本實(shí)用新型涉及廢氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種光催化等離子一體式廢氣凈化裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)在生活中，人類在生產(chǎn)和生活過程中排出的廢氣包括化工廠、鋼鐵廠、制藥廠、以及煉焦廠和煉油廠等及人類生活所帶來的生活廢氣；這些排放的廢氣氣味大，嚴(yán)重污染環(huán)境和影響人體健康。而且，所述廢氣內(nèi)常常含有揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)。

VOCs是光化學(xué)煙霧的前驅(qū)體，光化學(xué)煙霧會(huì)造成環(huán)境污染、損害人類健康。一些揮發(fā)性有機(jī)物，特別是鹵代化合物，作為溫室氣體，導(dǎo)致全球變暖潛能值超過二氧化碳的數(shù)量級(jí)。接觸揮發(fā)性有機(jī)物可能導(dǎo)致一系列疾?。簭妮p微的癥狀，例如刺激，到非常嚴(yán)重的影響，例如癌癥。接觸揮發(fā)性有機(jī)物期間或之后不久，眼睛及呼吸道刺激是最常見的急性癥狀。其他接觸揮發(fā)性有機(jī)物的表現(xiàn)包括頭痛、惡心、頭暈、疲勞、視覺障礙、過敏性皮膚反應(yīng)、記憶障礙。而且，大部分VOCs屬于易燃易爆氣體，如果處理不當(dāng)，極有可能存在火災(zāi)等安全隱患。

因此，有必要提供一種能夠有效去除廢氣中VOCs的光催化等離子一體式廢氣凈化裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有中的問題，提供一種能夠有效去除廢氣中VOCs的光催化等離子一體式廢氣凈化裝置。

為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種光催化等離子一體式廢氣凈化裝置包括光催化單元、等離子體單元和混合單元，所述光催化單元和所述等離子體單元分別與所述混合單元相連通；所述光催化單元設(shè)有廢氣入口，廢氣從所述廢氣入口進(jìn)入所述光催化單元進(jìn)行光催化降解，光催化降解后的廢氣進(jìn)入所述混合單元；所述等離子體單元設(shè)有新風(fēng)入口，新風(fēng)從所述新風(fēng)入口進(jìn)入所述等離子體單元形成等離子體，并隨后進(jìn)入所述混合單元；所述光催化降解后的廢氣和所述等離子體在所述混合單元內(nèi)混合進(jìn)行進(jìn)一步 地凈化處理。

優(yōu)選地，所光催化單元包括沿廢氣流動(dòng)方向依次設(shè)置的第一光催化區(qū)域和第二光催化區(qū)域；所述第一光催化區(qū)域內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)第一波段紫外燈源，所述第一波段紫外光源發(fā)射185nm-172nm之間波段的紫外線；所述第二光催化區(qū)域內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)第二波段紫外燈源，所述第一波段紫外光源發(fā)射280nm-200nm之間波段的紫外線。

優(yōu)選地，所述等離子體單元包括沿新風(fēng)流動(dòng)方向依次相對(duì)平行間隔設(shè)置的多個(gè)等離子體放電模塊，每一所述等離子體放電模塊包括交替間隔設(shè)置的多個(gè)第一平板電極和多個(gè)第二平板電極；所述第一平板電極的相對(duì)兩個(gè)表面分別設(shè)有放電尖端。

優(yōu)選地，還包括風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)設(shè)于所述等離子體單元的新風(fēng)入口處，并向所述新風(fēng)入口中吹入新風(fēng)。

優(yōu)選地，還包括用于向所述等離子體單元噴水的噴水管，所述噴水管與所述等離子體單元相鄰設(shè)置。

優(yōu)選地，所述混合單元內(nèi)設(shè)有與所述等離子體單元相連通設(shè)置的多個(gè)導(dǎo)流筒，所述多個(gè)導(dǎo)流筒均勻地分布于所述混合單元內(nèi)；每一所述導(dǎo)流筒一端與所述等離子體單元相連通，另一端密封設(shè)置，且在表面還設(shè)有多個(gè)通孔。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有如下有益效果：

1、所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置首先將廢氣通過所述光催化單元進(jìn)行光催化降解，然后將所述等離子單元產(chǎn)生的等離子體注入所述混合單元內(nèi)與經(jīng)光催化降解的廢氣混合，從而不僅實(shí)現(xiàn)了光催化降解技術(shù)和等離子體降解技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)，還可以避免廢氣直接在所述等離子體單元內(nèi)處理產(chǎn)生的安全隱患；

