CN106362586B - 一种VOCs废气处理系统以及处理方法 - Google Patents

一种VOCs废气处理系统以及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种VOCs废气处理系统以及利用该系统进行VOCs废气处理的方法，所述系统包括VOCs废气预处理装置、低温等离子反应装置、VOCs废气后处理装置和引风机，所述低温等离子反应装置包括壳体，所述壳体外侧设有电源模块，所述壳体内部分为上下呈反对称设置的第一反应腔和第二反应腔，所述第一反应腔和第二反应腔之间设有废气滞留腔，所述废气滞留腔与第一反应腔之间设有不锈钢金属隔板，所述废气滞留腔与第二反应腔之间设有不锈钢金属隔板；所述第一反应腔内由支架固定多排催化剂极板，紧贴所述催化剂极板设有放电针，所述放电针之间由绝缘体隔开，围绕所述催化剂极板设有气流导线板，使VOCs废气沿一个方向流动。

Description

一种VOCs废气处理系统以及处理方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，特别涉及一种VOCs废气处理系统以及VOCs废气处理方法。
背景技术
VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。其定义有好几种，例如，美国ASTM D3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环保署(EPA)的定义：挥发性有机化合物是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。世界卫生组织(WHO,1989)对总挥发性有机化合物(TVOC)的定义为，熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称。
在我国，VOCs挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。
随着工业的发展，社会经济不断提高，与此同时环境问题也越来越严重，特别是近几年城市中的雾霾现象，使大家更加关注环境保护的问题，但是对于环境的保护对企业进行限制生产，会大大影响到社会经济的发展和社会的进步。对于VOCs废气主要来源是有机溶剂的使用以及垃圾中的产生，目前的研究方向主要采用冷凝法、吸附法、吸收法、燃烧法、活性炭、等离子、UV光催化以及催化氧化等方法来去除VOCs废气。但是，目前的上述方法中存在着处理废气效率低，不彻底，残余的VOCs废气对大气仍然存在污染的情况。
因此，有必要提供一种有效提高VOCs废气降解效率，降低VOCs废气大气排放量的VOCs废气处理系统以及处理方法。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种VOCs废气处理系统，所述系统包括VOCs废气预处理装置、低温等离子反应装置、VOCs废气后处理装置和引风机，所述VOCs废气预处理装置具有连通所述低温等离子反应装置的上侧VOCs废气通道和下侧VOCs废气通道；
所述低温等离子反应装置包括壳体，所述壳体外侧设有电源模块，所述壳体内部分为上下呈反对称设置的第一反应腔和第二反应腔，所述第一反应腔和第二反应腔之间设有废气滞留腔，所述废气滞留腔与第一反应腔之间设有不锈钢金属隔板，所述废气滞留腔与第二反应腔之间设有不锈钢金属隔板；
所述不锈钢金属隔板上开设圆孔，所述圆孔设有封闭开关；
所述第一反应腔与所述废气滞留腔之间设有与所述圆孔相对应的通道，所述第二反应腔与所述废气滞留腔之间设有与所述圆孔相对应的通道；
所述第一反应腔内由支架固定多排催化剂极板，紧贴所述催化剂极板设有放电针，所述放电针之间由绝缘体隔开，围绕所述催化剂极板设有气流导向板，使VOCs废气沿一个方向流动。
优选地，所述第二反应腔内由支架固定多排催化剂极板，紧贴所述催化剂极板设有放电针，所述放电针之间由绝缘体隔开，围绕所述催化剂极板设有气流导向板，使VOCs废气沿一个方向流动。
优选地，所述壳体上部设有连接所述VOCs废气后处理装置的出口，所述壳体侧部设有连接所述VOCs废气预处理装置的入口。
优选地，所述绝缘体为耐高温陶瓷材料制成。
优选地，所述壳体采用铝合金制成。
优选地，所述放电针采用不锈钢材料制成。
本发明的另一个方面在于提供一种利用本发明第一方面的VOCs废气处理系统进行VOCs废气处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)废气预处理，VOCs废气进入VOCs废气预处理装置进行预处理，其中预处理包括除尘、除雾以及干燥处理；
