:一是降低準(zhǔn)分子燈表面的溫度，使燈管持續(xù)發(fā)光；二是空氣在紫外光作用下分解為活性粒子，包括0.、.0Η和03等，與A區(qū)處理后的廢氣在第二集氣罩內(nèi)混合時(shí)反應(yīng)，從而使A區(qū)氣體得到進(jìn)一步降解。(4)本發(fā)明的裝置的內(nèi)外電極通過(guò)三層介質(zhì)分開(kāi)，可以通過(guò)改變電極材料和電極形狀改變介質(zhì)阻擋放電的效果和準(zhǔn)分子燈的光效，最大程度提高能量利用率。(5)本發(fā)明待處理的廢氣通過(guò)旋風(fēng)分離裝置+氣體分配器兩級(jí)混合，實(shí)現(xiàn)均勻進(jìn)氣，保證處理效果穩(wěn)定。(6)本發(fā)明中裝置的四層石英介質(zhì)層通過(guò)支撐架、第一氣體分配器和第二氣體分配器實(shí)現(xiàn)同軸，材質(zhì)均為耐高溫、性質(zhì)穩(wěn)定的聚四氟乙烯。支撐架形狀為多孔圓環(huán)形，既可保證最內(nèi)層石英管和外層石英套管同軸，又可使氣體均勻通過(guò)A區(qū)反應(yīng)區(qū)。(7)本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積少、準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)范圍寬(λ =108-345nm)、紫外燈壽命長(zhǎng)、能量利用率高、廢氣處理效果好、應(yīng)用范圍廣，可用于多種廢氣的治理。


圖1為本發(fā)明的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置示意圖2為圖1中的反應(yīng)器的俯視圖；圖3為圖1中的第一氣體分配器的立體示意圖；圖4為圖1中的支撐架的俯視圖；圖5為圖1中的多孔篩板的俯視圖；圖6為本發(fā)明的裝置只有A區(qū)通待降解氣體時(shí)的工作原理圖；圖7為本發(fā)明的裝置A區(qū)和C區(qū)同時(shí)通待降解氣體時(shí)的工作原理圖；圖8為本發(fā)明的裝置A區(qū)通待降解氣體、C區(qū)通空氣時(shí)的工作原理圖；圖9為本發(fā)明的廢氣降解工藝流程圖；上述附圖中的標(biāo)記如下:集氣罩I，第一集氣罩11，第二集氣罩12 ；旋風(fēng)分離裝置2，進(jìn)氣口 21 ;第一氣體分配器3，主體31，盲孔32，圓柱基臺(tái)33_1，圓環(huán)柱體33_2，環(huán)形槽34，環(huán)形凸臺(tái)35，A區(qū)進(jìn)氣通孔36，空氣通道37，出氣口 37_1，空氣管37_2，閥門(mén)37_3，C區(qū)進(jìn)氣通孔38，活塞通道39，活塞39-1 ；第二氣體分配器4，主體41，A區(qū)出氣通孔42，C區(qū)出氣通孔43 ；反應(yīng)器5，第一石英管51，第二石英管52，第三石英管53，第四石英管54，氣體填充區(qū)55，支撐架56，安裝孔56-1，通氣孔56-2 ；內(nèi)電極61，外電極62，高壓電源63 ;多孔篩板7，通氣孔71。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1、準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置)見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置包括集氣罩1、旋風(fēng)分離裝置2、氣體分配器、反應(yīng)器5和引風(fēng)機(jī)。集氣罩I包括第一集氣罩11和第二集氣罩12 ;氣體分配器包括第一氣體分配器3和第二氣體分配器4。第一集氣罩11、旋風(fēng)分離裝置2、第一氣體分配器3、反應(yīng)器5、第二氣體分配器4和第二集氣罩12由下向上依次設(shè)置。第一集氣罩11的進(jìn)氣口與待降解氣體的廢氣發(fā)生器出氣口或者儲(chǔ)氣罐相連，第一集氣罩11的的出氣口與旋風(fēng)分離裝置2的進(jìn)氣口 21相連。旋風(fēng)分離裝置2設(shè)置在第一集氣罩11的內(nèi)部，旋風(fēng)分離裝置2由其上方的安裝座固定在第一集氣罩11的上方安裝臺(tái)上從而由第一集氣罩11支撐并固定在第一集氣罩11上。第一氣體分配器3由其下部固定在旋風(fēng)分離裝置2的出氣端口上，第一氣體分配器3下端的進(jìn)氣口與旋風(fēng)分離裝置2的出氣端口相連通。見(jiàn)圖3，第一氣體分配器3包括主體31、盲孔32、圓柱基臺(tái)33_1、圓環(huán)柱體33_2、環(huán)形槽34、環(huán)形凸臺(tái)35、A區(qū)進(jìn)氣通孔36、空氣通道37、C區(qū)進(jìn)氣通孔38、活塞通道39和多孔篩板7。主體31為圓柱體形，從主體31的上底面向下設(shè)有盲孔32 ;盲孔32與主體31同軸線(xiàn)。