專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢氣降解領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置和方法。
背景技術(shù)：
紫外光源已被廣泛應(yīng)用于微電子、醫(yī)藥、化工、衛(wèi)生和環(huán)保等領(lǐng)域，成為一項(xiàng)基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性技術(shù)。上述所有應(yīng)用均要求光源有較窄的輻射光譜和一定的輻射強(qiáng)度。對(duì)于傳統(tǒng)的中、高壓汞燈，其輻射光譜波長(zhǎng)范圍寬(從紫外區(qū)到可見(jiàn)區(qū))，所需波長(zhǎng)的紫外光光效低；低壓汞燈和惰性氣體燈能輻射窄帶紫外光譜，但其光強(qiáng)相對(duì)較弱，影響到相應(yīng)的光化學(xué)反應(yīng)速率；激光光源雖然能輻射高強(qiáng)度、窄的光譜，但束斑尺寸小并且價(jià)格昂貴。而無(wú)極準(zhǔn)分子紫外光源由于具有強(qiáng)輻射、窄輻射光譜、光電轉(zhuǎn)換效率高、可塑性強(qiáng)、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)而成為一種新穎的高效非相干性光源。傳統(tǒng)的光源一般都是有電極的，由于燈中電極的存在，導(dǎo)致了一系列的問(wèn)題:壽命短、點(diǎn)燃時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、電極材料與發(fā)光物質(zhì)選擇范圍小、形狀變化少、光輻射利用率低及外加電路復(fù)雜等。與傳統(tǒng)的有極紫外光源相比，無(wú)極準(zhǔn)分子紫外燈由于燈管內(nèi)沒(méi)有電極，發(fā)光物質(zhì)選擇范圍大大拓寬，可得到傳統(tǒng)紫外燈不能得到的紫外光波長(zhǎng)。燈內(nèi)可根據(jù)需求填充不同的物質(zhì)，發(fā)出真空紫外到長(zhǎng)波紫外范圍的輻射，輻射功率強(qiáng)，光效較高，是適應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)所需特定波長(zhǎng)、高強(qiáng)度的新型紫外光源。自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，無(wú)極準(zhǔn)分子燈在光化學(xué)領(lǐng)域的研究逐漸增多。無(wú)極燈的紫外(Ultraviolet，UV)輻射在材料表面改性、干蝕刻、膜沉積、有機(jī)物的合成、光氧化污染治理等方面都有廣闊的應(yīng)用前景。由于該類(lèi)光源沒(méi)有電極，不會(huì)產(chǎn)生像其他放電光源那樣由于電極氧化、損耗和封接密封問(wèn)題引起的發(fā)黑現(xiàn)象，而且很少受工作電壓(不再僅僅是220V，而可使用任意電壓)、工作頻率、工作電流(波形也不僅是正弦，可以是矩形波、脈沖波)的限制，在光效、光色、壽命、形狀、填充材料等諸多品質(zhì)上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。準(zhǔn)分子是對(duì)具有束縛的高能態(tài)(壽命為10_6 I(T7S)和排斥(弱束縛)的基態(tài)分子(壽命10_13s)的統(tǒng)稱(chēng)，也被稱(chēng)為三體碰撞無(wú)輻射復(fù)合或原子碰撞態(tài)。準(zhǔn)分子只能在某些特殊的氣體放電條件下才能產(chǎn)生，如介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge,DBD)、高能電子束、α粒子、同步輻射、高頻放電、微波放電、脈沖放電等條件。放電時(shí)，原子被激發(fā)到高的電子能級(jí)，這些激發(fā)態(tài)原子與基態(tài)原子或分子碰撞產(chǎn)生一個(gè)分子并借助第三者轉(zhuǎn)移部分能量使之從高的振動(dòng)激發(fā)態(tài)遲豫到低的振動(dòng)激發(fā)態(tài)，成為相對(duì)穩(wěn)定的分子，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)波長(zhǎng)的紫外輻射。目前應(yīng)用于污染控制的主要是介質(zhì)阻擋放電無(wú)極準(zhǔn)分子紫外燈及微波放電無(wú)極燈，且無(wú)極準(zhǔn)分子紫外燈應(yīng)用于污染物的降解大部分還停留在水相污染物。例如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN2592631Y(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?ZL02264075.4)公開(kāi)了一種準(zhǔn)分子紫外光源，它包括設(shè)有與高頻高壓電源電連接的電極的冷卻水波管和其外套封的氣體放電波管，這種光源能廣泛用于水的循環(huán)消毒處理或光化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)填充Xe和Cl2混合氣體時(shí)可以輻射出波長(zhǎng)為308nm的紫外光。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101857283B (專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?ZL201010203436.2)公開(kāi)了一種微波無(wú)極準(zhǔn)分子燈處理廢水的裝置與燈的配氣系統(tǒng)，處理廢水的裝置包括微波電源、微波發(fā)生器、無(wú)極準(zhǔn)分子燈、廢水處理池、微波發(fā)生器包括外殼、磁控管和諧振腔殼體。上述兩份專(zhuān)利均是將無(wú)極準(zhǔn)分子紫外燈應(yīng)用于水相污染物。關(guān)于將無(wú)極準(zhǔn)分子紫外燈應(yīng)用于氣相污染物的技術(shù)方案，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1319600C (專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?ZL200510030278.4)公開(kāi)了 一種低濃度大風(fēng)量惡臭氣體的處理裝置和方法，裝置由過(guò)濾網(wǎng)、光解反應(yīng)器、蜂窩活性炭床和風(fēng)機(jī)依次連接組成，其中光解反應(yīng)器采用172nm準(zhǔn)分子紫外燈，該燈由外石英套管、外電極、內(nèi)石英套管和內(nèi)電極由外向里依次組成，外電極在外石英套管和內(nèi)石英套管之間，內(nèi)電極在內(nèi)石英套管內(nèi)側(cè)。待降解的氣體從外石英套管和反應(yīng)器壁之間的空隙進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，經(jīng)光解反應(yīng)器反應(yīng)后的氣流進(jìn)入蜂窩活性炭床繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。