CN101623583A - 一种喷漆废气净化设备及净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷漆废气净化设备及净化方法，包括本体、设于本体外的补液箱、循环水泵、引风机，本体内由横隔板隔成左侧相通的上下两层，相通处设有除雾器，本体的上层设有低温等离子体反应器单元及活性炭吸附单元，等离子体单元连接有脉冲高压电源，本体内下层的上部设有喷淋管网及喷嘴，循环水泵连通喷淋管网与补液箱，下层设有填料过滤网和多面球填料，下层的底部为贮液箱，贮液箱中装有碱液；净化方法为：喷漆废气经过碱液喷淋净化并经过填料过滤网净化，再经过除雾器去除水雾，再经过低温等离子体反应器净化，最后经过活性炭吸附净化。本设备及方法净化效率高、排出废气达到国家排放标准、能耗低、安全可靠。

Description

一种喷漆废气净化设备及净化方法

技术领域

本发明涉及一种废气净化处理设备及方法，特别是一种喷漆废气净化设备及净化方法。

背景技术

在工业生产过程中，尤其在机械、电器、家具、建材(木门、木地板、铝材)、家电、汽车、摩托车、自行车及汽车维修等行业的喷漆工序中，多数情况下喷漆废气只经过一道水帘机处理后即排放，颗粒物(漆雾)、挥发性有机物(VOC_S)及臭气浓度均超过国家排放标准，污染空气，危害人民身体健康。喷漆废气具有风量大，漆雾容易堵塞设备等处理难题。迄今为止，国际上还没有一种专门针对喷漆废气治理中的难题而采用一榄子解决方法的处理设备及处理方法。例如活性炭吸附法存在易堵塞、阻力大、再生费用高的缺点，因为单用活性炭吸附，活性炭很容易被废气中的粘稠剂、颜料和树脂等堵塞，而且堵塞后很难清理再被用来吸附。水喷淋+活性炭吸附+催化燃烧法虽然解决了活性炭吸附法碰到的问题，但水喷淋产生的水蒸气会占据活性炭微孔的表面积，使其吸附效率打了折扣，同时设备庞大，能耗大，不安全，经济效益不佳，造价高，一般生产厂家买不起。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种净化效率高、排出废气达到国家排放标准、能耗低、安全可靠的喷漆废气净化设备及净化方法。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：一种喷漆废气净化设备，包括本体、设于本体外与本体连通的补液箱、进口、出口及与出口连接的引风机，本体内设有活性炭吸附单元、喷淋管网及喷嘴，循环水泵连通喷淋管网与补液箱，所述本体内由横隔板隔成左侧相通的上下两层，所述活性炭吸附单元位于上层且在出口的左侧，本体的上层位于活性炭吸附单元的左侧还设有低温等离子体反应器单元及封住横隔板左侧相通处的除雾器，所述低温等离子体反应器单元连接有位于本体外的脉冲高压电源，所述喷淋管网及喷嘴设于本体的下层的上部空间，所述下层设有填料过滤网单元，所述填料过滤网单元内装有多面球填料，所述下层的底部为与补液箱相通的贮液箱，贮液箱中装有碱液。

上述技术方案还可有以下的改进方案：所述下层由至少两层填料过滤网单元分隔成至少三个喷淋过滤室，填料过滤网单元的下端位于所述碱液的液面以下；所述多面球填料为PP材质；所述碱液为NaOH溶液；所述补液箱与贮液箱之间通过底部的过流孔相通，过流孔位于所述碱液的液面以下；所述补液箱内设有浮球液位开关，所述浮球液位开关与自来水管连通；所述补液箱内设有盖子和排污管；所述除雾器由拱形折流板拼接而成；所述本体下层的喷淋过滤室设有检修门。

本发明所提供的喷漆废气净化方法，包括以下步骤：(一)、喷漆废气经过碱液喷淋净化并经过装有多面球填料的填料过滤网单元净化过程；(二)、喷漆废气经过除雾器去除水雾过程；(三)、喷漆废气经过低温等离子体反应器单元净化过程；(四)、喷漆废气经过活性炭吸附单元净化过程。

