CN103949131B - 光化学耦合低温等离子废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废气处理装置，属于环保技术领域。一种光化学耦合低温等离子废气处理装置，包括壳体，所述壳体底部设有排水口，壳体的左右两侧壁上分别设有进气口和出气口，所述进气口和出气口之间是连通的风道，在风道内沿进气口往出气口方向依次设有粗滤模块、超微净化模块、折流板除雾器和光化学耦合低温等离子模块，该装置还设有PLC控制系统和循环水过滤系统。本发明中的光化学耦合低温等离子模块，将紫外线和低温等离子的电磁场有机地结合成一个整体，紫外线照射能促进低温等离子的反应效果与速率，提高处理效率，该装置设有PLC控制系统，操作简单，该装置的循环水过滤系统能有效节约水资源。

Description

光化学耦合低温等离子废气处理装置

技术领域

本发明涉及一种废气处理装置，特别涉及一种光化学耦合低温等离子废气处理装置。

背景技术

在现代工业生产中，伴随着生产过程难免会产生一些有毒有害的废气，这种废气直接排放到大气中，对空气质量造成污染，对人体健康产生严重危害。国家的相关法律法规及行业标准都对气体的排放标准有严格的限定，对污染气体进行治理是改善环境质量的关键。

传统的废气污染治理技术有吸附法、冷凝法、生物法和燃烧法等。吸附法主要用活性炭吸附，净化效果理想，但活性炭吸附饱和后需要再生，再生后的有机废气仍需处理。冷凝法应用范围受限。生物法投资和运行费用较低，但运行操作复杂、占地面积较大，存在二次污染的可能性。催化燃烧法净化效率高，但缺点是设备体积较大，一次性投资及设备运行能耗较大，且存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光化学耦合低温等离子废气处理装置，其处理效率高，操作简单，节约资源。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种光化学耦合低温等离子废气处理装置，包括壳体，所述壳体底部设有排水口，壳体的左右两侧壁上分别设有进气口和出气口，所述进气口和出气口之间是连通的风道，在风道内沿进气口往出气口方向依次设有粗滤模块、超微净化模块、折流板除雾器、光化学耦合低温等离子模块和高压气体冲洗喷头，在粗滤模块、超微净化模块和折流板除雾器的正上方设有喷淋装置，所述壳体外设有与喷淋装置相连的循环水过滤系统，所述进气口和出气口还设有压力传感器、温度传感器、湿度传感器和VOC检测传感器，该装置还设有带触摸屏的PLC控制系统，所述PLC控制系统控制光化学耦合低温等离子模块、喷淋装置、高压气体冲洗喷头、循环水过滤系统、压力传感器、温度传感器、湿度传感器和VOC检测传感器的动作，根据测得的处理前后的废气浓度，实时调节光化学耦合低温等离子模块中的等离子浓度。

所述粗滤模块包括褶皱的多层金属丝网和不锈钢外框，褶皱的多层金属丝网铆接在该不锈钢外框上，不锈钢外框固定在壳体的内壁上，使褶皱的多层金属丝网置于风道的横截面上。

所述超微净化模块沿进气口往出气口方向依次为前孔板、填料层和后孔板。

所述光化学耦合低温等离子模块包括绝缘外壳、电晕极板、电晕线、脉冲等离子发生器和紫外线灯，所述绝缘外壳两端对通，一端是气体输入端，另一端是气体输出端，所述电晕线和紫外线灯等间隔交替排成一直线，构成电晕线紫外线灯组，所述电晕极板和电晕线紫外线灯组间隔交替平行排列，固定在绝缘外壳的相对侧壁之间，所述脉冲等离子发生器的接地端和高压端分别接电晕极板和电晕线，脉冲等离子发生器由可调电源供电，紫外线灯由稳压电源供电，所述可调电源和稳压电源均由PLC控制系统控制，PLC控制系统通过调节可调电源的电压来改变光化学耦合低温等离子模块中的等离子浓度。

所述循环水过滤系统包括废水箱、净水箱、水泵和不锈钢袋式过滤器，废水箱位于折流板除雾器下方，废水箱与壳体底部的排水口相通，净水箱位于粗滤模块下方，净水箱与喷淋装置相连，不锈钢袋式过滤器的进水口经水泵与废水箱相连，不锈钢袋式过滤器的出水口和净水箱相连，废水箱中的水经不锈钢袋式过滤器过滤后流入净水箱，所述净水箱和废水箱内均设有温度传感器和伴热系统，所述水泵、温度传感器和伴热系统均由PLC控制系统控制。

所述废水箱侧壁上设有溢流口、排污口和观察孔，溢流口位于废水箱的上水位处，排污口位于废水箱的下水位处，所述排污口上设有电磁阀，所述废水箱内设有与净水箱相连的清洁喷头，所述电磁阀和清洁喷头均由PLC控制系统控制。

