压脉冲电源13为纳秒级高压脉冲电源，其作用为通过陡前沿、窄脉宽(纳秒级)的高压脉冲为双介质阻挡放电等离子体反应器供能。在此条件下，电子被加速成为高能电子，而其他质量较大的离子由于惯性大来不及加速而基本保持静止，从而避免了直流电晕加速离子而带来的能量损耗。
[0037]作为一种优选实施方式，所述的紫外灯管9波长为185~245nm，该波长段下有机物降解效果较好，优选为185nm和245nm。
[0038]一种使用所述装置的紫外光-等离子体协同降解有机废气的方法，包括如下步骤:
[0039]I)将待处理的废气通过进气口 2通入双介质阻挡放电等离子体反应器的内部。
[0040]2)参照示波器的示数利用调压变压器调节高压脉冲电源的电压，等离子体管在外加电压条件下，等离子体管内气体电离，产生强氧化性的活性物质，用于降解有机废气中的有机化合物；强氧化性活性物质为包括.0、.0Η的自由基及03。与此同时，利用紫外灯管9产生的紫外光直接作用或通过外壳10内表面反射作用于双介质阻挡放电等离子体反应器，用于促进强氧化性的活性物质产生。紫外光强度通过控制紫外灯管9的开关数量进行调节。
[0041]3)处理后的废气经过检测设备检测合格后，通过出气口 3向大气排放。
[0042]作为一种优选实施方式，废气在双介质阻挡放电等离子体反应器内的停留时间为2~8s，废气停留时间通过质量流量计调节气体流量进行控制。
[0043]作为一种优选实施方式，所述的步骤2)中外加电压范围为30~40kV，外加电压通过高压脉冲电源13进行调节。
[0044]实施例1
[0045]如图1所示，一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置:包括金属外壳10、双介质阻挡放电等离子体单元和紫外光发生单元。金属外壳10内壁上带有支撑结构8用以支撑紫外灯管9，金属外壳10通过接地线16接地。紫外光发生单元主要包括:紫外灯电源5、镇流器6、导线7、紫外灯管9。紫外灯管9以灯管支架8固定在石英管4两侧，用导线7连接紫外灯管9、紫外光灯电源5和镇流器6 ;双介质阻挡放电等离子体单元主要包括:抗腐蚀开孔塞1、进气口 2、出气口 3、外介质层4、金属丝11、内介质层12、金属网14、高压脉冲电源13、示波器15。抗腐蚀开孔塞1、进气口 2、出气口 3、金属丝11、内介质层12、均匀的金属网14组成双介质阻挡放电等离子体反应器，抗腐蚀开孔塞I密封等离子体反应器的两端，进气口 2和出气口 3形成废气流通通道。金属丝11和金属网14分别连接高压脉冲电源的高压端和低压端，示波器15连接高压脉冲电源的高压端和低压端。其他部分的结构和连接方式均按照前述的【具体实施方式】以及所有优选实施方式进行设置。
[0046]装置的部分参数如下:高压脉冲电源13为BPFN型窄脉冲高压电源，脉冲宽度500ns，脉冲上升前沿小于250ns、频率控制为300pps。紫外灯电源为220V常压电源。
[0047]内介质层和外介质层采用石英材料，抗腐蚀开孔塞为丁苯橡胶材质，金属丝为铜丝，金属网和金属外壳都是不锈钢制成的。金属外壳尺寸为360mmX 200mmX 200mm，金属网长度为240mm。紫外灯管数量为两根，对角设置，波长为254nm。
[0048]外介质层内径为25mm，厚度为2.5mm ;内介质层外径为8mm，厚度为2.5mm ;等离子体反应器长度为360mm，铜丝直径为1mm。
[0049]本装置的实际使用过程为:
[0050]配置模拟有机废气，主要污染物为二甲苯，浓度为45mg/m3，流量为200mL/min，干燥。模拟有机废气从进气口 2进入装置后，调节纳秒级高压脉冲电源电压为35kV，闭合紫外灯电源，在紫外光和双介质阻挡放电等离子体的协同作用下，二甲苯经过一系列的反应，被分解为危害较小的H20、CO2等小分子物质，然后从出气口 3排出。
[0051]对比例1:
[0052]装置与实施例1相同，不同之处在于:
[0053]紫外光发生单元电源断开，金属外壳内无紫外光。
[0054]对比例2:
[0055]装置与实施例1相同，不同之处在于:高压脉冲电源断开，即双介质阻挡放电等离子体反应器不工作。
[0056]实施例1和对比例I结果对比如图2、图3所示。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，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。其中图2、图3中，紫外光+DDBD代表实施例1的处理方式，DDBD代表对比例I的处理方式，在添加紫外光的条件下，双介质阻挡放电能够明显提高二甲苯降解率，降低降解过程所需要的电压，并且能够提高COx浓度。对比例2的进气口、出气口二甲苯浓度结果如图4所示，整个过程二甲苯浓度基本不变，说明仅有紫外光的存在下，装置对二甲苯无降解作用。由此可见，本实用新型的紫外光-等离子体协同降解有机废气装置及其方法对有机废气具有极佳的处理能力，紫外光作用于双介质阻挡放电等离子体反应器促进了强氧化性的活性物质产生。本实用新型在双介质阻挡放电等离子体中引入紫外光，在没有光催化剂的存在下，即可有效地促进有机废气降解，大大提高降解率，节省了成本。
【主权项】
1.一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，其特征在于，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； 外壳(10)为密闭结构，内表面为反光材料； 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)； 紫外光发生单元包括若干条紫外灯管(9)和与其相连的镇流器(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。2.如权利要求1所述的紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，其特征在于，所述的外壳(10)材质为金属，并通过接地线(16)接地；外壳(10)内表面光滑，用于反射紫外光。3.如权利要求1所述的紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，其特征在于，所述的外壳(10)呈长方体状，所述的紫外灯管(9)有2条，分别设在外壳(10)对角的两条棱边处且与双介质阻挡放电等离子体反应器平行。4.如权利要求1所述的紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，其特征在于，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。5.如权利要求1所述的紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，其特征在于，所述的高压脉冲电源(13)的两极连接有示波器(15)。6.如权利要求1所述的紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，其特征在于，所述的高压脉冲电源(13)为纳秒级高压脉冲电源。7.如权利要求1所述的紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，其特征在于，所述的紫外灯管(9)波长为185~245nm。
【专利摘要】本实用新型公布了一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置，装置外壳为密闭结构的箱体，内表面为反光材料，可最大化利用紫外光并防止紫外光泄露；双介质阻挡放电等离子体单元由双介质阻挡放电等离子体反应器和高压脉冲电源组成，双介质阻挡放电等离子体反应器采用双介质的结构，可有效保护放电电极不被有机废气污染，从而大大提高持续运行时间；高压脉冲电源采用纳秒级高压脉冲电源，有效避免了直流电晕加速离子而带来的能量损耗；紫外光发生单元提供紫外光，促进双介质阻挡放电等离子体降解有机废气。本实用新型在双介质阻挡放电等离子体中引入紫外光，在没有光催化剂的存在下，即可有效地促进有机废气降解，大大提高降解率，节省了成本。
【IPC分类】B01D53/32
【公开号】CN204911182
【申请号】CN201520617936
【发明人】邵振华, 田汝斌, 张海杰, 毛哲林, 姜建清
【申请人】杭州科瑞特环境技术有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月17日