本发明的有益效果是：由于采用以低温等离子体技术为主要净化单元，脉冲电晕放电等离子体单元会产生一定量的正、负离子，自由基以及臭氧等活性物质，可直接与废气中的污染物发生反应生成CO₂和H₂O，使废气得以净化，再配合碱液喷淋和填料过滤网前处理以及活性炭吸附后处理，实现一体化全程净化技术，专门处理喷漆废气，所以本发明净化效率高，排出废气达到国家排放标准，不会污染环境，不会危害人民的身体健康。由于仅需启动低温等离子体反应器单元、引风机和循环水泵，碱液可循环利用，液面上的浮渣可打开检修门清理掉，所以本发明具有节能降耗、安全可靠的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构原理示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明一种喷漆废气净化设备，包括本体1、设于本体1外与本体1连通的补液箱2、进口21、出口12及与出口12连接的引风机5，本体1内设有活性炭吸附单元8、喷淋管网9及喷嘴10，循环水泵3连通喷淋管网9与补液箱2，所述本体1内由横隔板11隔成左侧相通的上下两层，所述活性炭吸附单元8位于上层且在出口12的左侧，本体1的上层位于活性炭吸附单元8的左侧还设有低温等离子体反应器单元7及封住横隔板11左侧相通处的除雾器13，所述低温等离子体反应器单元7连接有位于本体1外的脉冲高压电源4，所述喷淋管网9及喷嘴10设于本体1的下层的上部空间，所述下层设有填料过滤网单元6，所述填料过滤网单元6内装有多面球填料，所述下层的底部为与补液箱2相通的贮液箱14，贮液箱14中装有碱液。

上述技术方案还可有以下的改进方案：所述下层由至少两层填料过滤网单元6分隔成至少三个喷淋过滤室，填料过滤网单元6的下端位于所述碱液的液面以下；所述多面球填料为PP材质；所述碱液为NaOH溶液；所述补液箱2与贮液箱14之间通过底部的过流孔15相通，过流孔15位于所述碱液的液面以下；所述补液箱2内设有浮球液位开关16，所述浮球液位开关16与自来水管17连通；所述补液箱2内设有盖子18和排污管19；所述除雾器13由拱形折流板拼接而成；所述本体1下层的喷淋过滤室设有检修门20。

本体1内按功能区分为三个单元，分别为填料过滤网单元6，低温等离子体反应器单元7及活性炭吸附单元8。填料过滤网单元6这一个单元尽可能多地去除粘稠剂、颜料、树脂和杂质等，此单元设置了废气进口21、检修门20、喷淋管网9及喷嘴10、除雾器13、及底部贮液箱14。本体1的上部设有横隔板11，横隔板11之上设置有等离子体反应器单元7及活性炭吸附单元8。

本发明工作时启动循环水泵3、脉冲高压电源4及引风机5，碱液由补液箱2吸入循环水泵3，并流经喷淋管网9后由喷嘴10开始向下喷淋，喷漆废气则由进口21吸入喷淋过滤室，朝填料过滤网单元6前进，反复被碱液淋洗，并穿过至少两层填料过滤网单元6，填料过滤网单元6的层数可根据废气的含漆量，适当地增加或者减少，本方案优选为两层，即分隔成三个喷淋过滤室。填料过滤网单元6上方有喷淋管网9及喷嘴10不断向过滤网喷洒碱液，充分润湿装在过滤网内的多面球填料，使其表面形成碱液膜，废气中漆雾所含的胶粘料、增稠剂等与上述碱液膜充分接触，发生化学反应而改性，失去粘性而被不断喷淋的碱液冲刷下来掉入贮液箱14。经去除了漆雾的废气流经除雾器13，废气中的水雾、水汽被除雾器13的拱形折流板挡住并凝聚成水珠滴下。废气降低含水率后进入低温等离子体反应器单元7，也就是本发明的主要的净化单元，在此之前，已经将废气中的漆雾和水雾去除，所以不会污染等离子体反应器的电极，包括正电晕极和负极板。在脉冲高压电源4供给高压电能的情况下，正电晕极线与负电极板之间形成电场，正电晕极线周围产生电晕放电，电子从电场中获得足够的动能后与气体分子发生以非弹性碰撞为主的碰撞，经激发、电离、离解过程，产生非平衡等离子体，即低温等离子体。高能电子将废气中的HO-H及O-O键打开，使之成为氧化性很强的自由基和活化基，包括OH、HO₂、O、O₂ ⁺，并有少量O₃产生，废气中的有机物分子受到电子碰撞，被激发或原子键断裂，形成小碎片基团或原子，以上物质产生一系列的反应，废气中的有机物分子最终能被氧化降解为CO₂和H₂O而被去除，去除的有机物分子包括甲苯、二甲苯、香蕉水、松节水、苯乙烯等。废气中所携带的碱液中的OH^-根，在上述电场中会激发生成带电离子OH，参与有机物分子的氧化反应，提高反应效率。废气离开低温等离子体反应器单元7后，进入活性炭吸附单元8，由于臭氧分子(O₃)通常比其它自由基稳定，此时，在等离子体单元未参加反应的或者未反应完的O₃和残留的污染物有机物分子会被活性炭微孔所吸附，O₃与同时被吸附的有机物分子在活性炭微孔内表面继续发生氧化反应，生成CO₂和H₂O而被去除，使废气进一步被净化，提高去除效率。同时，活性炭还可吸附其它剩余的杂质，做最后的彻底的净化。最后，净化了的废气经出口12在引风机5的抽力作用下向外排放。