所述净水箱侧壁上设有溢流口和排污口，溢流口位于净水箱的上水位处，排污口位于净水箱的下水位处，所述排污口上设有电磁阀，所述净水箱内设有清洁喷头和补液电动阀，所述清洁喷头和补液电动阀与外部水源相连，所述电磁阀、清洁喷头和补液电动阀均由PLC控制系统控制。

所述PLC控制系统具有废气处理和自动清洁两种模式，在触摸屏上选择操作模式后，PLC控制系统进行电路故障检测；当检测到故障时，PLC控制系统开启手动模式；当没有检测到故障时，PLC控制系统开启自动模式。

废气处理模式时，PLC控制系统开启壳体内的压力传感器、温度传感器、湿度传感器、VOC检测传感器、超微净化模块上方的喷淋装置、等离子发生器的可调电源和紫外线灯的稳压电源，各传感器对处理前后的废气进行实时监控，并反馈给PLC控制系统，PLC控制系统对反馈进行比对，当废气处理风量大时，PLC控制系统调高可调电源的电压，增加光化学耦合低温等离子模块内的等离子浓度，反之，则调低可调电源的电压，降低光化学耦合低温等离子模块内的等离子浓度；同时，PLC控制系统开启循环水过滤系统。

自动清洁模式时，PLC控制系统开启壳体内的喷淋装置和高压气体冲洗喷头以及废水箱和净水箱中的清洁喷头进行自动清洁。

本发明的有益效果在于：该装置中的光化学耦合低温等离子模块，将紫外线和低温等离子的电磁场有机地结合成一个整体，紫外线照射能促进低温等离子的反应效果与速率，提高处理效率，该装置设有PLC控制系统，操作简单，该装置的循环水过滤系统能有效节约水资源。

附图说明

图1为本发明光化学耦合低温等离子废气处理装置的结构示意图；

图2为本发明的PLC控制电路的电路框图。

其中：1-进气口，2-出气口，3-粗滤模块，4-超微净化模块，5-折流板除雾器，6-光化学耦合低温等离子模块，7、8、9-喷淋装置，10-废水箱，11-净水箱，12-不锈钢袋式过滤器，13、14-溢流口，15、16-排污口，17-观察孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种光化学耦合低温等离子废气处理装置，壳体底部设有排水口，壳体的左右两侧壁上分别设有进气口1和出气口2，所述进气口1和出气口2之间是连通的风道，在风道内沿进气口1往出气口2方向依次设有粗滤模块3、超微净化模块4、折流板除雾器5、光化学耦合低温等离子模块6和高压气体冲洗喷头，所述高压气体冲洗喷头用于清洁光化学耦合低温等离子模块6，在粗滤模块3、超微净化模块4和折流板除雾器5的正上方设有喷淋装置7、8、9，所述壳体外设有与喷淋装置相连的循环水过滤系统，所述进气口1和出气口2还设有压力传感器、温度传感器、湿度传感器和VOC检测传感器，该装置还设有带触摸屏的PLC控制系统，所述PLC控制系统控制光化学耦合低温等离子模块、喷淋装置、高压气体冲洗喷头、循环水过滤系统、压力传感器、温度传感器、湿度传感器和VOC检测传感器的动作，对废气处理和清洁进行全程控制。

粗滤模块3由褶皱的多层金属丝网和不锈钢外框组成，褶皱的多层金属丝网铆接在该不锈钢外框上，不锈钢外框固定在壳体的内壁上，使褶皱的多层金属丝网置于风道的横截面上。气体通过滤网时多次改变流动方向，该滤网以不同的密度、孔径由粗到细的排列，达成对气流的低阻力，增加其集尘能力从而完成粗滤。

超微净化模块4沿进气口1往出气口2方向依次由前孔板、填料层和后孔板组成。气体依次通过前孔板、填料层和后孔板，前孔板与后孔板之间的填料作为气液两相间接触构件的传质，液体经喷淋装置8喷淋到填料上，并沿填料表面流下，气体穿过前孔板进入填料层，与液体呈错流状态，连续通过填料层的空隙，在填料表面，气液两相密切接触进行传质，达到洗涤分离气体中尘粒的效果。

光化学耦合低温等离子模块6包括绝缘外壳、电晕极板、电晕线、脉冲等离子发生器和紫外线灯，所述绝缘外壳两端对通，一端是气体输入端，另一端是气体输出端，所述电晕线和紫外线灯等间隔交替排成一直线，构成电晕线紫外线灯组，所述电晕极板和电晕线紫外线灯组间隔交替平行排列，固定在绝缘外壳的相对侧壁之间，所述脉冲等离子发生器的接地端和高压端分别接电晕极板和电晕线，脉冲等离子发生器由可调电源供电，紫外线灯由稳压电源供电，所述可调电源和稳压电源均由PLC控制系统控制。这种结构使紫外线和低温等离子的电磁场有机地结合成一个整体，紫外线的照射能促进低温等离子的反应效果与速率，提高废气的处理效果。