盲孔32的中央設(shè)有與盲孔32同軸線(xiàn)的圓柱基臺(tái)33-1和圓環(huán)柱體33-2 ;所述圓柱基臺(tái)33-1為一圓柱體；圓環(huán)柱體33-2的與圓柱基臺(tái)33-1相連接的下底面為圓環(huán)，由該圓環(huán)沿著圓柱基臺(tái)的軸線(xiàn)向上延伸即得圓環(huán)柱體33-2。圓柱基臺(tái)33-1和圓環(huán)柱體33-2—體成型，圓柱基臺(tái)33-1和圓環(huán)柱體33-2的外徑相同。盲孔32的孔壁與圓柱基臺(tái)33-1和圓環(huán)柱體33_2的外側(cè)面之間形成環(huán)形槽34，也即環(huán)形槽34的內(nèi)側(cè)槽壁為圓柱基臺(tái)33-1和圓環(huán)柱體33-2的外側(cè)面，外側(cè)槽壁為盲孔32的孔壁。環(huán)形凸臺(tái)35沿著盲孔32的孔壁設(shè)置在環(huán)形槽34內(nèi)，從而環(huán)形凸臺(tái)35與環(huán)形槽34之間形成一臺(tái)階。A區(qū)進(jìn)氣通孔36以篩孔狀分布設(shè)置在圓環(huán)柱體33-2所對(duì)應(yīng)的主體31部分，A區(qū)進(jìn)氣通孔36從圓柱基臺(tái)33-1的上表面向下貫穿主體31，各A區(qū)進(jìn)氣通孔36的軸線(xiàn)與主體31的軸線(xiàn)平行。A區(qū)進(jìn)氣通孔36的上端出氣口均位于圓環(huán)柱體33-2的內(nèi)部。見(jiàn)圖1和圖3，空氣通道37設(shè)置在主體31內(nèi)部的左側(cè)，空氣通道37由徑向設(shè)置的一段通道和軸向設(shè)置的一段通道連接組成。軸向設(shè)置的通道的出口位于環(huán)形槽34內(nèi)并與外界相通，該出口也是空氣通道37的出氣口 37-1?？諝馔ǖ?7的徑向設(shè)置的通道的進(jìn)氣端為空氣通道37的進(jìn)氣端，空氣通道37的進(jìn)氣端與空氣管37-2相連，空氣管37-2上設(shè)有閥門(mén)37-3?？諝夤?7_2與氣泵相連。C區(qū)進(jìn)氣通孔38設(shè)置在主體31的右側(cè)，C區(qū)進(jìn)氣通孔38的軸線(xiàn)與主體31的軸線(xiàn)平行并完全貫穿主體31 ；C區(qū)進(jìn)氣通孔38的出氣端口位于環(huán)形槽34內(nèi)。活塞通道39沿著徑向設(shè)置在主體31內(nèi)，活塞通道39與C區(qū)進(jìn)氣通孔38相連通?；钊ǖ?9內(nèi)設(shè)有活塞39-1 ;當(dāng)活塞39-1由右向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)最左端時(shí)，活塞39_1將C區(qū)進(jìn)氣通孔38堵??；而當(dāng)活塞39-1向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，C區(qū)進(jìn)氣通孔38恢復(fù)暢通。空氣通道37的出氣口 37-1上方和C區(qū)進(jìn)氣通孔38上方設(shè)置多孔篩板7。見(jiàn)圖5，所述多孔篩板7為環(huán)形，沿著多孔篩板7的圓周方向設(shè)置一圈通氣孔71。多孔篩板7的外徑與主體31的盲孔32的直徑相同或略小于主體31的盲孔32的直徑；多孔篩板7的中央孔徑與主體31的圓柱基臺(tái)33-1的外徑相同或略大于圓柱基臺(tái)33-1的外徑。見(jiàn)圖1，多孔篩板7套在主體31的圓柱基臺(tái)33-1外側(cè)，并且固定設(shè)置在環(huán)形凸臺(tái)35上。從空氣通道37的出氣口 37-1流出的空氣經(jīng)過(guò)多孔篩板7的通氣孔71后流入C區(qū)，在紫外輻射作用下解離。從C區(qū)進(jìn)氣通孔38的出氣端口流出的廢氣經(jīng)過(guò)多孔篩板7的通氣孔71后進(jìn)入C區(qū)。廢氣在經(jīng)過(guò)多孔篩板7時(shí)得到進(jìn)一步混合。見(jiàn)圖1，第二氣體分配器4包括主體41，盲孔、圓環(huán)柱體、環(huán)形槽、A區(qū)出氣通孔42和C區(qū)出氣通孔43。主體41為圓柱體形，從主體41的下底面向上設(shè)有盲孔，盲孔與主體41同軸線(xiàn)。第二氣體分配器4的主體41的盲孔直徑與第一氣體分配器3的主體31的盲孔32的直徑相同，也與第一氣體分配器3的環(huán)形凸臺(tái)35的外徑相同。主體41的盲孔的中央設(shè)有與盲孔同軸線(xiàn)的圓環(huán)柱體；第二氣體分配器4的主體41的圓環(huán)柱體的內(nèi)徑與第一氣體分配器3的主體31的圓環(huán)柱體33-2的內(nèi)徑相同。盲孔的孔壁與圓環(huán)柱體的外側(cè)面之間形成環(huán)形槽，也即環(huán)形槽的內(nèi)側(cè)槽壁為圓環(huán)柱體的外側(cè)面，外側(cè)槽壁為盲孔的孔壁。A區(qū)出氣通孔42以篩孔狀分布設(shè)置在圓環(huán)柱體所對(duì)應(yīng)的主體41部分，A區(qū)出氣通孔42從圓環(huán)柱體的上底面所在平面向上貫穿主體41，各A區(qū)出氣通孔42的軸線(xiàn)與主體41的軸線(xiàn)平行。