(2)第一次催化降解，经过预处理的VOCs废气分成两部分，一部分进入低温等离子反应装置的第一反应腔，另一部分进入低温等离子反应装置的第二反应腔；所述第一反应腔和第二反应腔内的放电针放电产生电子、离子、原子和自由基的混合体，使VOCs废气在极短的时间内分解成低分子化合物；
(3)废气混合，开启废气滞留腔与第一反应腔之间、废气滞留腔与第二反应腔之间不锈钢金属隔板的封闭开关，经过第一次催化降解后的VOCs废气在滞留腔内混合；
(4)第二次催化降解，关闭废气滞留腔与第二反应腔之间不锈钢金属隔板的封闭开关，VOCs废气回到第一反应腔内再次进行催化降解；
(5)废气后处理，经过降解的VOCs废气进入VOCs废气后处理装置进行后处理，其中后处理包括除雾和干燥处理。
优选地，经过废气后处理的VOCs废气由引风机排放至大气。
本发明提供的一种VOCs废气处理系统以及处理方法，对VOCs废气采用两次催化降解，有效增加废气的降解效果。本发明VOCs废气处理系统简单，故障率低，维修容易，能够用于制药、化工、造纸以及垃圾处理等不同领域的VOCs废气处理，可以将所有的异味气体分子降解，环境净化效率高。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1是本发明提供的VOCs废气处理系统示意图；
图2是本发明低温等离子反应装置的结构图；
图3是本发明第一反应腔内的结构示意图；
图4是图3的A-A刨面图；
图5是本发明不锈钢金属隔板的结构图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
本发明提供了一种VOCs废气处理系统以及处理方法，结合一个实施例以及附图给出详细说明，为了对本发明清楚的说明，首先对本发明提供的VOCs废气处理系统进行说明。如图1所示本发明提供的VOCs废气处理系统示意图，VOCs废气处理系统包括VOCs废气预处理装置10、低温等离子反应装置20、VOCs废气后处理装置30以及引风机40，其中VOCs废气预处理装置10具有连通所述低温等离子反应装置20的上侧VOCs废气通道11和下侧VOCs废气通道12。VOCs废气依次送至VOCs废气预处理装置10、低温等离子反应装置20、VOCs废气后处理装置30进行处理，之后由引风机40排入大气。
如图2所示本发明低温等离子反应装置20的结构图，低温等离子反应装置20包括壳体21，所述壳体21外侧设有电源模块25用于给放电针供电，所述壳体21内部分为上下呈反对称设置的第一反应腔22和第二反应腔23，第一反应腔22和第二反应腔23之间设有废气滞留腔24，所述废气滞留腔24与第一反应腔22之间设有不锈钢金属隔板26，废气滞留腔24与第二反应腔23之间设有不锈钢金属隔板27。不锈钢金属隔板26用于支撑第一反应腔22，废气滞留腔24与第二反应腔23之间设有不锈钢金属隔板27用于支撑和废气滞留腔24。废气滞留腔24与第一反应腔22之间设有不锈钢金属隔板26和废气滞留腔24与第二反应腔23之间设有不锈钢金属隔板27可以将废气滞留腔固定。本实施例优选壳体采用铝合金制成。
第一反应腔22与废气滞留腔24之间通过设有开关的通道221进行VOCs废气流动，第二反应腔23与废气滞留腔24之间通过设有开关的通道231进行VOCs废气流动。壳体上部设有连接VOCs废气后处理装置的出口221，所述出口穿过壳体贯通至第一反应腔22，壳体侧部设有连接所述VOCs废气预处理装置的入口。
如图3所示本发明第一反应腔内22的结构示意图，图4所示是图3的A-A刨面图。第一反应腔22内由支架223固定多排催化剂极板222，紧贴所述催化剂极板222设有放电针225，放电针之间由绝缘体隔开(图中未示出)，围绕所述催化剂极板222设有气流导向板224，使VOCs废气沿一个方向流动。应当理解的是，本发明中第二反应腔内由支架固定多排催化剂极板，紧贴所述催化剂极板设有放电针，放电针之间由绝缘体隔开，围绕所述催化剂极板设有气流导向板，使VOCs废气沿一个方向流动。本实施例优选地，绝缘体为耐高温陶瓷材料制成，放电针采用不锈钢材料制成。
如图5所示本发明不锈钢金属隔板26的结构图，不锈钢金属隔板26上开设用于所述第一反应腔与废气滞留腔废气流通的圆孔261，所述圆孔261设有封闭开关262。应当理解的是，废气滞留腔与第二反应腔之间设有不锈钢金属隔板上开设用于所述第二反应腔与废气滞留腔废气流通的圆孔，所述圆孔261设有封闭开关。
本发明中第一反应腔22与废气滞留腔24之间的不锈钢金属隔板26的圆孔，与第一反应腔22与废气滞留腔24之间的通道221相对应。第二反应腔23与废气滞留腔24之间的不锈钢金属隔板的圆孔，与第二反应腔23与废气滞留腔24之间的通道231相对应。
为了使本发明的一种VOCs废气处理系统以及处理方法更加清楚的说明，下面结合附图1到附图5对利用本发明VOCs废气处理系统进行VOCs废气处理方法的过程做进一步阐释，具体地所述的VOCs废气处理方法包括如下步骤：