循环水过滤系统包括废水箱10、净水箱11、水泵和不锈钢袋式过滤器12，废水箱10位于折流板除雾器5下方，废水箱10与壳体底部的排水口相通，净水箱11位于粗滤模块3下方，净水箱11与喷淋装置7、8、9相连，不锈钢袋式过滤器12的进水口经水泵与废水箱10相连，不锈钢袋式过滤器12的出水口和净水箱11相连，废水箱10中的水经不锈钢袋式过滤器12过滤后流入净水箱11，所述废水箱10和净水箱11内均设有温度传感器和伴热系统，所述水泵、温度传感器和伴热系统均由PLC控制系统控制。

废水箱10侧壁上设有溢流口14、排污口16和观察孔17，溢流口14位于上水位处，排污口16位于下水位处，所述排污口16上设有电磁阀，所述废水箱10内设有与净水箱11相连的清洁喷头，所述电磁阀和清洁喷头均由PLC控制系统控制。

净水箱11侧壁上设有溢流口13和排污口15，溢流口13位于上水位处，排污口15位于下水位处，所述排污口15上设有电磁阀，所述净水箱11内设有清洁喷头和补液电动阀，清洁喷头和补液电动阀均与外部水源相连，所述电磁阀、清洁喷头和补液电动阀均由PLC控制系统控制。

废气处理过程中超微净化模块4产生的废水和清洗粗滤模块3与折流板除雾器5产生的废水，经壳体的排水口流入废水箱10中，废水经不锈钢袋式过滤器12过滤后流入净水箱11中待用，废水箱10和净水箱11中还设有自动清洁喷头，清洁废水箱10和净水箱11产生的污水通过排污口15、16排出。

使用时，在PLC控制系统的触摸屏上选择废气处理模式或者清洁模式，PLC控制系统进行电路故障检测，检测到故障时，PLC控制系统开启手动模式；没有检测到故障时，PLC控制系统开启自动模式。

废气处理模式时，PLC控制系统自动开启壳体内的压力传感器、温度传感器、湿度传感器、VOC检测传感器、位于超微净化模块4上方的喷淋装置、脉冲等离子发生器的可调电源、紫外线灯的稳压电源；废气在外部离心风机的带动下，由光化学耦合低温等离子废气处理装置的进气口1进入，首先穿过粗滤模块3，该模块对废气进行预处理，去除废气中含有的粗大粉尘颗粒；经预处理后的废气进入超微净化模块4，去除废气中含有的细颗粒物；接着废气进入折流板除雾器5，去除废气中含有的水分；最后废气进入光化学耦合低温等离子模块6，废气中的有毒有害物质同时在紫外线的照射下以及与低温等离子模块产生的高能活性粒子发生反应，达到去除废气中的有毒有害物质的目的；最后处理过的废气从出气口2排出；在废气处理的过程中，设在进气口1和出气口2上的各种传感器对处理前后的废气进行压力、湿度、温度和气体浓度的测量，并将测量值实时地反馈给PLC控制系统，PLC控制系统对接收到的测量值进行比对，当废气处理风量大时，PLC控制系统调高可调电源的电压，增加光化学耦合低温等离子模块6内的等离子浓度，反之，则调低可调电源的电压，降低光化学耦合低温等离子模块6内的等离子浓度；同时，PLC控制系统控制循环水过滤系统中的水泵、补液电动阀、伴热系统和温度传感器的动作；PLC控制系统指令水泵将废水箱10中的废水抽送到不锈钢袋式过滤器12中进行过滤；净水箱11中的补液电动阀将水位信号实时反馈至PLC控制系统，当水位过低时，PLC控制系统指令补液电动阀补水，当水位达到高水位时，PLC控制系统指令补液电动阀停止补水；废水箱10和净水箱11中的温度传感器将温度信号反馈至PLC控制系统，当温度过低时，PLC控制系统指令伴热系统进行加热，以防废水箱10和净水箱11中的水结冰。

自动清洁模式时，PLC控制系统自动开启壳体内的喷淋装置7、9和高压气体冲洗喷头，分别对清洗粗滤模块3、折流板除雾器5和光化学耦合低温等离子模块6进行清洁，污水通过壳体底部的排水口流入废水箱10中；同时开启废水箱10和净水箱11中的清洁喷头对废水箱10和净水箱11的内壁进行清洁。

Claims (10)