A區(qū)出氣通孔42的下端進(jìn)氣口均位于圓環(huán)柱體的內(nèi)部。C區(qū)出氣通孔43位于環(huán)形槽所對(duì)應(yīng)的主體41部分，C區(qū)出氣通孔43上下貫穿主體41。第二集氣罩12安裝固定在第二氣體分配器4上方，第二集氣罩12的進(jìn)氣口與第二氣體分配器4的所有出氣口相連通。引風(fēng)機(jī)(圖中未畫(huà)出)的進(jìn)氣端口與第二集氣罩12的出氣口相連通。反應(yīng)器5設(shè)置在第一氣體分配器3和第二氣體分配器4之間，且反應(yīng)器5設(shè)置在第一氣體分配器3的多孔篩板7的上方。反應(yīng)器5包括四層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極61、外電極62和高壓電源63。見(jiàn)圖2，所述四層石英介質(zhì)層包括同軸線(xiàn)的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管51、第二石英管52、第三石英管53和第四石英管54。第二石英管52和第三石英管53的紫外光(200nm附近)的透過(guò)率達(dá)85%以上；第一石英管51和第四石英管54采用國(guó)產(chǎn)石英管，其紫外光(200nm附近)的透過(guò)率< 40%。第一石英管51的壁厚為I 2mm，第四石英管54的壁厚為I 2mm。第二石英管52的兩端敞口，第二石英管52的外徑與第一氣體分配器3的圓環(huán)柱體33-2的內(nèi)徑相同。第二石英管52的下端套裝在第一氣體分配器3的圓環(huán)柱體33-2內(nèi)，第二石英管52的上端套裝在第二氣體分配器4的圓環(huán)柱體內(nèi)；從而第二石英管52固定在第一氣體分配器3和第二氣體分配器4之間。第一石英管51的兩端封閉，通過(guò)支撐架56固定在第二石英管52內(nèi)部。見(jiàn)圖4，所述支撐架56的主體為一圓板。支撐架56包括安裝孔56-1和通氣孔56-2，安裝孔56_1設(shè)置在支撐架56的主體中央且與支撐架56的主體同軸；通氣孔56-2設(shè)置在安裝孔56_1的外周。支撐架56與第二石英管52的內(nèi)壁緊配合；第一石英管51與支撐架56的安裝孔56-1緊配合，從而第一石英管51通過(guò)支撐架56固定在第二石英管52內(nèi)部。第一石英管51與第二石英管52之間的空間為A區(qū)反應(yīng)區(qū)，所述A區(qū)反應(yīng)區(qū)為準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解區(qū)。支撐架56不僅使得第一石英管51與第二石英管52同軸，而且其上設(shè)置的通氣孔56-2使得廢氣均勻通過(guò)A區(qū)反應(yīng)區(qū)。第三石英管53套裝在第二石英管52外，第三石英管53的上、下兩端端口燒結(jié)在第二石英管52的外側(cè)面，從而第二石英管52與第三石英管53之間形成密閉的環(huán)形空腔，將該密閉的環(huán)形空腔作為氣體填充B區(qū)。氣體填充B區(qū)內(nèi)根據(jù)待降解廢氣的種類(lèi)填充不同的氣體，例如Xe2、Ar/F2、Kr/Cl2、Kr/Br2、Kr/I2、Hg/F2或取/(:12等，以產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的準(zhǔn)分子紫外福射,與等離子體稱(chēng)合降解廢氣。第四石英管54的兩端敞口，第四石英管54的外徑與第一氣體分配器3的盲孔32的直徑相同。第四石英管54的的下端套裝在第一氣體分配器3的盲孔32內(nèi)，并且支撐在環(huán)形凸臺(tái)35上；第四石英管54的的上端套裝在第二氣體分配器4的盲孔內(nèi)；從而第四石英管54固定在第一氣體分配器3和第二氣體分配器4之間。第四石英管54與第三石英管53之間的空間為C區(qū)反應(yīng)區(qū)，所述C區(qū)反應(yīng)區(qū)為準(zhǔn)分子紫外輻射降解區(qū)。內(nèi)電極61設(shè)置在第一石英管51的內(nèi)部，第一石英管51的內(nèi)壁緊貼一層卷制的金屬片作為內(nèi)電極61,或者第一石英管51的內(nèi)部填滿(mǎn)金屬粉末作為內(nèi)電極61 ;本實(shí)施例中是將第一石英管51的內(nèi)部填滿(mǎn)金屬粉末作為內(nèi)電極61。外電極62設(shè)置在第三石英管53的外側(cè)面上。第三石英管53的外側(cè)面上纏繞片狀金屬作為外電極62,或者第三石英管53的外側(cè)面上包裹金屬網(wǎng)作為外電極62。外電極62與內(nèi)電極61同軸線(xiàn)設(shè)置，使得放電更均勻。外電極62、內(nèi)電極61與高壓電源63連通。所述高壓電源63為中頻脈沖方波電源，放電電壓在O 15kV范圍內(nèi)可調(diào)。