本发明属于废气净化技术领域，具体涉及一种分解三甲胺恶臭气体的装置。
背景技术：
近年来，人们对恶臭气体造成的嗅觉不适方面的不满情绪和投诉事件日益增多，恶臭气体污染已经受到广泛关注和重视。
三甲胺是一种无色的有机胺类气体，有毒，能产生令人不愉快的刺鼻的氨样臭气和鱼腥气味，其用途广泛，可用于制备医药、农药、相片材料、橡胶助剂、炸药、化纤溶剂、强碱性阴离子交换树脂、染料匀染剂、表面活性剂和碱性染料等行业，也是生活垃圾处置过程典型恶臭物质之一，也是国家《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)规定的八大恶臭气体之一。在恶臭气体中，危害程度仅次于有机硫化物气体。三甲胺对动物和人类有毒害作用，能够抑制生物大分子物质（如DNA、RNA等）的合成，对动物的晶胚有致畸变作用。低浓度的三甲胺气体能使人感到不适，出现头痛。头晕、恶心、呕吐和精神不集中等症状。高浓度的三甲胺气体对人体的眼睛、呼吸道和皮肤有很强烈的刺激作用，甚至能对人体的呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统和神经系统造成不同程度的毒害，动物在对三甲胺急性中毒时，会发生呼吸急促、肌肉紧张，进而出现呼吸困难，有的动物甚至会死于窒息。因此，三甲胺被作为恶臭污染控制的主要对象之一。
目前在针对恶臭气体处理技术的研究中，绝大多数研究关注的对象仍是硫化氢气体或者氨气，对三甲胺的研究鲜有报道。目前，针对三甲胺气体的处理方法主要为物理法、生物法、光催化法等。
物理方法主要是用改性活性炭对三甲胺气体进行吸附，但是不破坏恶臭气体分子的结构，无法达到分解三甲胺气体的目的，仅仅将三甲胺气体从气相中吸附聚集，通常只用作除臭工艺的末端深度处理阶段。
生物法主要采用生物滤池和滤塔对三甲胺气体进行降解，将三甲胺气体通过淋洗等方法转移至液相后由特种微生物进行降解，该类工艺应用较广泛，但通常设备体积较为庞大，同时需要较长的停留时间，维护管理复杂及易受温度等影响而使得应用受到限制。
光催化法是一类新型的恶臭气体处理工艺，通过紫外光催化降解三甲胺气体，该技术能够较为彻底的降解三甲胺，但因复相催化反应一般需要较长的反应时间，同时受限于紫外灯的发光效率、紫外光利用效率低等因素，使得应用受到限制。
另一种新型的处理技术，介质阻挡放电（DBD，Dielectric Barrier Discharge）技术也被应用于恶臭气体的处理中，介质阻挡放电属于低温等离子体范围，与传统的降解技术相比，DBD技术对污染物的降解迅速，设备简易，运行和管理成本较低。但在处理有机污染物时易在DBD放电区下边缘存在一定的结焦问题，从而引起放电稳定性的改变和安全问题，另外放电过程产生的大量的臭氧，因反应时间不足，最终进入尾气系统，引起二次污染。除此之外，还存在净化效率有待提高等问题。
本发明针对DBD技术中，容易结焦和臭氧二次污染问题及净化效率问题，耦合多区紫外光辐射技术，提供了一种在一套电源下同时产生介质阻挡放电等离子体和多种不同波长紫外光技术，同时将其运用于三甲胺气体降解的装置，不仅改善了单一DBD反应器在降解三甲胺气体时的结焦情况，也对臭氧进行了充分利用，并结合紫外光对三甲胺的分解作用，进一步提高了污染物净化效率，同时也拓宽了DBD技术在恶臭气体降解领域的应用空间。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种净化效率高、能耗低、适用性强的分解三甲胺恶臭气体的装置。
本发明提供的分解三甲胺恶臭气体的装置，是一种新型光电一体化DBD反应器，该类反应器在发挥单一DBD反应器高效净化恶臭气体的情况下，利用DBD气体放电激发产生无极紫外光的原理，通过耦合多区紫外发光单元，用一个DBD电源同时产生多种不同波长的紫外光，通过紫外光的分解作用，避免了反应器中的结焦现象，也充分利用了DBD过程的臭氧，提高了污染物净化效率，降低了能耗，适用性更强，同时运行管理方便。
本发明提供的分解三甲胺恶臭气体的装置，即一体化DBD反应器，其结构如图1所示，包括：DBD气体放电区，深紫外光辐射区，浅紫外光辐射区；其中：
所述DBD气体放电区，由内介质层、外介质层、内电极和外电极组成；其中，内介质层为绝缘材料管，例如为石英管或陶瓷管等，内电极在内介质层中，内电极为不锈钢弹簧结构，弹簧外径等于内介质层内径，弹簧结构不仅可以使得内电极与内介质层内壁结合紧密，避免因电极与介质层结合面存在空气引起局部气体放电，还能使得内电极放电更加均匀；外介质层也为绝缘材料管，例如石英管或陶瓷管等，外电极也为不锈钢弹簧结构，弹簧内径等于外介质层外径，外电极套在外介质层外侧；内介质层在外介质层中；内电极、外电极与电源连接；外介质层上部设有进气口，外介质层下端部为出气口。