該裝置的原理是將無(wú)極準(zhǔn)分子燈放置在反應(yīng)器中間，氣體從無(wú)極燈旁邊流過(guò)時(shí)在光照下降解。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1216680C (專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01814678.3)公開(kāi)了一種準(zhǔn)分子UV光反應(yīng)裝置，將多支準(zhǔn)分子燈與被照射體相對(duì)配置成并列狀，在反應(yīng)性氣體環(huán)境氣氛中自這些準(zhǔn)分子紫外燈朝被照射體照射紫外光，從而使被照射體表面發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。該裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，占地面積大，后期運(yùn)行需要維護(hù)的設(shè)備也較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置和方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一目的的技術(shù)方案是一種無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法，所用反應(yīng)器包括三層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極、外電極和高壓電源。所述三層石英介質(zhì)層包括同軸線的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管、第二石英管和第三石英管；內(nèi)電極設(shè)置在第一石英管的內(nèi)部，外電極設(shè)置在第二石英管的外側(cè)面上。第一石英管的兩端敞口，第一石英管的內(nèi)部空腔為I區(qū)反應(yīng)區(qū)；第二石英管套裝在第一石英管外，第二石英管的上、下兩端端口燒結(jié)在第一石英管的外側(cè)面，從而第二石英管與第一石英管之間形成密閉的環(huán)形空腔，作為氣體填充II區(qū)；第三石英管的兩端敞口，第三石英管與第二石英管之間形成III區(qū)反應(yīng)區(qū)。光催化降解廢氣時(shí)，氣體填充II區(qū)抽真空后，向氣體填充II區(qū)充入稀有氣體或者稀有氣體齒素混合氣體；接通高壓電源后，氣體填充II區(qū)的氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光，向I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)的方向輻射。待降解的廢氣全部經(jīng)過(guò)I區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下被降解；或者待降解的廢氣全部經(jīng)過(guò)III區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下被降解；或者待降解的廢氣分流進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下被降解；氣體從I區(qū)反應(yīng)區(qū)或III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，待降解的廢氣與水蒸氣和干潔空氣混合后進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)降解。作為優(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)氣體混合器初步混合，再經(jīng)過(guò)進(jìn)氣分配器多孔分流后進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)區(qū)或III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行降解。
降解時(shí)，氣體填充II區(qū)充入的稀有氣體為Xe2 ;充入的稀有氣體-鹵素混合氣體為 Ar/F2、Kr/Cl2、Kr/Br2、Kr/I2、Xe/I2、Xe/C2、Kr/F2 ;反應(yīng)器輻射的準(zhǔn)分子光的波長(zhǎng) λ =108 345nm。所用高壓電源為中頻脈沖方波電源，放電電壓在kV kV范圍內(nèi)可調(diào)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的技術(shù)方案是一種無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置，包括集氣罩、連接套、進(jìn)氣分配器、反應(yīng)器、出氣分配器和引風(fēng)機(jī)；集氣罩包括下集氣罩和上集氣罩，下集氣罩、連接套、反應(yīng)器、出氣分配器和上集氣罩由下向上依次設(shè)置；引風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣端口與上集氣罩的出氣口相連。下集氣罩的進(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，下集氣罩的出氣口通過(guò)法蘭與連接套的進(jìn)氣口相連；連接套的出氣口與進(jìn)氣分配器的進(jìn)氣端相通。反應(yīng)器設(shè)置在進(jìn)氣分配器和出氣分配器之間；反應(yīng)器包括三層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極、外電極和高壓電源；所述三層石英介質(zhì)層包括同軸線的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管、第二石英管和第三石英管；內(nèi)電極設(shè)置在第一石英管的內(nèi)部，外電極設(shè)置在第二石英管的外側(cè)面上。第一石英管的兩端敞口，第一石英管的內(nèi)部空腔為I區(qū)反應(yīng)區(qū)；第二石英管套裝在第一石英管外，第二石英管的上、下兩端端口燒結(jié)在第一石英管的外側(cè)面，從而第二石英管與第一石英管之間形成密閉的環(huán)形空腔，作為氣體填充II區(qū)；第三石英管的兩端敞口，第三石英管與第二石英管之間形成III區(qū)反應(yīng)區(qū)。所述進(jìn)氣分配器包括主體、通孔、環(huán)形槽、通孔塞子和I區(qū)進(jìn)氣通孔；通孔設(shè)置在主體的中央，環(huán)形槽設(shè)置在通孔的外周且與通孔同軸線設(shè)置，I區(qū)進(jìn)氣通孔的軸線與主體的軸線平行并完全貫穿主體，I區(qū)進(jìn)氣通孔的出氣端口位于環(huán)形槽內(nèi)。通孔塞子設(shè)置在通孔內(nèi)，通孔塞子為多孔塞或盲孔塞；所述多孔塞的主體為一圓柱體，包括盲孔和III區(qū)進(jìn)氣通孔，盲孔設(shè)置在多孔塞的上部中央，III區(qū)進(jìn)氣通孔設(shè)置在盲孔下方且III區(qū)進(jìn)氣通孔的出氣口與盲孔相通；所述盲孔塞的主體為一圓柱體，盲孔塞的上部中央設(shè)置盲孔。