步骤1，废气预处理，VOCs废气进入VOCs废气预处理装置10进行预处理，其中预处理包括除尘、除雾以及干燥处理。
步骤2，第一次催化降解，经过预处理的VOCs废气分成两部分，一部分进入低温等离子反应装置20的第一反应腔22，另一部分进入低温等离子反应装置20的第二反应腔23；第一反应腔22和第二反应腔23内的放电针放电产生电子、离子、原子和自由基的混合体，使VOCs废气在极短的时间内分解成低分子化合物。
步骤3，废气混合，开启废气滞留腔24与第一反应腔22之间不锈钢金属隔板的封闭开关262，开启废气滞留腔24与第二反应腔23之间不锈钢金属隔板的封闭开关，经过第一次催化降解后的VOCs废气在滞留腔24内混合。
步骤4，第二次催化降解，关闭废气滞留腔24与第二反应腔23之间不锈钢金属隔板的封闭开关，VOCs废气回到第一反应腔22内再次进行催化降解。
步骤5，废气后处理，经过降解的VOCs废气进入VOCs废气后处理装置30进行后处理，其中后处理包括除雾和干燥处理。
步骤6，排放废气，经过废气后处理的VOCs废气由引风机40排放至大气。
本发明提供的一种VOCs废气处理系统以及处理方法，对VOCs废气采用两次催化降解，有效增加废气的降解效果。本发明VOCs废气处理系统简单，故障率低，维修容易，能够用于制药、化工、造纸以及垃圾处理等不同领域的VOCs废气处理，可以将所有的异味气体分子降解，环境净化效率高。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种VOCs废气处理系统，所述VOCs废气处理系统包括VOCs废气预处理装置、低温等离子反应装置、VOCs废气后处理装置和引风机，其特征在于，所述VOCs废气预处理装置具有连通所述低温等离子反应装置的上侧VOCs废气通道和下侧VOCs废气通道；
所述低温等离子反应装置包括壳体，所述壳体外侧设有电源模块，所述壳体内部分为上下呈发对称设置的第一反应腔和第二反应腔，所述壳体上部设有连接所述VOCs废气后处理装置的出口，所述出口穿过所述壳体贯通至所述第一反应腔，
所述第一反应腔和第二反应腔之间设有废气滞留腔，所述废气滞留腔与第一反应腔之间设有不锈钢金属隔板，所述废气滞留腔与第二反应腔之间设有不锈钢金属隔板；
所述不锈钢金属隔板上开设圆孔，所述圆孔设有封闭开关；
所述第一反应腔与所述废气滞留腔之间设有与所述圆孔相对应的通道，所述第二反应腔与所述废气滞留腔之间设有与所述圆孔相对应的通道；
所述第一反应腔内由支架固定多排催化剂极板，紧贴所述催化剂极板设有放电针，所述放电针之间由绝缘体隔开，围绕所述催化剂极板设有气流导向板，使VOCs废气沿一个方向流动。
2.根据权利要求1所述的VOCs废气处理系统，其特征在于，所述第二反应腔内由支架固定多排催化剂极板，紧贴所述催化剂极板设有放电针，所述放电针之间由绝缘体隔开，围绕所述催化剂极板设有气流导向板，使VOCs废气沿一个方向流动。
3.根据权利要求1所述的VOCs废气处理系统，其特征在于，所述壳体侧部设有连接所述VOCs废气预处理装置的入口。
4.根据权利要求1或2所述的VOCs废气处理系统，其特征在于，所述绝缘体为耐高温陶瓷材料制成。
5.根据权利要求1所述的VOCs废气处理系统，其特征在于，所述壳体采用铝合金制成。
6.根据权利要求1所述的VOCs废气处理系统，其特征在于，所述放电针采用不锈钢材料制成。
7.利用权利要求1-6任一项的VOCs废气处理系统进行VOCs废气处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)废气预处理，VOCs废气进入VOCs废气预处理装置进行预处理，其中预处理包括除尘、除雾以及干燥处理；
(2)第一次催化降解，经过预处理的VOCs废气分成两部分，一部分进入低温等离子反应装置的第一反应腔，另一部分进入低温等离子反应装置的第二反应腔；所述第一反应腔和第二反应腔内的放电针放电产生电子、离子、原子和自由基的混合体，使VOCs废气在极短的时间内分解成低分子化合物；
(3)废气混合，开启废气滞留腔与第一反应腔之间、废气滞留腔与第二反应腔之间不锈钢金属隔板的封闭开关，经过第一次催化降解后的VOCs废气在滞留腔内混合；
(4)第二次催化降解，关闭废气滞留腔与第二反应腔之间不锈钢金属隔板的封闭开关，VOCs废气回到第一反应腔内再次进行催化降解；
(5)废气后处理，经过降解的VOCs废气进入VOCs废气后处理装置进行后处理，其中后处理包括除雾和干燥处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，经过废气后处理的VOCs废气由引风机排放至大气。
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