本发明工作一段时间后，贮液箱14液面上的浮渣可打开检修门20予以清除。补液箱2与贮液箱14的液位一致且高于过流孔15一定距离，这样起到水封作用，同时隔住贮液箱14液面上的浮渣不流入补液箱2，在保证水位一定的基础上，浮球液位开关16自动向补液箱2补水。NaOH的补充可掀开补液箱2的盖子18投加。排污管19用于排放、更换用久了的碱液。由于有机物分子在活性炭微孔内是“被净化掉的”，活性炭吸附单元8以化学吸附为主，主要是发生化学反应，物理吸附为辅，所以不同于单纯的物理吸附，因此活性炭达到饱和失效的时间长，所以其吸附能力强，耐用，而且不易被堵塞，即使长年使用堵塞后，清理再生也很容易，与纯物理吸附相比有明显的技术经济上的优势。

本发明所提供的喷漆废气净化方法，包括以下步骤：(一)、喷漆废气经过碱液喷淋净化并经过装有多面球填料的填料过滤网单元6净化过程；(二)、喷漆废气经过除雾器13去除水雾过程；(三)、喷漆废气经过低温等离子体反应器单元7净化过程；(四)、喷漆废气经过活性炭吸附单元8净化过程。

本发明合理科学地采用了多种技术手段处理喷漆废气，主要是：(1)采用碱液喷淋和填料过滤网单元消除漆雾粘稠颗粒物；(2)采用电晕放电等离子体单元氧化喷漆废气中的溶剂有机分子生成CO₂和H₂O；(3)采用活性炭吸附单元吸附残余臭氧分子(O₃)和有机物分子，在吸附剂巨大的微孔内继续发生氧化分解反应。本发明处理喷漆废气与其它技术相比，具有运行可靠、净化效率高、处理成本低、节能降耗、占地面积少、造价低的优点。

此外，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以基本相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种喷漆废气净化设备，包括本体(1)、设于本体(1)外与本体(1)连通的补液箱(2)、进口(21)、出口(12)及与出口(12)连接的引风机(5)，本体(1)内设有活性炭吸附单元(8)、喷淋管网(9)及喷嘴(10)，循环水泵(3)连通喷淋管网(9)与补液箱(2)，其特征在于：所述本体(1)内由横隔板(11)隔成左侧相通的上下两层，所述活性炭吸附单元(8)位于上层且在出口(12)的左侧，本体(1)的上层位于活性炭吸附单元(8)的左侧还设有低温等离子体反应器单元(7)及封住横隔板(11)左侧相通处的除雾器(13)，所述低温等离子体反应器单元(7)连接有位于本体(1)外的脉冲高压电源(4)，所述喷淋管网(9)及喷嘴(10)设于本体(1)的下层的上部空间，所述下层设有填料过滤网单元(6)，所述填料过滤网单元(6)内装有多面球填料，所述下层的底部为与补液箱(2)相通的贮液箱(14)，贮液箱(14)中装有碱液。

2、根据权利要求1所述的喷漆废气净化设备，其特征在于：所述下层由至少两层填料过滤网单元(6)分隔成至少三个喷淋过滤室，填料过滤网单元(6)的下端位于所述碱液的液面以下。

3、根据权利要求2所述的喷漆废气净化设备，其特征在于：所述多面球填料为PP材质。

4、根据权利要求1所述的喷漆废气净化设备，其特征在于：所述碱液为NaOH溶液。

5、根据权利要求1至4任一项所述的喷漆废气净化设备，其特征在于：所述补液箱(2)与贮液箱(14)之间通过底部的过流孔(15)相通，过流孔(15)位于所述碱液的液面以下。

6、根据权利要求5所述的喷漆废气净化设备，其特征在于：所述补液箱(2)内设有浮球液位开关(16)，所述浮球液位开关(16)与自来水管(17)连通。

7、根据权利要求1所述的喷漆废气净化设备，其特征在于：所述补液箱(2)内设有盖子(18)和排污管(19)。

8、根据权利要求1所述的喷漆废气净化设备，其特征在于：所述除雾器(13)由拱形折流板拼接而成。

9、根据权利要求2所述的喷漆废气净化设备，其特征在于：所述本体(1)下层的喷淋过滤室设有检修门(20)。

10、一种喷漆废气净化方法，其特征在于：包括以下步骤：

(一)、喷漆废气经过碱液喷淋净化并经过装有多面球填料的填料过滤网单元(6)净化过程；

(二)、喷漆废气经过除雾器(13)去除水雾过程；

(三)、喷漆废气经过低温等离子体反应器单元(7)净化过程；

(四)、喷漆废气经过活性炭吸附单元(8)净化过程。

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