在高壓電源63激發(fā)下，內(nèi)外電極之間產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電等離子體和準(zhǔn)分子紫外輻射，流經(jīng)A區(qū)反應(yīng)區(qū)的廢氣在兩者作用下降解，流經(jīng)C區(qū)反應(yīng)區(qū)的廢氣或空氣在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下發(fā)生解離。本實(shí)施例中為了使得裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也可也不設(shè)置旋風(fēng)分離裝置2，將第一氣體分配器3的進(jìn)氣口直接與第一集氣罩11的出氣口相連。但是待處理的廢氣通過(guò)旋風(fēng)分離裝置+氣體分配器兩級(jí)混合，可以實(shí)現(xiàn)均勻進(jìn)氣，保證處理效果更加穩(wěn)定。準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置使用時(shí)，首先對(duì)第二石英管52與第三石英管53之間的氣體填充B區(qū)抽真空，然后充入一定壓力的根據(jù)待降解氣體而選擇的稀有氣體(Xe2)、稀有氣體-鹵素(Ar/F2、Kr/Cl2、Kr/Br2或Kr/I2)或汞-鹵素(Hg/F2*Hg/Cl2)混合氣體。另外，通過(guò)改變氣體填充B區(qū)內(nèi)填充氣體的配比和總壓，可以改變高壓電源63用于激發(fā)等離子體和準(zhǔn)分子輻射的能量分配，最大程度地提高廢氣降解效果和能率。打開(kāi)引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)將待降解廢氣抽入反應(yīng)器5內(nèi)，待降解廢氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離裝置2混合后經(jīng)過(guò)第一氣體分配器3時(shí)，分流進(jìn)入反應(yīng)器5的A區(qū)反應(yīng)區(qū)和C區(qū)反應(yīng)區(qū)，或者僅進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)反應(yīng)器5反應(yīng)后氣體在第二集氣罩12內(nèi)再次混合，然后由引風(fēng)機(jī)抽出排放。(實(shí)施例2、準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法)本實(shí)施例的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法使用實(shí)施例1所述的裝置。見(jiàn)圖9，準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的流程為:廢氣發(fā)生器或廢氣儲(chǔ)氣罐出來(lái)的廢氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離裝置2初步混合，再經(jīng)過(guò)第一氣體分配器3進(jìn)一步混合均勻后，在引風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化反應(yīng)器5內(nèi)進(jìn)行凈化。在反應(yīng)器5的出口距離反應(yīng)器Im的地方，設(shè)置采樣口，反應(yīng)后的氣體通過(guò)在線(xiàn)氣體分析儀器檢測(cè)其濃度，降解達(dá)標(biāo)后的氣體通過(guò)排氣管排出。見(jiàn)圖6，本實(shí)施例降解流動(dòng)態(tài)模擬苯乙烯廢氣，初始濃度為1265mg/m3，降解廢氣的方法具體包括以下步驟:①對(duì)第二石英管52與第三石英管53之間的氣體填充B區(qū)抽真空，然后向其中填充Kr 200torr和I2 6mg后密封。②關(guān)閉與空氣通道37連接的空氣管37-2的閥門(mén)37-3，并且將活塞39-1由外向內(nèi)推進(jìn)以關(guān)閉C區(qū)進(jìn)氣通孔38。③打開(kāi)高壓電源63，調(diào)節(jié)外施電壓9.0kV。氣體填充B區(qū)的混合氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向A區(qū)和C區(qū)輻射；準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)為206nm。隨著電壓進(jìn)一步升高，A區(qū)內(nèi)氣體放電產(chǎn)生等離子體，所述等離子體由高能電子、活性粒子和正負(fù)離子等組成。④打開(kāi)與第二集氣罩12相連的引風(fēng)機(jī)，苯乙烯廢氣從廢氣發(fā)生器出氣口流出，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離裝置2混合后，從第一氣體分配器3的A區(qū)進(jìn)氣通孔36進(jìn)入第二石英管52內(nèi)的A區(qū)反應(yīng)區(qū)；苯乙烯廢氣的流量為3.26m3/h。