等离子管与光解UV灯管结合技术

 等离子管与光解uv灯管结合技术

uv紫外线光解和等离子技术是现今应用于有机废气降解Zui常用的两种方法。采用这两种办法，都能将废气中的有机成份，分解为无害的水及二氧化碳，并预防了二次污染。但这两种方法，仍各有优缺点。

uv光解是利用特殊的低压紫外灯管能同时发射出185nm紫外线和254nm紫外线的双光谱特性。灯管发射出的185nm紫外线，能触发空气中的o2（氧），转化为o3（臭氧）。臭氧具有很强的氧化能力，其与废气中的碳氢化合物（如苯类、烃类、醇类、脂类等）充分混合接触后，在灯管发射出的254nm紫外线的照射催化条件下，能将这些有害污染物，直接氧化分解为水和二氧化碳。由此可见，紫外灯管发射出的185nm紫外线，起到了提供氧化反应物的作用；而灯管发射出的254nm紫外线，起到了提供光解反应顺利进行的必要反应条件的作用。但紫外灯管的臭氧产生能力较低，如现在使用Zui为普遍的150w u形臭氧紫外线灯管，在氧气充足的条件下，每小时的臭氧产生量约为900mg左右，即其单位功率每小时的臭氧产生量仅为6mg/w。而臭氧作为光解反应中的一种主要的反应物质，其产生量的多少，直接影响着处理效果的好坏。

废气处理紫外线灯原理如下：

1、利用的高能高臭氧uv紫外线光束照射恶臭气体，裂解恶臭气体如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物h2s、voc类，苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如co2、h2o等。

2、利用高能uv光束裂解恶臭气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（dna），再通过臭氧进行氧化反应，彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。

3、利用高能高臭氧uv紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。

等离子技术，是利用高压的电场，使空气中的o2电离产生o3，其臭氧产生效率要比紫外灯管高很多。如我司生产的60w石英真空等离子管，其每小时的臭氧产生量约为6000mg左右，即其单位功率每小时的臭氧产生量为100mg/w，是紫外灯管单位功率臭氧产生量的16倍。 但等离子管几乎不发射出紫外线。缺少了紫外线的催化作用，在单纯采用等离子工艺的废气处理装置中，臭氧与有机废气的反应变得缓慢困难，同样制约了设备的处理效能。

因此，我们尝试将这两种处理方案结合起来。将等离子装置布置在光解设备的前段，离子装置产生的o3与有机废气混合后，流经紫外线灯管。紫外线灯管能进一步地触发o3的生成，同时在灯管254nm紫外线的催化作用下，o3与有机物的反应效能大幅提升，从而取得理想的处理效果。由于等离子装置较紫外灯管高得多的臭氧产生效能，使得设备的功耗随之降低，节能效果显著。

现有等离子技术常见的有非真空型及真空型两类。

非真空型等离子发生器主要为板式和蜂窝式两种，它们所需的工作电压很高，约1.5~1.8万伏，因而对系统的绝缘要求很高。且工作过程中产生的电弧较大，且直接暴露在空气中，当应用于含有易燃性气体的废气处理工艺中时，存在很大的火灾隐患。

而现有的真空型等离子管都是使用软料玻璃制作，其优点是：1、所需的工作电压大幅降低，约为2-3千伏，因而对系统的绝缘要求大幅降低，由高压电火花引燃易燃气体的可能性也随之降低；2、所产生的电弧绝大部分被封闭于真空管内，更使得引起火灾的可能性大幅下降。但其缺点是软料玻璃在工作环境温度变化较大的条件下，很容易产生裂纹，而使管内的真空条件遭到破坏，使其无法继续工作。其稳定性能很差，寿命短，限制了它在生产中的实际应用。

我司新研制的石英真空等离子管，以石英作为管壁材料，除具备现在普通玻璃真空型等离子管的优点外，因其石英管壁具有极强的抗温度变化而不破裂的性能，并采用不锈钢网代替原来的铝网，使得这种新型的等离子管能耐受更严酷的工作环境，延长了其使用寿命，保证了工作的稳定性。同时由于管壁不易破裂，也消除了由于管壁破裂，电弧外泄而形成的火灾隐患，使用更加安全。专门设计配套的等离子电源，也使得离子管的性能得到提升，臭氧产生率有了可靠的保障。

新设计的管头使用硅胶材料制作，较现玻璃等离子管经常采用的塑料管头，具有更好的耐腐蚀性能。管头上的法兰结构设计，使得安装也更为方便。

新的石英等离子管的密封，使用工字形夹封结构，而不是现今软料玻璃工艺中采用的环封结构，使得结构更加坚固，不易破碎。

离子管的长度被设计为81cm，与150w的u形光解灯管等长，因而可被方便地设计安装到现有的光解设备中。

我们一般建议可将原光解设备中紫外灯管数量的15%-20%，以一只60w石英真空等离子管替代2只150w臭氧紫外线灯管的比例进行替换。如原使用100只150w臭氧灯管的光解系统，我们建议可将其中的20只臭氧灯管，以10只60w等离子管替代。 这样系统的总功率将由原来的约18000w（灯管功率150w+镇流器功耗30w），降为15060w（离子管功率60w+电源功耗6w），而系统的臭氧产生量却将由原来的90000mg/h，提升为132000mg/h。这样系统的能耗将降低约20%，而臭氧产生量反提升约45%。可见既提升了处理的效果，又能节约能源，同时也降低了设备造。

安装配件见图1，等离子管和驱动镇流器见图2。