2、所光催化單元采用雙波段的紫外線進(jìn)行光催化降解，從而不僅可以提高對(duì)廢氣的光催化凈化效果，還可以將第一光催化區(qū)域產(chǎn)生的多余的O₃吸收凈化；

3、所述等離子體單元包括沿新風(fēng)流動(dòng)方向依次相對(duì)平行交替間隔設(shè)置的多個(gè)第一平板電極和多個(gè)第二平板電極，由于所述等離子體單元采用平板電極，則不僅可以保證所述等離子體單元的高壓脈沖電離效果，還可以方便所述等離子單元進(jìn)行清洗維護(hù)；

4、所述噴水管與所述等離子體單元相鄰設(shè)置，從而不僅可以提高所述等離子體單元的防火安全性，而且還可以方便對(duì)所述等離子體單元進(jìn)行清洗；

5、所述混合單元內(nèi)設(shè)有與所述等離子體單元相連通設(shè)置的多個(gè)導(dǎo)流筒，從而可以提高廢氣和等離子體的混合均勻性，保證協(xié)同效果；

6、所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，可以應(yīng)用于噴涂、印刷、 橡膠、制藥等工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)車間、垃圾處理場(chǎng)、污水泵站、污水處理廠、畜牧產(chǎn)品農(nóng)場(chǎng)、以及公廁、糞便、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站等場(chǎng)所；

7、所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置的光催化單元、等離子體單元和混合單元可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，從而可以根據(jù)不同的用戶、不同的工況需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光催化等離子一體式廢氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示光催化等離子一體式廢氣凈化裝置的等離子體單元中等離子體放電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型提供的光催化等離子一體式廢氣凈化裝置包括光催化單元10、等離子體單元20和混合單元30，所述光催化單元10和所述等離子體單元20分別與所述混合單元30相連通。

所述光催化單元10設(shè)有廢氣入口11，廢氣從所述廢氣入口11進(jìn)入所述光催化單元10進(jìn)行光催化降解，光催化降解后的廢氣進(jìn)入所述混合單元30。

而且，所述光催化單元10包括沿廢氣流動(dòng)方向依次設(shè)置的第一光催化區(qū)域12和第二光催化區(qū)域13。

所述第一光催化區(qū)域12內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)第一波段紫外燈源(圖未示)，所述第一波段紫外光源發(fā)射185nm-172nm之間波段的紫外線，優(yōu)選地，所述第一波段紫外光源發(fā)射185nm的紫外線；

所述第二光催化區(qū)域13內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)第二波段紫外燈源(圖未示)，所述第二波段紫外光源發(fā)射254nm-200nm之間波段的紫外線，優(yōu)選地，所述第二波段紫外光源發(fā)射254nm的紫外線。

而且，在所述第一光催化區(qū)域12和所述第二光催化區(qū)域13采用的光催化劑包括但不限于括二氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、二氧化鋯、硫化鎘等多種氧化物或硫化物半導(dǎo)體中的一種或至少兩種的組合。而且，所述光催化劑可以負(fù)載于光觸媒網(wǎng)，也可以涂覆任何合適的光催化劑載體，本實(shí)用新型對(duì)此不做限定。

需要說明的是，在所述第一光催化區(qū)域12內(nèi)，所述第一波段紫外燈源發(fā)射185nm的紫外線，該波長(zhǎng)的紫外光能量高，光束照射廢氣后，可裂解廢氣分子的化學(xué)鍵，將部分長(zhǎng)鏈物質(zhì)打斷為短鏈分子，同時(shí)，該波長(zhǎng)的高能紫外線光束，使空氣中產(chǎn)生大量的自由電子，這些電子大部分能被氧氣所獲得，形成負(fù)氧離子(O₃^－)，負(fù)氧離子不穩(wěn)定，很容易失去一個(gè)電子而變成活性氧(臭氧)，臭氧是高級(jí)氧化劑，既可以氧化分解有機(jī)物和無機(jī)物，對(duì)主要臭氣硫化氫、氨氣、甲硫醇和烴類化合物等，都可以與臭氧發(fā)生反應(yīng)，在臭氧的作用下，這些惡臭氣體由大分子物質(zhì)被分解為小分子物質(zhì)，直至礦化。臭氧產(chǎn)生過程如下式所示：