進(jìn)氣分配器的I區(qū)進(jìn)氣通孔、I區(qū)反應(yīng)區(qū)以及出氣分配器的I區(qū)出氣通孔相連通；當(dāng)通孔塞子為多孔塞時(shí)，進(jìn)氣分配器的III區(qū)進(jìn)氣通孔、III區(qū)反應(yīng)區(qū)以及出氣分配器的III區(qū)出氣通孔相連通。作為優(yōu)選的，裝置還包括氣體混合器，氣體混合器設(shè)置在連接套的內(nèi)部，氣體混合器的進(jìn)氣口與連接套的內(nèi)部空腔相通，氣體混合器的出氣口與進(jìn)氣分配器的進(jìn)氣端相通。進(jìn)一步地，進(jìn)氣分配器還包括多孔篩板，多孔篩板設(shè)置在I區(qū)進(jìn)氣通孔上方。進(jìn)一步地，進(jìn)氣分配器還包括活塞通道，活塞通道沿著主體的徑向設(shè)置在主體內(nèi)，每一個(gè)I區(qū)進(jìn)氣通孔對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)活塞通道，活塞通道與I區(qū)進(jìn)氣通孔相連通；活塞通道內(nèi)設(shè)有活塞，活塞由外向內(nèi)運(yùn)動(dòng)到達(dá)最內(nèi)側(cè)時(shí)將I區(qū)進(jìn)氣通孔堵住。所述反應(yīng)器的內(nèi)電極為金屬片，外電極為金屬網(wǎng)；或者反應(yīng)器的內(nèi)電極為金屬網(wǎng)，外電極為金屬片；或者反應(yīng)器的內(nèi)電極為金屬網(wǎng)，外電極為金屬網(wǎng)。本發(fā)明具有積極的效果:(I)本發(fā)明的無(wú)極準(zhǔn)分子燈采用介質(zhì)阻擋放電激勵(lì)發(fā)光，采用放電電壓和輸入功率可調(diào)的高壓電源激發(fā)雙層介質(zhì)之間的低氣壓混合氣體(稀有氣體、稀有氣體-鹵素)放電產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外輻射。進(jìn)行廢氣降解時(shí)，首先對(duì)II區(qū)內(nèi)抽真空，然后填充一定壓力的氣體(稀有氣體、稀有氣體-鹵素)，接通高壓電源，II區(qū)的混合氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向I區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)的方向輻射而使廢氣降解。通過(guò)改變II區(qū)填充的氣體可以得到不同波長(zhǎng)的紫外光(真空紫外VUV和UV)，有針對(duì)性地降解不同的氣體，能量利用率高、廢氣處理效果好；且準(zhǔn)分子燈的波長(zhǎng)范圍寬(λ =108-345nm)，應(yīng)用范圍廣，可用于多種廢氣的治理。此外，通過(guò)改變II區(qū)內(nèi)填充氣體的配比和總壓，可以改變準(zhǔn)分子燈的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光效率，因此可以根據(jù)廢氣的具體情況調(diào)整氣體的配比和總壓。(2)本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、占地面積少；且由于所用的準(zhǔn)分子燈管內(nèi)沒(méi)有電極，可以避免燈內(nèi)氣體與金屬電極接觸而使電極老化的問(wèn)題，燈管的更換維修次數(shù)少、壽命長(zhǎng)；此外準(zhǔn)分子燈制造簡(jiǎn)單，燈的形狀和尺寸任意。(3)本發(fā)明的裝置的無(wú)極準(zhǔn)分子燈有三種結(jié)構(gòu)型式，分別是外電極金屬網(wǎng)-內(nèi)電極金屬片、外電極金屬片-內(nèi)電極金屬網(wǎng)和外電極金屬網(wǎng)-內(nèi)電極金屬網(wǎng)，分別對(duì)應(yīng)于外區(qū)降解、內(nèi)區(qū)降解和內(nèi)外區(qū)降解形式。上述三種結(jié)構(gòu)型式要求不同的氣體進(jìn)氣方式，通過(guò)氣體分配器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用外區(qū)即I區(qū)降解時(shí)，氣體分配器采用圖6所示的結(jié)構(gòu)型式，內(nèi)電極采用金屬片，外電極采用金屬網(wǎng)；活塞打開(kāi)，廢氣通過(guò)氣體分配器全部進(jìn)入I區(qū)進(jìn)行紫外輻射降解；當(dāng)采用內(nèi)區(qū)即III區(qū)降解時(shí)，氣體分配器采用圖7所示的結(jié)構(gòu)型式，內(nèi)電極采用金屬網(wǎng)，外電極采用金屬片；活塞關(guān)閉，廢氣通過(guò)氣體分配器的多孔塞全部進(jìn)入III區(qū)進(jìn)行紫外輻射降解。當(dāng)采用I和III區(qū)同時(shí)降解時(shí)，氣體分配器采用圖1所示的結(jié)構(gòu)型式，內(nèi)外電極均采用金屬網(wǎng)；活塞打開(kāi)，廢氣通過(guò)氣體分配器分別進(jìn)入I區(qū)和III區(qū)進(jìn)行紫外輻射降解。(4)本發(fā)明為了提高廢氣降解效果，在準(zhǔn)分子燈光解的基礎(chǔ)上，還通過(guò)兩種方式進(jìn)行改進(jìn):一是在反應(yīng)區(qū)添加催化劑組成光催化降解體系，準(zhǔn)分子紫外光與催化劑聯(lián)合光催化降解廢氣；二是在連接套側(cè)面開(kāi)設(shè)旁路，向連接套內(nèi)通入外加水蒸氣和干潔空氣，待降解廢氣被稀釋混合形成含一定水汽體積分?jǐn)?shù)的廢氣，經(jīng)氣體混合器和氣體分配器混勻后一起進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)光解；外加氣體在紫外光的作用下分解產(chǎn)生.0和.0H自由基，.0和.0H自由基與待降解廢氣分子碰撞并反應(yīng)，提高目標(biāo)分子的解離率，從而提高了光解效果。(5)本發(fā)明處理廢氣時(shí)，來(lái)自廢氣發(fā)生器的氣體通過(guò)下集氣罩收集后，通過(guò)氣體混合器和進(jìn)氣分配器兩級(jí)混合實(shí)現(xiàn)分流或不分流的穩(wěn)定均勻進(jìn)氣，保證處理效果穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中氣體混合器的示意圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為圖1中的氣體分配器的示意圖；圖5為圖1中的多孔篩板的示意圖；圖6為本發(fā)明的裝置只有I區(qū)反應(yīng)區(qū)通待降解氣體時(shí)的工作原理圖；圖7為本發(fā)明的裝置只有III區(qū)反應(yīng)區(qū)通待降解氣體時(shí)的工作原理圖；圖8為圖6中的氣體分配器的示意圖；圖9為圖1所示的裝置的反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置催化劑的示意上述附圖中的標(biāo)記如下:集氣罩1，下集氣罩11，上集氣罩12 ;連接套2，第一圓筒體21，凸緣21-1，第二圓筒體22，進(jìn)氣口 22-1，第三圓筒體23，壓環(huán)24 ；氣體混合器3，混合部31，槽31-1，安裝部32 ；進(jìn)氣分配器4，主體41，通孔42，上孔段42_1，下孔段42_2，安裝臺(tái)42_3，環(huán)形槽43，環(huán)形凸臺(tái)44，I區(qū)進(jìn)氣通孔45，活塞通道46，活塞46_1，多孔塞47，盲孔47-1, III區(qū)進(jìn)氣通孔47-2，盲孔塞48，盲孔48-1，多孔篩板49，通氣孔49_1 ；反應(yīng)器5，第一石英管51，第二石英管52，第三石英管53，氣體填充區(qū)54，支撐架55 ；出氣分配器6，主體61，I區(qū)出氣通孔62，III區(qū)出氣通孔63 ；內(nèi)電極71，外電極72，高壓電源73。