所述深紫外光辐射区包括外区密闭腔体、内区密闭腔体两部分，其中，深紫外光辐射外区密闭腔体由外介质层和深紫外辐射外区介质管围成，深紫外辐射外区介质管外径20~65 mm；深紫外光辐射内区密闭腔体由内介质层和深紫外辐射内区介质管围成，深紫外辐射内区介质管内径10~45 mm；内外密闭腔体内分别填充氩气和卤素混合气体，或者填充稀有气体氙气，主要用于产生200nm左右及以下波长的短波长紫外光，光子能量超过6 eV，可有效分解附着在腔体外壁上的沉积物，避免沉积物累积，引起放电异常或安全问题，同时，三甲胺也吸收短波长紫外光，直接发生分解。
所述浅紫外光辐射区也分为外区密闭腔体和内区密闭腔体两部分，其中，浅紫外光辐射外区密闭腔体由外介质层和浅紫外辐射外区介质管围成，浅紫外辐射外区介质管外径20~65 mm；浅紫外光辐射内区密闭腔体由内介质层和浅紫外辐射内区介质管围成，浅紫外辐射内区介质管内径10~45 mm；内外密闭腔体内分别填充氪气和卤素混合气体，或者填充氩气和汞，主要用于产生250nm左右的长波长紫外光，该波段的紫外光可被臭氧有效吸收，对深紫外光辐射区没有反应完全的臭氧，可在浅紫外光辐射区被进一步分解成活性更高的氧原子，不仅提高了臭氧利用效率，也避免了富余臭氧排入尾气，引起二次污染。
本发明中，内介质层外径可以为8~40mm，所述外介质层外径可以为25~70mm。
本发明中，DBD放电区、深紫外光辐射区和浅紫外光辐射区三者长度之比宜为：（1.3-1.6）：（2-3）：1，这样的几何比例可以保证在DBD放电区较少沉积结焦物，而随着气流携带，大部分结焦物会沉积在深紫外光辐射区，并在短波长紫外光的作用下，将沉积的胶状物分解，避免影响该区域的气体放电稳定性，同时增加在该区域的光解作用。在浅紫外光辐射区产生长波长紫外光，在该区域将富余的臭氧充分利用，提高污染物的降解率。
本发明的特点
1、DBD气体放电区，深紫外光辐射区和浅紫外光辐射区为一体化单元，结构紧凑；
2、所述DBD气体放电区内电极和外电极均为不锈钢弹簧结构，内电极弹簧外径等于内介质层内径，外电极弹簧内径等于外介质层外径；
3、所述深紫外光辐射区包括独立的内、外区密闭腔体两部分，腔体内分别填充氩气和卤素（氟，氯，溴）混合气体，或者填充稀有气体氙气，主要用于产生200nm左右及以下波长的短波长紫外光；
4、所述浅紫外光辐射区也分为独立的内、外区密闭腔体两部分，腔体内分别填充氪气和卤素（氟，氯，溴）混合气体，或者填充氩气和汞，主要用于产生250nm左右的长波长紫外光；
5、DBD放电区、深紫外光辐射区和浅紫外光辐射区长度之比为：（1.3-1.6）：（2-3）：1，这样的几何比例可以保证在DBD放电区较少沉积结焦物，提高富余臭氧的利用，也有利于提高能效。
本发明的优点
与现行的恶臭气体处理技术相比，本发明具有以下优点：
（1）采用多区DBD气体放电技术，不仅发挥了单一DBD气体放电优点，还利用深紫外光辐射区和浅紫外光辐射区分别产生短波长和长波长紫外光，分别分解结焦沉积物和臭氧，保障反应器的稳定运行和臭氧利用率，与传统恶臭气体处理技术相比，降解效率高，同时所需气体停留时间短；
（2）形成在一个电源供电情况下，DBD降解和紫外光辅助降解协同作用，与单一的DBD反应器相比，对污染物分子的降解更加彻底，消除了反应器内部的结焦现象，保障了反应器的稳定运行；
（3）根据需要，可在深紫外光辐射内外区和浅紫外光辐射内外区的密闭腔体内充入不同的气体成分，激发出符合实际废气净化要求的不同波长的紫外光；
（4）采用弹簧式内外电极结构，提高了放电稳定性和放电密度。。
附图说明
图1为本发明光电一体化DBD反应器示意图。
图中标号：1-内、外电极；2-电源装置；3-外介质层；4-内介质层；5-DBD放电区；6-深紫外辐射区；7-深紫外辐射外区密闭腔体；8-深紫外辐射内区密闭腔体；9-深紫外辐射外区介质管；10-深紫外辐射内区介质管；11-浅紫外辐射区；12-浅紫外辐射外区密闭腔体；13-浅紫外辐射内区密闭腔体；14-浅紫外辐射外区介质管；15-浅紫外辐射内区介质管。
具体实施方式
实施例1：
采用本发明技术处理含三甲胺恶臭气体，采用壁厚2mm，内径35mm的石英管内介质，壁厚2mm，外径60mm的石英管外介质，深紫外光辐射区内、外区密闭腔体内均填充30000 Pa氩气和900 Pa氯混合气体，浅紫外光辐射区内、外区，填充密闭腔体内均填充35000 Pa氪气和600 Pa氟混合气体，放电电压5000 V，在三甲胺的进气浓度为1500mg/m3，三甲胺气体在反应器中的停留时间约为0.8 s，处理后三甲胺的降解率为77.2%。
实施例2：
采用本发明技术处理含三甲胺恶臭气体，采用壁厚2mm，内径35mm的石英管内介质，壁厚2mm，外径60mm的石英管外介质，深紫外光辐射区内、外区密闭腔体内均填充35000 Pa氙气，浅紫外光辐射区内、外区，填充密闭腔体内均填充20000 Pa氪气和800 Pa氯混合气体，放电电压9000 V，在三甲胺的进气浓度为900mg/m3，三甲胺气体在反应器中的停留时间约为1.2 s，处理后三甲胺的降解率为95.6%。