氣體經(jīng)過(guò)第一石英管51與第二石英管52之間的A區(qū)反應(yīng)區(qū)時(shí)，在準(zhǔn)分子紫外輻射和等離子體共同作用下發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)而被降解。A區(qū)反應(yīng)區(qū)的氣體從第二氣體分配器4的A區(qū)出氣通孔42流出后，在第二集氣罩12內(nèi)混合后由引風(fēng)機(jī)抽出。經(jīng)反應(yīng)器5上方的采樣口采樣后，在線(xiàn)氣體分析儀器檢測(cè)顯示苯乙烯氣體在外施電壓9.0kV時(shí)去除效率達(dá)84.4%，比傳統(tǒng)的介質(zhì)阻擋放電的去除率提高T 20.6%，能率提高了 5.7g/ (kff.h)。(實(shí)施例3、準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法)本實(shí)施例所降解的是模擬流動(dòng)態(tài)二甲胺廢氣，初始濃度1800mg/m3。見(jiàn)圖7，本實(shí)施例的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法其余與實(shí)施例2相同，不同之處在于:步驟①中，向第二石英管52與第三石英管53之間的氣體填充B區(qū)填充Kr200torr 和 Br25tor;r。步驟②中，關(guān)閉與空氣通道37連接的空氣管37-2的閥門(mén)37_3，并且將活塞39_1打開(kāi)使得C區(qū)進(jìn)氣通孔38暢通。步驟③中，打開(kāi)高壓電源63，調(diào)節(jié)外施電壓7.5kV ;準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)為207nm。步驟④中，二甲胺廢氣的流量為41.lm3/h。二甲胺廢氣的一部分從A區(qū)進(jìn)氣通孔36進(jìn)入第二石英管52內(nèi)的A區(qū)反應(yīng)區(qū)；二甲胺廢氣的另一部分進(jìn)入C區(qū)進(jìn)氣通孔38，經(jīng)過(guò)多孔篩板7后進(jìn)入第四石英管54與第三石英管53之間的C區(qū)反應(yīng)區(qū)。進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)的二甲胺廢氣在準(zhǔn)分子紫外輻射和等離子體共同作用下發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)而被降解；進(jìn)入C區(qū)反應(yīng)區(qū)的二甲胺廢氣在紫外輻射下發(fā)生光解。從A區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體與從C區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體在第二集氣罩12內(nèi)混合后由引風(fēng)機(jī)抽出。經(jīng)反應(yīng)器5上方的采樣口采樣后，在線(xiàn)氣體分析儀器檢測(cè)顯示二甲胺廢氣在外施電壓7.5kV時(shí)去除效率達(dá)90.5%，能率為658.6g/(k W.h)。(實(shí)施例4、準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法)本實(shí)施例所降解的是模擬流動(dòng)態(tài)N，N 二甲基甲酰胺(DMF)廢氣，初始濃度為1200mg/m3。見(jiàn)圖7，本實(shí)施例的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法其余與實(shí)施例3相同，不同之處在于:步驟①中，向第二石英管52與第三石英管53之間的氣體填充B區(qū)填充Kr200torr 和 Cl2 5torr0步驟③中，打開(kāi)高壓電源63，調(diào)節(jié)外施電壓7.5kV ;準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)為222nm。步驟④中，N，N 二甲基甲酰胺廢氣的流量為35.lm3/h。氣體分成兩路進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)和C區(qū)反應(yīng)區(qū)分別進(jìn)行降解。
從A區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體與從C區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體在第二集氣罩12內(nèi)混合后由引風(fēng)機(jī)抽出。經(jīng)反應(yīng)器5上方的采樣口采樣后，在線(xiàn)氣體分析儀器檢測(cè)顯示N，N 二甲基甲酰胺廢氣在外施電壓6.0kV時(shí)去除效率達(dá)67.5%，能率為45.3g/(k W.h)。(實(shí)施例5、準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法)本實(shí)施例所降解的是模擬流動(dòng)態(tài)甲苯廢氣，初始濃度為1200mg/m3。