CN106268169A - 等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境污染废气治理领域，特别涉及等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的装置与方法。包括低温等离子装置、铁碳微电解反应塔、斜板沉淀池、水泵、风机。本发明首先采用低温等离子技术产生了大量O▪、OH▪、O₃、H₂O₂和高能电子等极具氧化性的离子，使有机污染物得到一定分解，并对废气中的气溶胶颗粒、各类有机物分子进行荷电；低温等离子净化装置出来的带有荷电的废气在铁碳填料中更容易吸附、降解；铁碳微电解反应塔产生的废水经过斜板沉淀池进行沉淀作用，循环利用水资源。本发明存在去除效率高，废气去除彻底，成本低，体积小，无二次污染，能够满足日益严格的大气质量标准。

Description

等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的装置与方法

技术领域

本发明属于环境污染废气治理领域，特别涉及等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的装置与方法。

背景技术

随着工业的发展，产生了大量废气，比如硫化、焦化、皮革、烟草、化工等行业在生产过程中产生的废气往往是难降解的有机废气，这些有机废气对人们的生活产生了极大的影响，如何高效治理这些废气成为了人们所关注的焦点。

目前，常用的处理方式是吸附法、低温等离子净化法、蓄热焚烧法、臭氧氧化法。吸附法是利用固体表面存在的未平衡的分子吸引力或化学键力，把难降解的高分子有机物吸附在固体表面，其吸附力强、能有效分离有毒有害的低浓度物质，但其吸附容量有限，占地面积较大，存在吸附剂的再生问题，使得其应用范围受到很大的限制，常作为其他处理装置的后续处理办法。

低温等离子净化法是采用低温等离子放电，在放电过程中，电子从电场获得能量，通过碰撞将能量转化为污染分子的内能或动能，使得污染物质转换为CO₂和H₂O、或其他小分子物质，未处理完全的小分子物质一般是采用喷淋的方法将其洗脱出来，以此达到净化的目的，但喷淋需要的水量相当大的情况下才能将小分子物质去除掉，浪费了水资源；还有一种方法是采用生物反应器降解难降解的有机废气，达到净化的目的，但生物的培养需要特定的条件，其条件的控制被比较困难。

蓄热焚烧法是将有机废气在预热室升温后，进入焚烧室高温焚烧，使有机废气彻底转化为CO₂和H₂O，去除效果彻底，但其投资费用较大。

臭氧氧化法是去除率高、无二次污染的产生，然而，臭氧氧化技术的氧化作用存在选择性，对包括甲苯在内的许多挥发性有机物没有降解作用，使得其应用受到了很大的限制。

发明内容

基于现有的处理有机废气存在的成本高、体积大、处理技术的使用受到限制的难题，本发明提出一种能耗低、体积小、适用性强、无二次污染的处理有机废气治理装置。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的装置，包括：低温等离子装置、铁碳微电解反应塔、斜板沉淀池、水泵、风机；所述的低温等离子装置出风口连接至铁碳微电解反应塔入口，所述的铁碳微电解反应塔底部排放口连接至斜板沉淀池进口，斜板沉淀池连接至水泵，水泵连接至所述的铁碳微电解反应塔，铁碳微电解反应塔顶部出风口连接至风机。

优选地，所述的铁碳微电解反应塔内设置有喷淋装置；

优选地，所述的铁碳微电解反应塔内塔底和塔体中部分别设置铁碳微电解填料。

等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的方法，包括下述步骤：

（1）将有机废气通入低温等离子装置中，有机废气得到初步净化，并对废气中的气溶胶颗粒、各类有机物分子进行荷电；

（2）喷淋装置向下喷水，使得铁碳微电解反应塔中部的铁碳微电解填料作为低温等离子装置的地极；

（3）步骤（1）出来的荷电废气进入铁碳微电解反应塔，废气在穿过中间层铁碳微电解填料时，利用带电的颗粒物质有向异极移动的特性，对荷电物质进行吸附，加快了废气中颗粒物、有机物的吸附、洗脱，在原电池效应作用下，中间层铁碳微电解填料对上述吸附、洗脱的颗粒物、有机物进行初步净化，在循环水的作用下，尚没有降解的有机物进入循环水池中，剩余有机物在塔底水池中的铁碳微电解填料中，在原电池效应作用下，将进入液相的污染物进行氧化还原反应，将其降解为CO₂、H₂O等，从而有效降解废气；

（4）将步骤（3）初步净化后的废水输送至斜板沉淀池，利用铁碳微电解过程中产生的Fe²⁺离子絮凝循环水的固体悬浮物，对循环水进行二次净化，净化后的水通过水泵回流至铁塔微电解反应塔中；

