一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于废气处理领域，具体涉及一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置。
【背景技术】
[0002]随着我国工业的迅速发展，石油化工、化工制品、喷涂、交通等行业向大气排放了大量的挥发性有机废气(Volatile Organic Compounds, VOCs)，它们是城市及周边地区光化学烟雾和雾霾形成的主要原因。据估算，若不加以控制，2020年我国的VOCs排放将达到1800多万吨。随着生活水平的提高，人们对生活环境的要求越来越高，日益严重的环境破坏已经成为居民投诉的焦点。为此，国家不断颁布法律法规来控制VOCs的排放，各省也不断颁布地方性规范来约束相关行业的VOCs排放量。寻求一种高效率、低能耗的处理技术来控制VOCs的排放刻不容缓。
[0003]常用的VOCs处理方法有:吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、热力焚烧法、催化燃烧法、生物降解法、低温等离子体法(Non-Thermal Plasma, NTP)和光催化法等。吸附法和吸收法仍然是工业上控制VOCs排放量最常用的处理工艺之一。活性炭吸附法中，虽然达到饱和吸附前具有良好的去除VOCs效果，但是该方法不适合于高浓度的VOCs、活性炭再生方面也比较困难。而吸收法虽然操作简单、成本低、可去除范围广，但对于操作条件的要求比较高，需要低温高压的条件，对设备要求比较高，设备容易腐蚀，并且需要经常更换吸收剂。
[0004]低温等离子体技术是在高压条件下令电极周围气体电离，产生强氧化性的.0、.0Η等自由基，VOCs分子在高能粒子的碰撞下形成小的基团和原子，与强氧化自由基及其他活性物质作用被除去。NTP技术存在着可降解浓度范围大、降解效率高的优点，也存在着易产生二次污染、能耗高、能量效率低等问题。光催化技术是在一定波长光照下，利用催化剂的光催化活性，使吸附在表面的VOCs发生氧化还原反应，将有机物氧化成0)2和H2O及其他无机小分子物质。光催化技术具有应用范围广、操作简单等优点，但是也存在着紫外光利用率低、光催化剂易失活的缺点。
[0005]低温等离子体技术和光催化技术协同降解VOCs是人们正在研究的一个方向。利用二者的协同可以一定程度上解决二者存在的问题，但仍然存在能耗高、低电压下降解率不高、光催化剂易失活等问题。寻求一种能够解决上述问题的处理技术，对于VOCs降解技术的发展具有重要意义。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置。具体技术方案如下:
[0007]—种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，装置设有外壳，夕卜壳内设有双介质阻挡放电等离子体单元和紫外光发生单元；
[0008]外壳为密闭结构，内表面为反光材料；
[0009]双介质阻挡放电等离子体单元包括双介质阻挡放电等离子体反应器和高压脉冲电源，所述的双介质阻挡放电等离子体反应器为筒状的双介质结构，轴心为金属丝，外侧依次环绕有内介质层、外介质层，金属网包裹在外介质层的外壁，金属丝和金属网分别与高压脉冲电源的高电压端和低电压端相连；双介质阻挡放电等离子体反应器两端由抗腐蚀开孔塞密闭，且两端的抗腐蚀开孔塞上分别设有进气口和出气口；
[0010]紫外光发生单元包括若干条紫外灯管和与其相连的镇流器、紫外灯电源，紫外灯管均设置于双介质阻挡放电等离子体单元与外壳之间的空腔内。
[0011]作为优选，所述的外壳材质为金属，并通过接地线接地；外壳内表面光滑，用于反射紫外光。
[0012]作为优选，所述的外壳呈长方体状，所述的紫外灯管有2条，分别设在外壳对角的两条棱边处且与双介质阻挡放电等离子体反应器平行。
[0013]作为优选，所述的内介质层、外介质层均为圆筒状石英管，所述的金属丝采用铜丝，所述的金属网采用不锈钢网或均匀的金属片。
[0014]作为优选，所述的高压脉冲电源的两极连接有示波器。
[0015]作为优选，所述的高压脉冲电源为纳秒级高压脉冲电源。