見(jiàn)圖7，本實(shí)施例的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法其余與實(shí)施例3相同，不同之處在于:步驟①中，向第二石英管52與第三石英管53之間的氣體填充B區(qū)填充Xe2。步驟③中，打開(kāi)聞壓電源63,夕卜施電壓12.0kV ;準(zhǔn)分子紫外福射波長(zhǎng)為172nm。步驟④中，甲苯廢氣的流量為35.1mVh0氣體分成兩路進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)和C區(qū)反應(yīng)區(qū)分別進(jìn)行降解。從A區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體與從C區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體在第二集氣罩12內(nèi)混合后由引風(fēng)機(jī)抽出。經(jīng)反應(yīng)器5上方的采樣口采樣后，在線(xiàn)氣體分析儀器檢測(cè)顯示甲苯廢氣在外施電壓12.0kV時(shí)去除效率達(dá)69.5%，能率為29.3g/(k W.h)。(實(shí)施例6、準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法)本實(shí)施例所降解的是模擬流動(dòng)態(tài)苯乙烯廢氣，初始濃度為1265mg/m3。見(jiàn)圖8，本實(shí)施例的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法其余與實(shí)施例2相同，不同之處在于:步驟②中，打開(kāi)與空氣通道37連接的空氣管37-2的閥門(mén)37_3 ;并且將活塞39_1由外向內(nèi)推進(jìn)以關(guān)閉C區(qū)進(jìn)氣通孔38。步驟④中，向C區(qū)反應(yīng)區(qū)通入空氣；苯乙烯廢氣從第一氣體分配器3的A區(qū)進(jìn)氣通孔36進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)。進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)的苯乙烯廢氣在準(zhǔn)分子紫外輻射和等離子體共同作用下發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)而被降解。向C區(qū)反應(yīng)區(qū)通入空氣可以起到兩個(gè)作用:一是降低第三石英管53表面的溫度，使第二石英管52與第三石英管53組成的準(zhǔn)分子燈燈管持續(xù)發(fā)光；二是空氣在紫外光作用下分解為活性粒子，包括0.、.0H和O3等；從C區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體與A區(qū)反應(yīng)區(qū)處理后的廢氣在第二集氣罩12內(nèi)混合時(shí)，活性粒子與A區(qū)反應(yīng)區(qū)處理后的廢氣進(jìn)一步反應(yīng)，使得A區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體得到進(jìn)一步降解。經(jīng)反應(yīng)器5上方的采樣口采樣后，在線(xiàn)氣體分析儀器檢測(cè)顯示苯乙烯氣體在外施電壓9.0kV時(shí)去除效率達(dá)90.4%，比傳統(tǒng)的介質(zhì)阻擋放電的去除率提高了 25.6%，能率提高了 15.7g/ (k W.h)。
權(quán)利要求
1.一種準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法，其特征在于:所用反應(yīng)器(5)包括四層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極(61)、外電極(62)和高壓電源(63)； 所述四層石英介質(zhì)層包括同軸線(xiàn)的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管(51)、第二石英管(52)、第三石英管(53)和第四石英管(54);內(nèi)電極(61)設(shè)置在第一石英管(51)內(nèi)，外電極(62)設(shè)置在第三石英管(53)外側(cè)面； 第一石英管(51)與第二石英管(52)之間的空間為A區(qū)反應(yīng)區(qū)；第三石英管(53)的上、下兩端端口燒結(jié)在第二石英管(52)的外側(cè)面，從而第二石英管(52)與第三石英管(53)之間形成密閉的環(huán)形空腔，該密閉的環(huán)形空腔為氣體填充B區(qū)；第四石英管(54)與第三石英管(53)之間的空間為C區(qū)反應(yīng)區(qū)； 