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1、無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置)見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置包括集氣罩1、連接套2、氣體混合器3、進(jìn)氣分配器4、反應(yīng)器5、出氣分配器6和引風(fēng)機(jī)。集氣罩I包括下集氣罩11和上集氣罩12。下集氣罩11、氣體混合器3、反應(yīng)器5、出氣分配器6和上集氣罩12由下向上依次設(shè)置。下集氣罩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，下集氣罩11的出氣口通過(guò)法蘭與連接套2的進(jìn)氣口相連。氣體混合器3設(shè)置在連接套2的內(nèi)部，氣體混合器3的進(jìn)氣口與連接套2的內(nèi)部空腔相通，氣體混合器3的出氣口與進(jìn)氣分配器4的進(jìn)氣端相通。所述連接套2包括從上至下同軸線的第一圓筒體21、第二圓筒體22和第三圓筒體23，第一圓筒體21、第二圓筒體22和第三圓筒體23外徑依次變小。第一圓筒體21的外周設(shè)置一圈凸緣21-1,凸緣21-1的上表面與第一圓筒體21的上表面在同一平面上。從第一圓筒體21的上表面向下設(shè)置一圈環(huán)形凹臺(tái)。第一圓筒體21與第二圓筒體22由環(huán)形連接板相連，第一圓筒體21與第二圓筒體22之間形成一安裝臺(tái)。第二圓筒體22的下部側(cè)面開(kāi)設(shè)進(jìn)氣口 22-1，進(jìn)氣口 22-1與進(jìn)氣管相連，進(jìn)氣管上設(shè)有閥門(mén)。第二圓筒體22與第三圓筒體23之間通過(guò)環(huán)形連接板相連。見(jiàn)圖2和圖3，所述氣體混合器3包括混合部31和安裝部32?；旌喜?1為下端封閉的圓筒形，混合部31的圓柱形側(cè)部上開(kāi)槽31-1，槽31-1與混合部31的軸線成45°斜角，氣體從混合部31的側(cè)部進(jìn)入后在旋轉(zhuǎn)上升的過(guò)程中充分混合。氣體混合器3通過(guò)安裝部32設(shè)置在連接套2的第一圓筒體21與第二圓筒體22之間形成的安裝臺(tái)上。氣體混合器3的上表面與進(jìn)氣分配器4的下表面之間設(shè)置壓環(huán)24。壓環(huán)24為圓筒形，壓環(huán)24的下端面與氣體混合器3的安裝部32的上表面相接觸，壓環(huán)24的上端面與進(jìn)氣分配器4的下表面相接觸。見(jiàn)圖4，進(jìn)氣分配器4包括主體41、通孔42、環(huán)形槽43、I區(qū)進(jìn)氣通孔45、活塞通道46、通孔塞子和多孔篩板49。主體41為圓柱形，主體41的中央設(shè)有通孔42 ;通孔42與主體41同軸線。通孔42由上孔段42-1和下孔段42-2組成，上孔段42-1的孔徑大于下孔段42_2的孔徑，從而上孔段42-1與下孔段42-2之間形成安裝臺(tái)42-3。從主體41的上表面向下設(shè)有環(huán)形槽43，環(huán)形槽43設(shè)置在通孔42的外周且與通孔42同軸線設(shè)置。環(huán)形槽43的底部設(shè)置環(huán)形凸臺(tái)44，環(huán)形凸臺(tái)44的外側(cè)面與環(huán)形槽43的內(nèi)壁相貼合。環(huán)形凸臺(tái)44成為環(huán)形槽43內(nèi)的安裝臺(tái)。I區(qū)進(jìn)氣通孔45設(shè)置在通孔42的外周且位于環(huán)形槽43內(nèi)的環(huán)形凸臺(tái)44的內(nèi)側(cè)。I區(qū)進(jìn)氣通孔45的軸線與主體41的軸線平行并完全貫穿主體41 ；1區(qū)進(jìn)氣通孔45的出氣端口位于環(huán)形槽43內(nèi)?；钊ǖ?6沿著徑向設(shè)置在主體41內(nèi)，每一個(gè)I區(qū)進(jìn)氣通孔45對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)活塞通道46，活塞通道46與I區(qū)進(jìn)氣通孔45相連通?；钊ǖ?6內(nèi)設(shè)有活塞46_1 ;當(dāng)活塞
46-1由外向內(nèi)運(yùn)動(dòng)到達(dá)最內(nèi)側(cè)時(shí)，活塞46-1將I區(qū)進(jìn)氣通孔45堵??；而當(dāng)活塞46_1向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，I區(qū)進(jìn)氣通孔45恢復(fù)暢通。I區(qū)進(jìn)氣通孔45的上方設(shè)置多孔篩板49。見(jiàn)圖5，所述多孔篩板49為環(huán)形，沿著多孔篩板49的圓周方向設(shè)置一圈通氣孔49-1。多孔篩板49固定設(shè)置在環(huán)形槽43內(nèi)的環(huán)形凸臺(tái)44的上方。從I區(qū)進(jìn)氣通孔45流入的廢氣通過(guò)多孔篩板49的通氣孔49-1后流入I區(qū)反應(yīng)區(qū)。廢氣在經(jīng)過(guò)多孔篩板49時(shí)得到進(jìn)一步混合。所述通孔塞子包括多孔塞47和盲孔塞48兩種。通孔塞子放置在通孔42內(nèi)的安裝臺(tái)42-3的上方。通孔塞子與通孔42的上孔段42-1緊配合。仍見(jiàn)圖4，所述多孔塞47的主體為一圓柱體，包括盲孔47-1和III區(qū)進(jìn)氣通孔
47-2。盲孔47-1設(shè)置在多孔塞47的上部中央。III區(qū)進(jìn)氣通孔47_2設(shè)置在盲孔47_1下方且III區(qū)進(jìn)氣通孔47-2的軸線與盲孔47-1的軸線平行，III區(qū)進(jìn)氣通孔47_2的出氣口與盲孔47-1相通。見(jiàn)圖8,所述盲孔塞48的主體為一圓柱體，盲孔塞48的上部中央設(shè)置盲孔48_1。反應(yīng)器5設(shè)置在進(jìn)氣分配器4和出氣分配器6之間。見(jiàn)圖1，出氣分配器6包括主體61、盲孔、環(huán)形槽、I區(qū)出氣通孔62和III區(qū)出氣通孔63。主體61為圓柱形,從主體61的下底面向上設(shè)有盲孔,盲孔與主體61同軸線。出氣分配器6的主體61的盲孔與多孔塞47的盲孔47-1的直徑相同。III區(qū)出氣通孔63設(shè)置在主體61的盲孔上方，且III區(qū)出氣通孔63的軸線與盲孔的軸線平行。III區(qū)出氣通孔63的進(jìn)氣口與主體61的盲孔相通。從主體61的下底面向上還設(shè)有環(huán)形槽，環(huán)形槽位于盲孔的外周且與盲孔同軸線。I區(qū)出氣通孔62設(shè)置在主體61的環(huán)形槽上方，且I區(qū)出氣通孔62的軸線與環(huán)形槽的軸線平行。I區(qū)出氣通孔62的進(jìn)氣口與主體61的環(huán)形槽相通。