（5）将步骤（3）净化后的洁净气体通过风机外排。

本发明的原理是是利用高压电场产生高能电子，这些高能电子包括O▪、OH▪、O₃、H₂O₂和高能电子、离子、分子、中性原子、激发态原子、光子、自由基等，高能电子的能量激发、离解有机废气气体分子，生成多种自由基碎片，自由基碎片在电场的作用下活性增强，继续引发一系列弹性碰撞和非弹性碰撞，最终降解为CO₂、H₂O和其他小分子化合物等具有高动能和高内能的活性较高的带荷电废气分子，这类废气分子在铁碳微电解反应塔内更容易发生吸附降解作用，另外，在铁碳微电解反应塔内，还存在着一系列复杂的物理化学反应，包括原电池反应、氧化还原反应、电泳作用、混凝作用、沉淀作用，这些反应都能够有效促进有机污染物的去除。铁碳微电解反应塔产生的废水经过斜板沉淀池二次净化废水，然后通过水泵提升至喷淋装置，以此达到循环利用水资源的目的，大大减少了二次污染的排放。

本发明的创新性在于：一、合理利用低温等离子装置处理后废气带有荷电的特性，使其更容易被铁碳填料表面吸附，大大提高了污染物的捕捉效率。二、在铁碳微电解填料塔塔底设置铁碳微电解填料，解决了循环水污染物浓度提高影响吸附污染物的效果。三、由于铁碳微电解塔底出来的初步净化后的循环水中絮凝物、颗粒物较多，采用斜板沉淀池二次处理，确保循环水能够源源不断的更新，减少循环水排放次数；四、低温等离子与微电解填料相结合，其成本低廉，体积小，微电解填料与生物填料相比，其运行和维护更加简单易管理。本发明存在去除效率高，废气去除彻底，成本低，体积小，无二次污染，能够满足日益严格的大气质量标准。

附图说明

图示为本发明的技术装置图。

图中，1-低温等离子装置，2-铁碳微电解反应塔，21-铁碳微电解填料，22-喷淋装置，3-斜板沉淀池，4-水泵，5-风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图所示：本发明包括低温等离子装置1，铁碳微电解反应塔2，铁碳微电解填料21，喷淋装置22，斜板沉淀池3，水泵4，风机5。低温等离子装置1内部设有进风口和出风口，有机废气从进风口进入低温等离子装置1，有机废气得到初步净化，并对废气中的气溶胶颗粒、各类有机物分子进行荷电；经过初步净化后的带荷电的有机废气通入铁碳微电解反应塔2，分别转移到铁碳微电解反应塔底部和中部的铁碳微电解填料表面，塔体底部的铁碳微电解填料主要用于去除水中的有机污染物，使得塔底出来的废水得到净化；塔体中部的铁碳微电解填料21主要用于去除废气中的有机污染物。铁碳微电解反应塔2底部废水出口连接至斜板沉淀池3，在斜板沉淀池3内进行沉淀作用，实时净化废水，净化后的废水通过水泵4提升至喷淋装置22，循环利用水资源，整个装置无二次污染的产生；净化后的洁净气体通过风机5外排。

最后，应当指出，本实施例是对本发明的说明，并不是对本发明的限制，任何本专业或相近专业的技术人员依据本发明对本技术方案做的任何修改，都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的装置，其特征在于，所述的净化装置包括：低温等离子装置、铁碳微电解反应塔、斜板沉淀池、水泵、风机；所述的低温等离子装置出风口连接至铁碳微电解反应塔入口，所述的铁碳微电解反应塔底部排放口连接至斜板沉淀池进口，斜板沉淀池连接至水泵，水泵连接至所述的铁碳微电解反应塔，铁碳微电解反应塔顶部出风口连接至风机。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：所述的铁碳微电解反应塔内设置有喷淋装置。

3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：所述的铁碳微电解反应塔内塔底和塔体中部分别设置铁碳微电解填料。

4.一种利用权利要求1-3任意一项权利要求所述的等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）将有机废气通入低温等离子装置中，有机废气得到初步净化，并对废气中的气溶胶颗粒、各类有机物分子进行荷电；

（2）喷淋装置向下喷水，使得铁碳微电解反应塔中部的铁碳微电解填料作为低温等离子装置的地极；

（3）步骤（1）出来的荷电废气进入铁碳微电解反应塔，废气在穿过中间层铁碳微电解填料时，利用带电的颗粒物质有向异极移动的特性，对荷电物质进行吸附，加快了废气中颗粒物、有机物的吸附、洗脱，在原电池效应作用下，中间层铁碳微电解填料对上述吸附、洗脱的颗粒物、有机物进行初步净化，在循环水的作用下，尚没有降解的有机物进入循环水池中，剩余有机物在塔底水池中的铁碳微电解填料中，在原电池效应作用下，将进入液相的污染物进行氧化还原反应，将其降解为CO₂、H₂O等，从而有效降解废气；

（4）将步骤（3）初步净化后的废水输送至斜板沉淀池，利用铁碳微电解过程中产生的Fe²⁺离子絮凝循环水的固体悬浮物，对循环水进行二次净化，净化后的水通过水泵回流至铁塔微电解反应塔中；

（5）将步骤（3）净化后的洁净气体通过风机外排。

5.根据权利要求4所述的等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的方法，其特征在于：上述步骤（1）是利用低温等离子装置的高压放电作用，产生包括O▪、OH▪、O₃、H₂O₂和高能电子、离子、分子、中性原子、激发态原子、光子、自由等基高能电子，它们能够激发、离解有机废气气体分子，并对废气中的气溶胶颗粒、各类有机物分子进行荷电。