經(jīng)過所述第一光催化區(qū)域12處理的廢氣進(jìn)入所述第二光催化區(qū)域13。在所述第二光催化區(qū)域13內(nèi)，所述第二波段紫外光源發(fā)射254nm的紫外線；當(dāng)紫外光照射在所述光催化劑上，所述光催化劑吸收光能發(fā)生電子躍遷和空穴躍遷，并經(jīng)過進(jìn)一步的聯(lián)系產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，與廢氣外表吸附的水分(H₂O)和氧氣(O₂)反應(yīng)生成具有較強(qiáng)氧化性的羥基自由基(·OH)和超氧離子自由基(O2^-、O^-)，從而進(jìn)一步氧化分解廢氣，反應(yīng)公式如下：

此外，在所述第一光催化區(qū)域12內(nèi)殘余的臭氧也會(huì)被光催化產(chǎn)生的·OH分解而產(chǎn)生O，產(chǎn)生協(xié)同分解氧化反應(yīng)，不僅可以再次提高廢氣去降效率，也解決了臭氧二次污染問題。

所述等離子體單元20設(shè)有新風(fēng)入口21，新風(fēng)從所述新風(fēng)入口21進(jìn)入所述等離子體單元20形成等離子體，并隨后進(jìn)入所述混合單元30。

而且，所述等離子體單元20包括沿新風(fēng)流動(dòng)方向依次相對(duì)平行間隔設(shè)置的多個(gè)等離子體放電模塊22。每一所述等離子體放電模塊22包括交替間隔設(shè)置的多個(gè)第一平板電極221和多個(gè)第二平板電極222；每一所述第一平板電極221的相對(duì)兩個(gè)表面分別設(shè)有放電尖端。

在所述等離子體單元20內(nèi)采用低溫等離子體技術(shù)，即在室溫、常壓條件下，通過前沿陡峭、脈寬窄的脈沖高壓，在電極線極附近產(chǎn)生激烈的脈沖放電，利用脈沖放電產(chǎn)生的高能電子同廢氣中氣體分子(O₂、H₂O、等)作用而產(chǎn)生豐富的離子和自由基等活性粒子，這些活性粒子再同異味污染物分子發(fā)生氧化反應(yīng)生成低毒性的無機(jī)小分子化合物。由于脈沖上升時(shí)間短，能使電子能量劇烈增加，電子溫度可達(dá)到10000K以上，而離子和原子之類的重粒子其溫度可低至300K，形成低溫等離子體。電子具有足夠高的能量以使反應(yīng)物分子激發(fā)、離解、電離，從而達(dá)到去除廢氣中VOCs的效果。因等離子體中的電子平均能量在1eV-10eV，適當(dāng)控制反應(yīng)條件可以實(shí)現(xiàn)一般情況下難以實(shí)現(xiàn)或速度很慢的化學(xué)反應(yīng)變得十分快速。

而且，所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置還包括向所述等離子體單元20吹入新風(fēng)的風(fēng)機(jī)40，所述風(fēng)機(jī)40設(shè)于所述等離子體單元20的新風(fēng)入口21處，并將新風(fēng)吹入所述新風(fēng)入口21內(nèi)。

所述新風(fēng)從所述風(fēng)機(jī)40進(jìn)入所述等離子體單元20內(nèi)后，在所述等離子體單元20的脈沖高壓作用下激發(fā)而形成等離子體，而且，所述等離子體隨后立即注入所述混合單元30。

所述混合單元30內(nèi)設(shè)有與所述等離子體單元20相連通設(shè)置的多個(gè)導(dǎo)流筒31，所述多個(gè)導(dǎo)流筒31均勻地分布于所述混合單元30內(nèi)。

而且，每一所述導(dǎo)流筒31一端與所述等離子體單元20相連通，另一端密封設(shè)置，且在表面還設(shè)有多個(gè)通孔。所述等離子體單元20內(nèi)產(chǎn)生的等離子體進(jìn)入所述導(dǎo)流筒31內(nèi)，并通過所述導(dǎo)流筒31表面的通孔進(jìn)入所述混合單元30，從而將所述等離子體注入所述混合單元30內(nèi)。