上集氣罩12安裝固定在出氣分配器6的上方，上集氣罩12的進(jìn)氣口與出氣分配器6的所有出氣口相連通。引風(fēng)機(jī)(圖中未畫(huà)出)的進(jìn)氣端口與上集氣罩12的出氣口相連通。反應(yīng)器5設(shè)置在進(jìn)氣分配器4和出氣分配器6之間，且反應(yīng)器5設(shè)置在進(jìn)氣分配器4的多孔篩板49的上方。反應(yīng)器5包括三層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極71、外電極72和高壓電源73。所述三層石英介質(zhì)層包括同軸線的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管51、第二石英管52和第三石英管53。第一石英管51和第二石英管52的紫外光(200nm附近)的透過(guò)率達(dá)85%以上；第三石英管53采用國(guó)產(chǎn)石英管，其紫外光(200nm附近)的透過(guò)率<40%，第三石英管53的壁厚為I 2mm。第一石英管51的兩端敞口，第一石英管51的下端套裝在進(jìn)氣分配器4的通孔塞子的上部盲孔內(nèi)，第一石英管51的上端套裝在出氣分配器6的盲孔內(nèi)，將第一石英管51的內(nèi)部空腔作為I區(qū)反應(yīng)區(qū)。I區(qū)反應(yīng)區(qū)內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置支撐架55(見(jiàn)圖9)。第二石英管52套裝在第一石英管51外，第二石英管52的上、下兩端端口燒結(jié)在第一石英管51的外側(cè)面，從而第二石英管52與第一石英管51之間形成密閉的環(huán)形空腔即氣體填充區(qū)54，將該密閉的環(huán)形空腔作為氣體填充II區(qū)。第三石英管53的兩端敞口，第三石英管53的下端套裝在進(jìn)氣分配器4的環(huán)形槽43內(nèi)，且由環(huán)形槽43內(nèi)的環(huán)形凸臺(tái)44支撐。第三石英管53的上端套裝在出氣分配器6的環(huán)形槽內(nèi)，第三石英管53的外側(cè)面與出氣分配器6的環(huán)形槽的外側(cè)槽壁相接觸。第三石英管53與第二石英管52之間形成III區(qū)反應(yīng)區(qū)。III區(qū)反應(yīng)區(qū)內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置支撐架55 (見(jiàn)圖9)。進(jìn)氣分配器4、反應(yīng)器5的三層石英介質(zhì)層以及出氣分配器6同軸線設(shè)置。內(nèi)電極71設(shè)置在第一石英管51的內(nèi)部，內(nèi)電極71為金屬網(wǎng)或金屬片，當(dāng)內(nèi)電極71為金屬網(wǎng)時(shí)，金屬網(wǎng)緊貼第一石英管51的內(nèi)壁設(shè)置；當(dāng)內(nèi)電極71為金屬片時(shí)，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71。外電極72設(shè)置在第二石英管52的外側(cè)面上。第二石英管52的外側(cè)面上卷繞片狀金屬作為外電極72，或者第二石英管52的外側(cè)面上包裹金屬網(wǎng)作為外電極72。外電極72與內(nèi)電極71同軸線設(shè)置，使得放電更均勻。外電極72、內(nèi)電極71與高壓電源73連通。所述高壓電源73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73激發(fā)下，準(zhǔn)分子紫外輻射向I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，流經(jīng)I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III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。當(dāng)裝置采用盲孔塞48時(shí)，待處理的廢氣能夠進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)區(qū)降解。此時(shí)優(yōu)選內(nèi)電極71采用金屬片，外電極72采用金屬網(wǎng)，激發(fā)的準(zhǔn)分子光全部用于向I區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，提高能源效率。當(dāng)裝置采用多孔塞47時(shí)，待處理的廢氣可以只進(jìn)入III區(qū)反應(yīng)區(qū)降解，也可以分流進(jìn)入I區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行降解。當(dāng)廢氣只進(jìn)入III區(qū)反應(yīng)區(qū)降解時(shí)，優(yōu)選內(nèi)電極采用金屬網(wǎng)，外電極采用金屬片，激發(fā)的準(zhǔn)分子光全部用于向III區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，提高能源效率。當(dāng)廢氣分流進(jìn)入I區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行降解時(shí)，內(nèi)外電極均采用金屬網(wǎng)。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)置氣體混合器3，將進(jìn)氣分配器4的進(jìn)氣口直接與連接套2的出氣口相連。但是待處理的廢氣通過(guò)氣體混合器+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。無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置使用時(shí)，首先對(duì)第一石英管51與第二石英管52之間的氣體填充II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、Kr/I2、Xe/I2、Xe/C2、Kr/F2)混合氣體。另外，通過(guò)改變氣體填充II區(qū)內(nèi)填充氣體的配比和總壓,可以改變高壓電源73用于激發(fā)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)氣體混合器3混合后經(jīng)過(guò)進(jìn)氣分配器4時(shí)，分流進(jìn)入反應(yīng)器5的I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)，或者僅進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)區(qū)，或者僅進(jìn)入III區(qū)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)反應(yīng)器5反應(yīng)后氣體在上集氣罩12內(nèi)再次混合，然后由引風(fēng)機(jī)抽出排放。(實(shí)施例2、無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法)本實(shí)施例的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法采用實(shí)施例1所述的裝置，進(jìn)氣分配器4所用的通孔塞子為盲孔塞48。