CN107281908A - 一种含油烟VOCs废气处理装置及其处理方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含油烟VOCs废气处理装置及其处理方法和用途，所述装置包括分别位于装置两侧的进气口和出气口，以及位于装置内从进气口一侧依次设置的烟气分离模块、紫外灯组、废气净化模块和除臭吸附模块。本发明利用烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块三者协同作用，通过采用负高压放电去除废气中的油烟，实现烟气分离；利用正高压放电加速激发电离，强化臭氧及氧自由基氧化VOCs，形成“雪崩”效应，最终高效净化含油烟VOCs烟气；同时，整个装置结构紧凑，占地面积小，使用方便。

Description

一种含油烟VOCs废气处理装置及其处理方法和用途
技术领域
本发明属于废气处理领域，涉及一种VOCs废气处理装置及其处理方法和用途，尤其涉及一种含油烟VOCs废气处理装置及其处理方法和用途。
背景技术
VOCs是大气中非甲烷烃类的总称，是具有强挥发性、特殊气味和刺激性并且有毒的有机气体，全世界在空气中检出的VOCs已经有约150余种，其中有毒的约80余种，部分己被列为致癌物，如氯乙烯、苯和多环芳烃等。目前为了使大部分行业废气排放达到排放标准，现有技术中多采用销毁技术，主要包括燃烧、光催化、生物降解和等离子体技术等。其中，燃烧技术应用较为广泛，但只适用于可燃或高温可分解的有机废气，且易产生二次污染；光催化技术作为一种新型的废气处理技术，其利用紫外光照射催化剂，形成的光致空穴具有很强的氧化性，产生的氧化力极强的羟基自由基等最终可将大部分有机物质分解成水和二氧化碳，但光催化氧化法中存在着催化剂的失活、催化剂难以固定以及催化剂固定后催化效率降低的缺点；生物降解技术最早应用于脱臭，其在VOCs处理方面的应用存在着体积大、停留时间长以及对成分复杂的废气或难以降解的VOCs去除效果较差等不足；等离子技术是指在非均匀电场中，用较高的电场强度使气体产生“电子雪崩”，出现大量的自由电子，这些电子在电场力的作用下做加速运动并获得能量，可以打破有机物的化学键，破坏有机物的结构，但该技术对电源的要求很高，在分解VOCs分子的同时，还有一些有害副产物产生，如NOx、CO及O3等。
CN 103721510A公开了一种VOCs高效处理方法，所述方法包括对废气进行除尘处理、除味处理以及尾气处理，所述方法首先采用布袋除尘器对废气进行预处理，回收部分物料，再引入静电除尘器，进一步回收物料；然后将废气进行低温催化氧化处理；之后将废气进行吸附处理。但该方法结构较为复杂，且油脂易粘附堵塞布袋，其并不适合对含有油烟的有机废气进行处理。
CN 204710076U公开了一种用于工业VOCs有机废气处理的介质阻挡放电净化装置，在壳体内部设有上、下两层气流分布板，气流分布板将壳体内部分割成上箱体、中部处理区域及下箱体，在上、下两层气流分布板之间的中部处理区域的外缘分别设有陶瓷层、铜网层，铜网层与接地极连接；中部处理区域均匀布置有多根穿有陶瓷环的玻璃纤维固定绳，电晕线从下箱体进入，穿过上、下两层气流分布板之间的中部处理区域的中心。所述装置仅对VOCs有机废气进行电晕处理，缺少协同净化机制，其处理效果难以达到排放标准。
由此可见，现有技术中所采用的对工业VOCs废气进行处理的各种方法对同时含有油烟和VOCs的废气难以做到高效净化，并且处理方法缺少协同净化机制，或仅对废气中某些组分净化效果好。因此，如何寻找一种可以高效净化同时含有油烟和VOCs废气的方法是亟需解决的问题。
发明内容
针对现有VOCs烟气处理方法不适用于含油烟的VOCs废气以及现有VOCs烟气处理方法的处理效果难以达到排放标准等问题，本发明提供了一种含油烟VOCs废气处理装置及其处理方法和用途。本发明通过采用负高压放电去除废气中的油烟，实现油烟分离；利用正高压放电加速废气中VOCs及带荷电气溶胶的碰撞激发和电离，形成“雪崩”分解，同时，经正高压放电产生的臭氧在紫外线作用下，强氧化废气中的VOCs，同时形成高活性的氧自由基，强化“雪崩”分解效应，彻底氧化分解VOCs；除去VOCs的废气再经吸附除去多余臭氧和自由基，实现含油烟VOCs废气的高效净化。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，所述装置包括分别位于装置两侧的进气口和出气口，以及位于装置内从进气口一侧依次设置的烟气分离模块、紫外灯组、废气净化模块和除臭吸附模块。