[0016]作为优选，所述的紫外灯管波长为185~245nm。
[0017]本实用新型的有益效果在于:
[0018](I)利用紫外光促进双介质阻挡放电等离子体降解VOCs，提高降解过程中臭氧浓度，无需添加光催化剂，在相对低电压下达到更高的VOCs降解率，并且能够提高CO2浓度，减少二次污染；
[0019](2)外壳采用光滑内表面的反光材料且密闭，能够最大的利用紫外光，减少紫外光的浪费，并对紫外光进行有效控制，防止对人体造成伤害；
[0020](3)低温等离子体采用双介质阻挡放电，防止降解产生的物质对于电极的污染，减少降解过程中等离子体反应器电极的清洗频率；
[0021](4)紫外灯管的排列方式分别置于等离子体反应器的两侧，并且置于箱体对角的棱边的部位，能够保证紫外光更多的反射到等离子体反应器上，提高利用率。
【附图说明】
[0022]图1为紫外光-等离子体协同降解有机废气装置结构示意图；
[0023]图2为实施例1和对比例I用于单独降解二甲苯废气的二甲苯降解率对比图；
[0024]图3为实施例1和对比例I用于单独降解二甲苯废气出口气体COx浓度对比图；
[0025]图4为紫外光单独降解二甲苯废气的进出口气体二甲苯浓度图。
[0026]图中:抗腐蚀开孔塞1、进气口 2、出气口 3、外介质层4、紫外灯电源5、镇流器6、导线7、灯管支架8、紫外灯管9、金属外壳10、金属丝11、内介质层12、高压脉冲电源13、金属网14、示波器15和接地线16。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明:
[0028]如图1所示，一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，装置设有外壳10，夕卜壳10内设有双介质阻挡放电等离子体单元和紫外光发生单元；
[0029]外壳10为密闭结构，内表面为反光材料。反光材料用于反射紫外光，提高紫外光的利用率。
[0030]双介质阻挡放电等离子体单元包括双介质阻挡放电等离子体反应器和高压脉冲电源13，所述的双介质阻挡放电等离子体反应器为筒状的双介质结构，轴心为金属丝11，外侧依次环绕有内介质层12、外介质层4，金属网14包裹在外介质层的外壁，金属丝11和金属网14分别与高压脉冲电源13的高电压端和低电压端相连；双介质阻挡放电等离子体反应器两端由抗腐蚀开孔塞I密闭，且两端的抗腐蚀开孔塞I上分别设有进气口 2和出气口 3。废气通过进气口 2进入密闭的双介质阻挡放电等离子体反应器内部，处理完毕后通过出气口 3排出，形成一条废气流通通道。抗腐蚀开孔塞可选用橡胶材料，如丁苯橡胶。
[0031]紫外光发生单元包括若干条紫外灯管9，紫外灯管9通过导线7和镇流器6、紫外灯电源5，紫外灯管9均设置于双介质阻挡放电等离子体单元与外壳10之间的空腔内。紫外灯管9数量至少为I条，均依次与镇流器6、紫外灯电源5相连，通过紫外灯电源的断开和闭合控制紫外光的产生。当有2条以上时，紫外灯管9分布在双介质阻挡放电等离子体反应器的上、下方，保证双介质阻挡放电等离子体反应器充分接收紫外光。
[0032]作为一种优选实施方式，所述的外壳10材质为金属，并通过接地线16接地；外壳10内表面打磨光滑，使之具有镜面反射效果，用于反射紫外光，以提高紫外光的利用率及装置的处理效率。外壳10内壁上带有灯管支架8，用于固定紫外灯管9。
[0033]为保证紫外光在金属外壳箱体内充分更多反射到等离子体上，作为一种优选实施方式，所述的外壳10呈长方体状，内表面光滑，反光效果好；所述的紫外灯管9有2条，分别设在外壳10对角的两条棱边处，与外壳保持一定距离(即设置在长方体两个相对的由侧面所形成的夹角处)且与双介质阻挡放电等离子体反应器平行。通过内表面的反射作用，使两条灯管产生的紫外光能充分的直接或间接照射到等离子体上。
[0034]作为一种优选实施方式，所述的内介质层12、外介质层4均为圆筒状石英管，所述的金属丝11采用铜丝，所述的金属网14采用不锈钢网或均匀的金属片。
[0035]作为一种优选实施方式，所述的高压脉冲电源13的两极连接有示波器15，用于反映两电极间的电压，便于调节。
[0036]作为一种优选实施方式，所述的高