內(nèi)電極71采用金屬片，外電極72采用金屬網(wǎng)。無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催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)氣體混合器3初步混合，再經(jīng)過(guò)進(jìn)氣分配器4進(jìn)一步混合均勻后，在引風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入反應(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)模擬二甲胺廢氣，初始濃度為3745mg/m3，降解廢氣的方法具體包括以下步驟:①對(duì)氣體填充II區(qū)抽真空，然后向其中填充Kr: Cl2 = 350: 1，總壓205torr。②打開(kāi)高壓電源73，外施電壓7.2kV，功率78W，氣體填充II區(qū)的混合氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向I區(qū)輻射，準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)為222nm。打開(kāi)進(jìn)氣分配器4的活塞46-1使得I區(qū)進(jìn)氣通孔45暢通。③打開(kāi)與上集氣罩12相連的引風(fēng)機(jī)，二甲胺廢氣從廢氣發(fā)生器出氣口流出，經(jīng)過(guò)氣體混合器3和進(jìn)氣分配器4混合后，進(jìn)入反應(yīng)器I區(qū)進(jìn)行光解反應(yīng)。二甲胺廢氣的流量為 14.9m3/h。④在線氣體分析儀器檢測(cè)顯示二甲胺氣體在外施電壓7.2kV時(shí)去除效率達(dá)64.5%,能率為 461.4g/(kff.h))。為了提高光解效率，可向連接套22的進(jìn)氣口 22-1內(nèi)通入水蒸氣和干潔空氣，將廢氣稀釋混合成含一定水汽體積分?jǐn)?shù)的廢氣，一起進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)光解，水氣在紫外光的作用下，分解成.0和.0H自由基，提高光解效果。(實(shí)施例3、無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法)本實(shí)施例的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法采用實(shí)施例1所述的裝置，進(jìn)氣分配器4所用的通孔塞子為多孔塞47。內(nèi)電極71采用金屬網(wǎng)，外電極72采用金屬片。見(jiàn)圖7，本實(shí)施例降解流動(dòng)態(tài)模擬二甲胺廢氣，初始濃度為3745mg/m3，降解廢氣的方法具體包括以下步驟:①對(duì)氣體填充II區(qū)抽真空，然后向其中填充Kr: Cl2 = 350: 1，總壓205torr。②打開(kāi)高壓電源73，外施電壓6kV，功率50W，氣體填充II區(qū)的混合氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向III區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)為222nm。關(guān)閉進(jìn)氣分配器4的活塞46-1使得I區(qū)進(jìn)氣通孔45關(guān)閉，氣體只能通過(guò)多孔塞47進(jìn)入III區(qū)反應(yīng)區(qū)。③打開(kāi)與上集氣罩12相連的引風(fēng)機(jī)，二甲胺廢氣從廢氣發(fā)生器出氣口流出，經(jīng)過(guò)氣體混合器3和進(jìn)氣分配器4混合后，進(jìn)入反應(yīng)器III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行光解反應(yīng)。二甲胺廢氣的流量為26.3m3/h。④在線氣體分析儀器檢測(cè)顯示二甲胺氣體在外施電壓6kV時(shí)光解效率為48.6%。(實(shí)施例4、無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法)本實(shí)施例所用的裝置的進(jìn)氣分配器4所用的通孔塞子為多孔塞47，且內(nèi)電極71采用金屬網(wǎng)，外電極72采用金屬網(wǎng)。見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催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對(duì)氣體填充II區(qū)抽真空，然后向其中填充Kr: Br2 = 350: 1，總壓150torr。步驟②氣體填充II區(qū)的混合氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向I區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)為207nm。打開(kāi)進(jìn)氣分配器4的活塞46_1使得I區(qū)進(jìn)氣通孔45暢通，氣體分流進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)器和III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)。步驟④在線氣體分析儀器檢測(cè)顯示二甲胺氣體在外施電壓6kV時(shí)光解效率為35.4%。(實(shí)施例5、無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法)本實(shí)施例無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法采用實(shí)施例1所述的裝置，進(jìn)氣分配器4所用的通孔塞子為多孔塞47。內(nèi)電極71采用金屬網(wǎng)，外電極72采用金屬網(wǎng)。見(jiàn)圖1，本實(shí)施例降解流動(dòng)態(tài)模擬一甲胺廢氣，初始濃度為2010mg/m3，降解廢氣的方法具體包括以下步驟:①對(duì)氣體填充II區(qū)抽真空，然后向其中填充Kr: I2 = 350: 1，總壓300torr。②打開(kāi)高壓電源73，外施電壓7.2kV，功率78W，氣體填充II區(qū)的混合氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向I區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)為206nm。打開(kāi)進(jìn)氣分配器4的活塞46-1使得I區(qū)進(jìn)氣通孔45暢通，氣體分流進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)器和III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)。