本发明中，烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块三者协同作用，缺一不可。在烟气分离模块中，含油烟VOCs废气经负高压放电，促使含油烟VOCs废气中的油烟及有机物气溶胶带荷电，通过装置中的电极筒收集油尘，实现油烟的分离。除去油烟的VOCs废气在废气净化模块中经正高压电场的作用，VOCs废气中的VOCs和带荷电的气溶胶加速碰撞激发和电离，形成“雪崩”分解；同时，空气中的氧气在正高压电场的作用下形成大量臭氧，通过紫外灯组的作用促使臭氧吸收紫外线能量，增强其不稳定性，强氧化废气中的VOCs；在正高压电场的作用下，还形成了高活性的氧自由基，其强化了“雪崩”分解效应，彻底氧化分解VOCs。因而，烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块三者协同作用，缺一不可。
本发明中，经烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块处理后的烟气中多余的臭氧、自由基和废气中的异味则通过除臭吸附模块进行消除。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述烟气分离模块为筒针式结构，包括电极筒和电极针，所述筒针式结构为现有技术中已有结构，故不再赘述。
本发明中，所述烟气分离模块中的电极针在处理过程中负高压放电，电极筒内侧筒壁收集VOCs中的油和烟尘。
优选地，所述电极针的材料为表面镀有MnO2成分的不锈钢材料和/或表面镀有MnO2成分的石墨烯。其中，MnO2成分是均匀分散于材料表面的。
优选地，所述电极针负高压放电，负高压为-50～-10kV的脉冲电压，例如-50kV、-45kV、-40kV、-35kV、-30kV、-25kV、-20kV、-15kV或-10kV等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为-25～-18kV的脉冲电压。
优选地，所述脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz，例如1Hz、30Hz、50Hz、70Hz、100Hz、500Hz、1kHz、1.5kHz、2kHz、2.5kHz、3kHz、3.5kHz、4kHz、4.5kHz或5kHz等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为30～80Hz。
作为本发明优选的技术方案，所述废气净化模块为筒棒式结构，包括电极筒和螺旋电极棒，所述筒棒式结构为现有技术中已有结构，故不再赘述。
优选地，所述螺旋电极棒的材料为表面镀有MnO2成分的不锈钢材料和/或表面镀有MnO2成分的石墨烯。其中，MnO2成分是均匀分散于材料表面的。
优选地，所述螺旋电极棒正高压放电，正高压为10～100kV的脉冲电压，例如10kV、20kV、30kV、40kV、50kV、60kV、70kV、80kV、90kV或100kV等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为15～30kV的脉冲电压。
优选地，所述脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz，例如1Hz、30Hz、50Hz、70Hz、100Hz、500Hz、1kHz、1.5kHz、2kHz、2.5kHz、3kHz、3.5kHz、4kHz、4.5kHz或5kHz等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为40～90Hz。
作为本发明优选的技术方案，所述除臭吸附模块为吸附材料。
本发明中，所述除臭吸附模块可以吸附烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块在净化过程中产生的臭氧和自由基，同时去除异味。
优选地，所述吸附材料为整体式微孔吸附材料。
优选地，所述吸附材料为单一和/或复合的整体式微孔吸附材料。
优选地，所述吸附材料为蜂窝状活性炭和/或活性炭纤维。
优选地，所述紫外灯组采用中压汞灯和/或高压汞灯。
本发明中，所述中压汞灯是指汞蒸气压强范围在102kPa(1atm＝101.325kPa)量级的电弧灯；高压汞灯是指汞蒸气压力为51～507kPa，主要发射波长在365.0nm，相当能量为327.3kJ/mol的汞蒸气弧光灯。
作为本发明优选的技术方案，所述烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块中均设置传感器，所述传感器与控制器相连。