在所述混合單元30內(nèi)，所述光催化單元10內(nèi)光催化降解后的廢氣和所述等離子體單元20內(nèi)產(chǎn)生等離子體充分混合進(jìn)行進(jìn)一步地凈化處理。而且，設(shè)有所述通孔的多個(gè)導(dǎo)流筒31可以使得所述混合單元30內(nèi)的廢氣和等離子能夠獲得更好的混合，從而提高等離子體對(duì)廢氣的氧化處理效果。

進(jìn)一步地，為了提高所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置的防火安全性，所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置還包括用于向所述等離子體單元20噴水的噴水管50，所述噴水管50與所述等離子體單元20相鄰設(shè)置。

需要說明的是，所述噴水管50不僅可以用于提高所述等離子體單元20的防火安全性，而且還可以用于對(duì)所述等離子體單元20進(jìn)行清洗。

當(dāng)所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置工作時(shí)，廢氣首先在所述光催化單元10內(nèi)進(jìn)行光催化降解，然后經(jīng)光催化降解的廢氣進(jìn)入所述混合單元30內(nèi)；

所述等離子體單元20將新風(fēng)激發(fā)為等離子體，并將所述等離子體注入所述混合單元30內(nèi)，且在所述混合單元30內(nèi)，所述經(jīng)光催化降解的廢氣和所述等離子體混合，從而再次對(duì)廢氣進(jìn)行凈化處理，從而實(shí)現(xiàn)光催化降解技術(shù)和等離子體降解技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)。

由于廢氣中通常會(huì)存在易燃易爆的VOCs，直接將廢氣通過所述等離子體單元20進(jìn)行凈化處理，如果所述等離子體單元20內(nèi)出現(xiàn)高壓電弧放電，則有可能直接引爆廢氣，從而產(chǎn)生安全隱患。

在本實(shí)施例中，所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置首先將廢氣通過所述光催化單元10進(jìn)行光催化降解，然后將所述等離子單元20產(chǎn)生的等離子體注入所述混合單元30內(nèi)與經(jīng)光催化降解的廢氣混合，從而不僅實(shí)現(xiàn)了光催化降解技術(shù)和等離子體降解技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)，還可以避免廢氣直接在所述等離子體單元20內(nèi)處理產(chǎn)生的安全隱患。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有如下有益效果：

1、所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置首先將廢氣通過所述光催化單元進(jìn)行光催化降解，然后將所述等離子單元產(chǎn)生的等離子體注入所述混合單元內(nèi)與經(jīng)光催化降解的廢氣混合，從而不僅實(shí)現(xiàn)了光催化降解技術(shù)和等離子體降解技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)，還可以避免廢氣直接在所述等離子體單元內(nèi)處理產(chǎn)生的安全隱患；

2、所光催化單元采用雙波段的紫外線進(jìn)行光催化降解，從而不僅可以提高對(duì)廢氣的光催化凈化效果，還可以將第一光催化區(qū)域產(chǎn)生的多余的O₃吸收凈化；

3、所述等離子體單元包括沿新風(fēng)流動(dòng)方向依次相對(duì)平行交替間隔設(shè)置的多個(gè)第一平板電極和多個(gè)第二平板電極，由于所述等離子體單元采用平板電極，則不僅可以保證所述等離子體單元的高壓脈沖電離效果，還可以方便所述等離子單元進(jìn)行清洗維護(hù)；

4、所述噴水管與所述等離子體單元相鄰設(shè)置，從而不僅可以提高所述等離子體單元的防火安全性，而且還可以方便對(duì)所述等離子體單元進(jìn)行清洗；

5、所述混合單元內(nèi)設(shè)有與所述等離子體單元相連通設(shè)置的多個(gè)導(dǎo)流筒，從而可以提高廢氣和等離子體的混合均勻性，保證協(xié)同效果；

6、所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，可以應(yīng)用于噴涂、印刷、橡膠、制藥等工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)車間、垃圾處理場(chǎng)、污水泵站、污水處理廠、畜牧產(chǎn)品農(nóng)場(chǎng)、以及公廁、糞便、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站等場(chǎng)所；

7、所述光催化等離子一體式廢氣凈化裝置的光催化單元、等離子體單元和混合單元 可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，從而可以根據(jù)不同的用戶、不同的工況需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

上述說明示出并描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實(shí)用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。