③打開(kāi)與上集氣罩12相連的引風(fēng)機(jī)，一甲胺廢氣從廢氣發(fā)生器出氣口流出，經(jīng)過(guò)氣體混合器3和進(jìn)氣分配器4混合后，進(jìn)入反應(yīng)器I區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行光解反應(yīng)。一甲胺廢氣的流量為26.3m3/h。④在線氣體分析儀器檢測(cè)顯示二甲胺氣體在外施電壓7.2kV時(shí)光解效率為89.5%。(實(shí)施例6、無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法)本實(shí)施例無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法采用實(shí)施例1所述的裝置，進(jìn)氣分配器4所用的通孔塞子為多孔塞47。內(nèi)電極71采用金屬網(wǎng)，外電極72采用金屬網(wǎng)。見(jiàn)圖1，本實(shí)施例降解流動(dòng)態(tài)模擬甲苯廢氣，初始濃度為1500mg/m3，降解廢氣的方法具體包括以下步驟:①對(duì)氣體填充II區(qū)抽真空，然后向其中填充Kr: I2 = 350: 1，總壓300torr。②打開(kāi)高壓電源73，外施電壓7.2kV，功率78W，氣體填充II區(qū)的混合氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光向I區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)輻射，準(zhǔn)分子紫外輻射波長(zhǎng)為206nm。打開(kāi)進(jìn)氣分配器4的活塞46-1使得I區(qū)進(jìn)氣通孔45暢通，氣體分流進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)器和III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)。③打開(kāi)與上集氣罩12相連的引風(fēng)機(jī)，甲苯廢氣從廢氣發(fā)生器出氣口流出，經(jīng)過(guò)氣體混合器3和進(jìn)氣分配器4混合后，進(jìn)入反應(yīng)器I區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行光解反應(yīng)。甲苯廢氣的流量為26.3m3/h。④在線氣體分析儀器檢測(cè)顯示甲苯氣體在外施電壓7.2kV時(shí)光解效率為70.5%。(實(shí)施例7、無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法)見(jiàn)圖9，本實(shí)施例無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法采用實(shí)施例1所述的裝置，進(jìn)氣分配器4所用的通孔塞子為多孔塞47。內(nèi)電極71采用金屬網(wǎng)，外電極72采用金屬網(wǎng)。I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置支撐架55，I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)填充催化劑Ti02。本實(shí)施例無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法與實(shí)施例6相同，由于催化劑的存在，在線氣體分析儀器檢測(cè)顯示甲苯氣體在外施電壓7.2kV時(shí)光解效率為92.3。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法，其特征在于:所用反應(yīng)器(5)包括三層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極(71)、外電極(72)和高壓電源(73)； 所述三層石英介質(zhì)層包括同軸線的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管(51)、第二石英管(52)和第三石英管(53);內(nèi)電極(71)設(shè)置在第一石英管(51)的內(nèi)部,外電極(72)設(shè)置在第二石英管(52)的外側(cè)面上； 第一石英管(51)的兩端敞口，第一石英管(51)的內(nèi)部空腔為I區(qū)反應(yīng)區(qū)；第二石英管(52)套裝在第一石英管(51)外，第二石英管(52)的上、下兩端端口燒結(jié)在第一石英管(51)的外側(cè)面，從而第二石英管(52)與第一石英管(51)之間形成密閉的環(huán)形空腔，作為氣體填充II區(qū)；第三石英管(53)的兩端敞口，第三石英管(53)與第二石英管52之間形成III區(qū)反應(yīng)區(qū)； 光催化降解廢氣時(shí)，氣體填充II區(qū)抽真空后，向氣體填充II區(qū)充入稀有氣體或者稀有氣體-鹵素混合氣體；接通高壓電源(73)后，氣體填充II區(qū)的氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光，向I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)的方向輻射； 待降解的廢氣全部經(jīng)過(guò)I區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下被降解；或者待降解的廢氣全部經(jīng)過(guò)III區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下被降解；或者待降解的廢氣分流進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下被降解；氣體從I區(qū)反應(yīng)區(qū)或III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所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法，其特征在于:待降解的廢氣與水蒸氣和干潔空氣混合后進(jìn)入反應(yīng)器(5)內(nèi)降解。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法，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)氣體混合器(3)初步混合，再經(jīng)過(guò)進(jìn)氣分配器(4)多孔分流后進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)區(qū)或III區(qū)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行降解。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法，其特征在于:氣體填充II區(qū)充入的稀有氣體為Xe2 ;充入的稀有氣體-鹵素混合氣體為Ar/F2、Kr/Cl2、Kr/Br2,Kr/I2、Xe/I2、Xe/C2、Kr/F2 ;反應(yīng)器(5)輻射的準(zhǔn)分子光的波長(zhǎng)λ =108 345nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法，其特征在于:所述高壓電源(73)為中頻脈沖方波電源，放電電壓在OkV 15kV范圍內(nèi)可調(diào)。