本发明中，烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块可以根据传感器信号和控制器进行工况的自动或手动调节，根据废气排放速率和浓度等工况控制烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块的耦合净化功率。
优选地，所述传感器包括废气浓度传感器、温度传感器或火星检测器中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：废气浓度传感器和温度传感器的组合，温度传感器和火星检测器的组合，废气浓度传感器、温度传感器和火星检测器的组合等。
作为本发明优选的技术方案，所述烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块各自均为独立电源供电。
优选地，所述烟气分离模块为独立可调负高压脉冲电源供电，其中，所述负高压为-50～-10kV的脉冲电压，进一步优选为-25～-18kV的脉冲电压。
优选地，所述废气净化模块为独立可调正高压脉冲电源供电，其中，所述正高压为10～100kV的脉冲电压，进一步优选为15～30kV的脉冲电压。
第二方面，本发明提供了一种含油烟VOCs废气处理系统，所述系统包括依次连接的集气装置、除尘装置、上述的含油烟VOCs处理装置和尾气排放装置。
第三方面，本发明提供了一种含油烟VOCs处理方法，所述方法为：含油烟VOCs废气经负高压电场分离出其中的油烟物质，除去油烟的VOCs废气经正高压电场和紫外线的协同作用除去VOCs，除去VOCs的废气经吸附处理后排出。
其中，负高压电场可以促使含油烟VOCs废气中的油烟及有机物气溶胶带荷电，进而通过收集装置使油烟从废气中分离；正高压电场可以使VOCs废气中的VOCs和带荷电的气溶胶加速碰撞激发和电离，形成“雪崩”分解；同时，废气中的氧气在正高压电场的作用下会形成大量臭氧，通过紫外线的作用促使臭氧吸收紫外线能量，增强其不稳定性，强氧化废气中的VOCs；在正高压电场的作用下，还形成了高活性的氧自由基，其强化了“雪崩”分解效应，彻底氧化分解VOCs。
作为本发明优选的技术方案，所述负高压为-50～-10kV的脉冲电压，例如-50kV、-45kV、-40kV、-35kV、-30kV、-25kV、-20kV、-15kV或-10kV等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为-25～-18kV的脉冲电压。
优选地，所述脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz，例如1Hz、30Hz、50Hz、70Hz、100Hz、500Hz、1kHz、1.5kHz、2kHz、2.5kHz、3kHz、3.5kHz、4kHz、4.5kHz或5kHz等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为30～80Hz。
优选地，所述正高压为10～100kV的脉冲电压，例如10kV、20kV、30kV、40kV、50kV、60kV、70kV、80kV、90kV或100kV等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为15～30kV的脉冲电压。
优选地，所述脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz，例如1Hz、30Hz、50Hz、70Hz、100Hz、500Hz、1kHz、1.5kHz、2kHz、2.5kHz、3kHz、3.5kHz、4kHz、4.5kHz或5kHz等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为40～90Hz。
优选地，所述紫外线在电磁波谱中的波长范围为100～400nm，例如100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm或400nm等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。
优选地，所述紫外线为波长范围为400～315nm的紫外A射线(UVA)和/或波长范围为315～280nm的紫外B射线(UVB)，进一步优选为波长为365nm的紫外A射线。