1.一种光化学耦合低温等离子废气处理装置，包括壳体，所述壳体底部设有排水口，壳体的左右两侧壁上分别设有进气口和出气口，所述进气口和出气口之间是连通的风道，其特征在于：在风道内沿进气口往出气口方向依次设有粗滤模块、超微净化模块、折流板除雾器、光化学耦合低温等离子模块和高压气体冲洗喷头，在粗滤模块、超微净化模块和折流板除雾器的正上方设有喷淋装置，所述壳体外设有与喷淋装置相连的循环水过滤系统，所述进气口和出气口还设有压力传感器、温度传感器、湿度传感器和VOC检测传感器，该装置还设有带触摸屏的PLC控制系统，所述PLC控制系统控制光化学耦合低温等离子模块、喷淋装置、高压气体冲洗喷头、循环水过滤系统、压力传感器、温度传感器、湿度传感器和VOC检测传感器的动作，根据测得的处理前后的废气浓度，实时调节光化学耦合低温等离子模块中的等离子浓度。

2.根据权利要求1所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：所述粗滤模块包括褶皱的多层金属丝网和不锈钢外框，褶皱的多层金属丝网铆接在该不锈钢外框上，不锈钢外框固定在壳体的内壁上，使褶皱的多层金属丝网置于风道的横截面上。

3.根据权利要求1所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：所述超微净化模块沿进气口往出气口方向依次为前孔板、填料层和后孔板。

4.据权利要求1所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：所述光化学耦合低温等离子模块包括绝缘外壳、电晕极板、电晕线、脉冲等离子发生器和紫外线灯，所述绝缘外壳两端对通，一端是气体输入端，另一端是气体输出端，所述电晕线和紫外线灯等间隔交替排成一直线，构成电晕线紫外线灯组，所述电晕极板和电晕线紫外线灯组间隔交替平行排列，固定在绝缘外壳的相对侧壁之间，所述脉冲等离子发生器的接地端和高压端分别接电晕极板和电晕线，脉冲等离子发生器由可调电源供电，紫外线灯由稳压电源供电，所述可调电源和稳压电源均由PLC控制系统控制，PLC控制系统通过调节可调电源的电压来改变光化学耦合低温等离子模块中的等离子浓度。

5.根据权利要求1所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：所述循环水过滤系统包括废水箱、净水箱、水泵和不锈钢袋式过滤器，废水箱位于折流板除雾器下方，废水箱与壳体底部的排水口相通，净水箱位于粗滤模块下方，净水箱与喷淋装置相连，不锈钢袋式过滤器的进水口经水泵与废水箱相连，不锈钢袋式过滤器的出水口和净水箱相连，废水箱中的水经不锈钢袋式过滤器过滤后流入净水箱，所述净水箱和废水箱内均设有温度传感器和伴热系统，所述水泵、温度传感器和伴热系统均由PLC控制系统控制。

6.据权利要求5所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：所述废水箱侧壁上设有溢流口、排污口和观察孔，溢流口位于废水箱的上水位处，排污口位于废水箱的下水位处，所述排污口上设有电磁阀，所述废水箱内设有与净水箱相连的清洁喷头，所述电磁阀和清洁喷头均由PLC控制系统控制。

7.据权利要求5所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：所述净水箱侧壁上设有溢流口和排污口，溢流口位于净水箱的上水位处，排污口位于净水箱的下水位处，所述排污口上设有电磁阀，所述净水箱内设有清洁喷头和补液电动阀，所述清洁喷头和补液电动阀与外部水源相连，所述电磁阀、清洁喷头和补液电动阀均由PLC控制系统控制。

8.根据权利要求1所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：所述PLC控制系统具有废气处理和自动清洁两种模式，在触摸屏上选择操作模式后，PLC控制系统进行电路故障检测；当检测到故障时，PLC控制系统开启手动模式；当没有检测到故障时，PLC控制系统开启自动模式。

9.根据权利要求8所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：废气处理模式时，PLC控制系统开启壳体内的压力传感器、温度传感器、湿度传感器、VOC检测传感器、超微净化模块上方的喷淋装置、等离子发生器的可调电源和紫外线灯的稳压电源，各传感器对处理前后的废气进行实时监控，并反馈给PLC控制系统，PLC控制系统对反馈进行比对，当废气处理风量大时，PLC控制系统调高可调电源的电压，增加光化学耦合低温等离子模块内的等离子浓度，反之，则调低可调电源的电压，降低光化学耦合低温等离子模块内的等离子浓度；同时，PLC控制系统开启循环水过滤系统。

10.根据权利要求8所述的光化学耦合低温等离子废气处理装置，其特征在于：自动清洁模式时，PLC控制系统开启壳体内的喷淋装置和高压气体冲洗喷头以及废水箱和净水箱中的清洁喷头进行自动清洁。