抽真空后，向氣體填充B區(qū)充入稀有氣體或者稀有氣體-鹵素混合氣體或者汞-鹵素混合氣體；接通高壓電源(63)后，氣體填充B區(qū)的氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向A區(qū)反應(yīng)區(qū)和C區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，A區(qū)反應(yīng)區(qū)內(nèi)氣體放電產(chǎn)生等離子體； 待降解的廢氣全部經(jīng)過(guò)A區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射和等離子體共同作用下被降解；或者待降解的廢氣分流進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)和C區(qū)反應(yīng)區(qū)，進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)的氣體在準(zhǔn)分子紫外輻射和等離子體共同作用下被降解，進(jìn)入C區(qū)反應(yīng)區(qū)的氣體在準(zhǔn)分子紫外輻射下進(jìn)行光解；氣體從A區(qū)反應(yīng)區(qū)或C區(qū)反應(yīng)區(qū)流出后，由引風(fēng)機(jī)抽出排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法，其特征在于:待降解的廢氣全部進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)時(shí)，向C區(qū)反應(yīng)區(qū)通入空氣，空氣在紫外光作用下分解為活性粒子；從C區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體與A區(qū)反應(yīng)區(qū)處理后流出的廢氣混合時(shí)，活性粒子與A區(qū)反應(yīng)區(qū)處理后的廢氣進(jìn)一步反應(yīng)，使得A區(qū)反應(yīng)區(qū)流出的氣體得到進(jìn)一步降解。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法，其特征在于:從廢氣發(fā)生器或者廢氣儲(chǔ)氣罐流出的待降解的廢氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離裝置(2)初步混合，再經(jīng)過(guò)多孔分流后進(jìn)入A區(qū)反應(yīng)區(qū)或C區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行降解。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法，其特征在于:所述高壓電源(63)為中頻脈沖方波電源，放電電壓在OkV 15kV范圍內(nèi)可調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法，其特征在于:氣體填充B區(qū)充入的稀有氣體為Xe2 ;氣體填充B區(qū)充入的稀有氣體-鹵素混合氣體為Ar/F2、Kr/Cl2、Kr/Br2或Kr/I2的混合氣體；氣體填充B區(qū)充入的汞-鹵素混合氣體為Hg/F2或Hg/Cl2的混合氣體。
6.一種如權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法所用的裝置，其特征在于:包括集氣罩(I)、氣體分配器、反應(yīng)器(5)和引風(fēng)機(jī)；集氣罩(I)包括第一集氣罩(11)和第二集氣罩(12);氣體分配器包括第一氣體分配器(3)和第二氣體分配器(4);第一集氣罩(11)、第一氣體分配器(3)、反應(yīng)器(5)、第二氣體分配器(4)和第二集氣罩(12)由下向上依次設(shè)置； 第一集氣罩(11)的進(jìn)氣口與待降解氣體的廢氣發(fā)生器出氣口或者儲(chǔ)氣罐相連，第一集氣罩(11)的的出氣口與第一氣體分配器(3)的進(jìn)氣口相連；反應(yīng)器(5)設(shè)置在第一氣體分配器(3)和第二氣體分配器(4)之間；第二集氣罩(12)安裝固定在第二氣體分配器(4)上方，第二集氣罩(12)的進(jìn)氣口與第二氣體分配器(4)的所有出氣口相連通；引風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣端口與第二集氣罩(12)的出氣口相連； 所述反應(yīng)器(5)包括四層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極(61)、外電極(62)和高壓電源(63);所述四層石英介質(zhì)層包括同軸線(xiàn)的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管(51)、第二石英管(52)、第三石英管(53)和第四石英管(54);內(nèi)電極(61)設(shè)置在第一石英管(51)內(nèi)，外電極(62)設(shè)置在第三石英管(53)外側(cè)面； 