作为本发明优选的技术方案，所述方法为：含油烟VOCs废气进入含油烟VOCs废气处理装置在烟气分离模块经负高压电场分离出其中的油烟物质，除去油烟的VOCs废气经废气净化模块的正高压电场和紫外灯组中紫外线的协同作用除去VOCs，除去VOCs的废气在除臭吸附模块中经吸附处理后排出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述含油烟VOCs废气处理装置利用烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块三者之间的协同作用，实现负高压分离，正高压加速激发电离，强化臭氧及氧自由基氧化VOCs，形成“雪崩”效应，最终高效净化含油烟VOCs烟气；并且采用含油烟VOCs废气处理装置的处理系统，其苯净化效率可达99.5％以上，甲苯净化效率可达99.5％以上，二甲苯净化效率可达99.4％以上。
同时，本发明通过传感器和控制器的参与，可以根据废气排放工况调节运行参数，操作灵活，实用范围广，方便安全生产；除臭吸附模块能够防止二次污染的产生，装置对有机废气的综合处理效率高，处理后的废气中污染物大大降低，可以进行安全排放，实用效果好。
附图说明
图1是本发明所述含油烟VOCs废气处理装置的结构示意图；
图2是本发明所述含油烟VOCs废气处理系统的结构示意图；
其中，1-集气装置，2-除尘装置，3-含油烟VOCs处理装置，4-尾气排放装置，3-1-烟气分离模块，3-2-紫外灯组，3-3-废气净化模块，3-4-除臭吸附模块，3-5-进气口，3-6-出气口。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
如图1所示，本发明具体实施例部分提供了一种含油烟VOCs废气处理装置3，所述装置包括分别位于装置两侧的进气口3-5和出气口3-6，以及位于装置内从进气口3-5一侧依次设置的烟气分离模块3-1、紫外灯组3-2、废气净化模块3-3和除臭吸附模块3-4。
所述烟气分离模块3-1为筒针式结构，包括电极筒和电极针；电极针的材料为表面镀有MnO2成分的不锈钢材料和/或表面镀有MnO2成分的石墨烯；电极针负高压放电，负高压为-50～-10kV的脉冲电压，脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz。
所述废气净化模块3-3为筒棒式结构，包括电极筒和螺旋电极棒；螺旋电极棒的材料为表面镀有MnO2成分的不锈钢材料和/或表面镀有MnO2成分的石墨烯；螺旋电极棒正高压放电，正高压为10～100kV的脉冲电压，脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz。
所述除臭吸附模块3-4为吸附材料；所述吸附材料为整体式微孔吸附材料。
所述紫外灯组3-2采用中压汞灯和/或高压汞灯。
所述烟气分离模块3-1、紫外灯组3-2和废气净化模块3-3中均设置传感器，所述传感器与控制器相连；所述传感器包括废气浓度传感器、温度传感器或火星检测器中任意一种或至少两种的组合。
所述烟气分离模块3-1、紫外灯组3-2和废气净化模块3-3各自均为独立电源供电。
如图2所示，本发明具体实施例部分提供了一种含油烟VOCs废气处理系统，所述系统包括依次连接的集气装置1、除尘装置2、上述的含油烟VOCs处理装置3和尾气排放装置4。
所述典型但非限制性实施例如下：
实施例1：
本实施例提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，所述装置包括分别位于装置两侧的进气口3-5和出气口3-6，以及位于装置内从进气口3-5一侧依次设置的烟气分离模块3-1、紫外灯组3-2、废气净化模块3-3和除臭吸附模块3-4。
所述烟气分离模块3-1为筒针式结构，包括电极筒和电极针；电极针的材料为表面镀有MnO2成分的不锈钢材料；电极针负高压放电，负高压为-20～-18kV的脉冲电压，脉冲电压的脉冲频率为50～60Hz。
所述废气净化模块3-3为筒棒式结构，包括电极筒和螺旋电极棒；螺旋电极棒的材料为表面镀有MnO2成分的不锈钢材料；螺旋电极棒正高压放电，正高压为15～20kV的脉冲电压，脉冲频率为40～50Hz。
所述除臭吸附模块3-4为整体式微孔吸附材料，所述材料为蜂窝状活性炭。
所述紫外灯组3-2采用中压汞灯和高压汞灯，产生波长为365nm的紫外A射线。
所述烟气分离模块3-1、紫外灯组3-2和废气净化模块3-3中均设置传感器，所述传感器与控制器相连；传感器包括废气浓度传感器、温度传感器和火星检测器。
所述烟气分离模块3-1、紫外灯组3-2和废气净化模块3-3各自均为独立电源供电；烟气分离模块3-1为独立可调负高压脉冲电源供电；废气净化模块3-3为独立可调正高压脉冲电源供电。
所述含油烟VOCs废气处理装置的处理方法为：