6.一種如權(quán)利要求1所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的方法所用的裝置，其特征在于:包括集氣罩(I)、連接套(2)、進(jìn)氣分配器(4)、反應(yīng)器(5)、出氣分配器(6)和引風(fēng)機(jī)；集氣罩(I)包括下集氣罩(11)和上集氣罩(12)，下集氣罩(11)、連接套(2)、反應(yīng)器(5)、出氣分配器(6)和上集氣罩(12)由下向上依次設(shè)置；引風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣端口與上集氣罩(12)的出氣口相連； 下集氣罩(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，下集氣罩(11)的出氣口通過(guò)法蘭與連接套(2)的進(jìn)氣口相連；連接套(2)的出氣口與進(jìn)氣分配器(4)的進(jìn)氣端相通； 反應(yīng)器(5)設(shè)置在進(jìn)氣分配器(4)和出氣分配器(6)之間；反應(yīng)器(5)包括三層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極(71)、外電極(72)和高壓電源(73);所述三層石英介質(zhì)層包括同軸線的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管(51)、第二石英管(52)和第三石英管(53);內(nèi)電極(71)設(shè)置在第一石英管(51)的內(nèi)部,外電極(72)設(shè)置在第二石英管(52)的外側(cè)面上；第一石英管(51)的兩端敞口，第一石英管(51)的內(nèi)部空腔為I區(qū)反應(yīng)區(qū)；第二石英管(52)套裝在第一石英管(51)外，第二石英管(52)的上、下兩端端口燒結(jié)在第一石英管(51)的外側(cè)面，從而第二石英管(52)與第一石英管(51)之間形成密閉的環(huán)形空腔，作為氣體填充II區(qū)；第三石英管(53)的兩端敞口，第三石英管(53)與第二石英管52之間形成III區(qū)反應(yīng)區(qū)； 所述進(jìn)氣分配器(4)包括主體(41)、通孔(42)、環(huán)形槽(43)、通孔塞子和I區(qū)進(jìn)氣通孔(45);通孔(42)設(shè)置在主體(41)的中央，環(huán)形槽(43)設(shè)置在通孔(42)的外周且與通孔(42)同軸線 設(shè)置，I區(qū)進(jìn)氣通孔(45)的軸線與主體(41)的軸線平行并完全貫穿主體(41)，I區(qū)進(jìn)氣通孔(45)的出氣端口位于環(huán)形槽(43)內(nèi)； 通孔塞子設(shè)置在通孔(42)內(nèi)，通孔塞子為多孔塞(47)或盲孔塞(48);所述多孔塞(47)的主體為一圓柱體，包括盲孔(47-1)和III區(qū)進(jìn)氣通孔(47-2)，盲孔(47_1)設(shè)置在多孔塞(47)的上部中央，III區(qū)進(jìn)氣通孔(47-2)設(shè)置在盲孔(47-1)下方且III區(qū)進(jìn)氣通孔(47-2)的出氣口與盲孔(47-1)相通；所述盲孔塞(48)的主體為一圓柱體，盲孔塞(48)的上部中央設(shè)置盲孔(48-1)； 進(jìn)氣分配器⑷的I區(qū)進(jìn)氣通孔(45)、I區(qū)反應(yīng)區(qū)以及出氣分配器(6)的I區(qū)出氣通孔(62)相連通；當(dāng)通孔塞子為多孔塞(47)時(shí)，進(jìn)氣分配器⑷的III區(qū)進(jìn)氣通孔(47-2)、III區(qū)反應(yīng)區(qū)以及出氣分配器(6)的III區(qū)出氣通孔(63)相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置，其特征在于:還包括氣體混合器(3)，氣體混合器(3)設(shè)置在連接套(2)的內(nèi)部，氣體混合器(3)的進(jìn)氣口與連接套(2)的內(nèi)部空腔相通，氣體混合器(3)的出氣口與進(jìn)氣分配器(4)的進(jìn)氣端相通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置，其特征在于:進(jìn)氣分配器(4)還包括多孔篩板(49)，多孔篩板(49)設(shè)置在I區(qū)進(jìn)氣通孔(45)上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置，其特征在于:進(jìn)氣分配器(4)還包括活塞通道(46)，活塞通道(46)沿著主體(41)的徑向設(shè)置在主體(41)內(nèi)，每一個(gè)I區(qū)進(jìn)氣通孔(45)對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)活塞通道(46)，活塞通道(46)與I區(qū)進(jìn)氣通孔(45)相連通；活塞通道46內(nèi)設(shè)有活塞(46-1)，活塞(46-1)由外向內(nèi)運(yùn)動(dòng)到達(dá)最內(nèi)側(cè)時(shí)將I區(qū)進(jìn)氣通孔(45)堵住。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置，其特征在于:所述反應(yīng)器(5)的內(nèi)電極(71)為金屬片，外電極(72)為金屬網(wǎng)；或者反應(yīng)器(5)的內(nèi)電極(71)為金屬網(wǎng)，外電極(72)為金屬片；或者反應(yīng)器(5)的內(nèi)電極(71)為金屬網(wǎng)，外電極(72)為金屬網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)極準(zhǔn)分子燈光催化降解廢氣的裝置和方法，所用反應(yīng)器包括三層石英介質(zhì)層、內(nèi)電極、外電極和高壓電源。所述三層石英介質(zhì)層包括同軸線的、由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一石英管、第二石英管和第三石英管；第一石英管的內(nèi)部空腔為I區(qū)反應(yīng)區(qū)；第二石英管與第一石英管之間形成密閉的環(huán)形空腔，作為氣體填充II區(qū)；第三石英管與第二石英管之間形成III區(qū)反應(yīng)區(qū)。光催化降解廢氣時(shí)，氣體填充II區(qū)的氣體被激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子紫外光，向I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)的方向輻射，待降解的廢氣全部經(jīng)過(guò)I區(qū)反應(yīng)區(qū)或全部經(jīng)過(guò)III區(qū)反應(yīng)區(qū)或分流進(jìn)入I區(qū)反應(yīng)區(qū)和III區(qū)反應(yīng)區(qū)，在準(zhǔn)分子紫外輻射作用下被降解。
文檔編號(hào)B01D53/86GK103182245SQ20131008908
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者葉招蓮, 孫建華, 趙潔, 黃紅纓, 侯潔 申請(qǐng)人:江蘇理工學(xué)院