第一石英管(51)與第二石英管(52)之間的空間為A區(qū)反應(yīng)區(qū)；第三石英管(53)的上、下兩端端口燒結(jié)在第二石英管(52)的外側(cè)面，從而第二石英管(52)與第三石英管(53)之間形成密閉的環(huán)形空腔，該密閉的環(huán)形空腔為氣體填充B區(qū)，氣體填充B區(qū)內(nèi)充有稀有氣體或者稀有氣體-鹵素混合氣體或者汞-鹵素混合氣體；第四石英管(54)與第三石英管(53)之間的空間為C區(qū)反應(yīng)區(qū)； 第一氣體分配器(3)設(shè)有A區(qū)進(jìn)氣通孔(36)和C區(qū)進(jìn)氣通孔(38)，第二氣體分配器(4)設(shè)有A區(qū)出氣通孔(42)和C區(qū)出氣通孔(43);第一氣體分配器(3)的A區(qū)進(jìn)氣通孔(36)與A區(qū)反應(yīng)區(qū)和第二氣體分配器(4)的A區(qū)出氣通孔(42)相連通，第一氣體分配器(3)的C區(qū)進(jìn)氣通孔(38)與C區(qū)反應(yīng)區(qū)和第二氣體分配器(4)的C區(qū)出氣通孔(43)相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置，其特征在于:第一氣體分配器(3)還包括空氣通道(37);空氣通道(37)的進(jìn)氣端與空氣管(37-2)相連，空氣管(37-2)上設(shè)有閥門(mén)(37-3)；空氣通道(37)的出氣口與C區(qū)反應(yīng)區(qū)相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置，其特征在于:第一氣體分配器(3)的C區(qū)進(jìn)氣通孔(38)的出口上方和空氣通道(37)的出氣口上方還設(shè)有多孔篩板(7);所述多孔篩板(7)為環(huán)形，多 孔篩板(7)的圓周方向設(shè)置一圈通氣孔(71)，多孔篩板(7)的通氣孔(71)設(shè)置在反應(yīng)器(5)的C區(qū)反應(yīng)區(qū)下方；第一氣體分配器(3)的C區(qū)進(jìn)氣通孔(38)通過(guò)多孔篩板(7)的通氣孔(71)與反應(yīng)器(5)的C區(qū)反應(yīng)區(qū)相連通；空氣通道(37)的出氣口通過(guò)多孔篩板(7)的通氣孔(71)與反應(yīng)器(5)的C區(qū)反應(yīng)區(qū)相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置，其特征在于:第一氣體分配器(3 )的進(jìn)氣口下方還設(shè)有旋風(fēng)分離裝置(2 );第一集氣罩(11)的的出氣口與旋風(fēng)分離裝置(2)的進(jìn)氣口相連，旋風(fēng)分離裝置(2)的出氣端口與第一氣體分配器(3)的進(jìn)氣口相連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9之一所述的準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的裝置，其特征在于:第一石英管(51)的內(nèi)壁緊貼一層卷制的金屬片作為內(nèi)電極(61)，或者第一石英管(51)的內(nèi)部填滿(mǎn)金屬粉末作為內(nèi)電極(61)； 第三石英管(53)的外側(cè)面上纏繞片狀金屬作為外電極(62)，或者第三石英管(53)的外側(cè)面上包裹金屬網(wǎng)作為外電極(62)； 所述高壓電源(63 )為中頻脈沖方波電源，放電電壓在OkV 15kV范圍內(nèi)可調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種準(zhǔn)分子紫外輻射與等離子體耦合一體化降解廢氣的方法與裝置，所用反應(yīng)器包括四層石英介質(zhì)層，分別為由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管、第二石英管、第三石英管和第四石英管，內(nèi)電極設(shè)置在第一石英管內(nèi)，外電極設(shè)置在第三石英管外側(cè)面；第一石英管與第二石英管之間的空間為A區(qū)反應(yīng)區(qū)；第三石英管的上、下兩端端口燒結(jié)在第二石英管的外側(cè)面，從而第二石英管與第三石英管之間形成密閉的環(huán)形空腔，該密閉的環(huán)形空腔為氣體填充B區(qū)；第四石英管與第三石英管之間的空間為C區(qū)反應(yīng)區(qū)；經(jīng)過(guò)A區(qū)的氣體在準(zhǔn)分子紫外輻射和等離子體共同作用下發(fā)生一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)而被降解，經(jīng)過(guò)C區(qū)的氣體在紫外輻射下發(fā)生光解。
文檔編號(hào)B01D53/76GK103084048SQ20121057547
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者葉招蓮, 趙潔, 汪斌, 戴亮, 蔣一飛 申請(qǐng)人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院