含油烟的VOCs废气通过进气口3-5进入装置，在烟气分离模块3-1经负高压电场使含油烟VOCs废气中的油烟及有机物气溶胶带荷电，在电场作用下将带荷电的油烟尘收集于电极筒内壁上，分离出其中的油烟物质；除去油烟的VOCs废气进入废气净化模块3-3，经正高压电场使VOCs废气中的VOCs和带荷电的气溶胶加速碰撞激发和电离，形成“雪崩”分解，在产生的高能粒子流冲下有效破坏有机物分子结构；同时，废气中的氧气在正高压电场的作用下会形成大量臭氧，通过紫外灯组3-2中的紫外线，使臭氧吸收紫外线能量，增强其不稳定性，强氧化废气中的VOCs；同时，在正高压电场的作用下，还形成了高活性的氧自由基，其强化了“雪崩”分解效应，彻底氧化分解VOCs。
经紫外灯组3-2和废气净化模块3-3作用后的废气进入除臭吸附模块3-4除去多余的臭氧、自由基以及废气中的异味，再经出气口3-6排出，使含油烟VOCs废气得到高效净化。
实施例2：
本实施例提供了一种含油烟VOCs废气处理系统，所述系统包括依次连接的集气装置1、除尘装置2、实施例1中所述的含油烟VOCs处理装置3和尾气排放装置4。
含油烟VOCs废气首先通过集气装置1进行收集，由风管经除尘装置2除去颗粒物后进入含油烟VOCs处理装置3进行净化除油烟和VOCs，净化后的气体通过尾气排放装置4的风机排出。
利用实施例1和实施例2中所述的装置和系统进行废气的处理，处理效果如表1中所示。
表1：实施例1和实施例2中所述的装置和系统废气处理效果表
实施例3：
本实施例提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，除了烟气分离模块3-1中电极针负高压放电，负高压为-25～-20kV的脉冲电压，脉冲电压的脉冲频率为30～40Hz，电极针的材料为表面镀有MnO2成分的石墨烯；废气净化模块3-3中螺旋电极棒的材料为表面镀有MnO2成分的石墨烯，螺旋电极棒正高压放电，正高压为25～30kV的脉冲电压，脉冲频率为30～40Hz；除臭吸附模块3-4中吸附材料为活性炭纤维，紫外灯组3-2采用中压汞灯和高压汞灯，产生波长范围为400～315nm的紫外A射线和波长范围为315～280nm的紫外B射线外，其他结构均与实施例1中的装置相同。
本实施例所述含油烟VOCs废气处理装置的处理方法与实施例1中相同。
实施例4：
本实施例提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，除了烟气分离模块3-1中电极针负高压放电，负高压为-15～-10kV的脉冲电压，脉冲电压的脉冲频率为70～80Hz，电极针的材料为表面镀有MnO2成分的石墨烯；废气净化模块3-3中螺旋电极棒的材料为表面镀有MnO2成分的石墨烯，螺旋电极棒正高压放电，正高压为10～15kV的脉冲电压，脉冲频率为70～80Hz外，其他结构均与实施例1中的装置相同。
本实施例所述含油烟VOCs废气处理装置的处理方法与实施例1中相同。
实施例5：
本实施例提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，除了烟气分离模块3-1中电极针负高压放电，负高压为-50～-40kV的脉冲电压，脉冲电压的脉冲频率为70～80Hz，电极针的材料为表面镀有MnO2成分的石墨烯；废气净化模块3-3中螺旋电极棒的材料为表面镀有MnO2成分的石墨烯，螺旋电极棒正高压放电，正高压为90～100kV的脉冲电压，脉冲频率为70～80Hz外，其他结构均与实施例1中的装置相同。
本实施例所述含油烟VOCs废气处理装置的处理方法与实施例1中相同。
实施例6：
本实施例提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，除了烟气分离模块3-1中电极针负高压放电，负高压脉冲电压的脉冲频率为4～5kHz，螺旋电极棒正高压放电，正高压脉冲电压的脉冲频率为4～5kHz外，其他结构均与实施例1中的装置相同。
本实施例所述含油烟VOCs废气处理装置的处理方法与实施例1中相同。
对比例1：
本对比例提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，所述装置除了不包括烟气分离模块3-1外，其他结构均与实施例1中相同。
本对比例还提供了包括上述含油烟VOCs废气处理装置的处理系统，包括依次连接的集气装置1、除尘装置2、本对比例所述的含油烟VOCs处理装置3和尾气排放装置4。
采用本对比例所述的含油烟VOCs废气处理装置和系统对废气进行处理，装置对苯、甲苯和二甲苯的净化效率分别为88.3％、86.1％和70.0％；总系统对苯、甲苯和二甲苯的净化效率分别为92.5％、93.7％和93.4％。
本对比例中，由于没有烟气分离模块3-1，影响了油烟分离，若设备长期处理含油脂VOCs，会造成油脂黏附紫外灯组3-2和废气净化模块3-3，导致装置净化效率大幅下降，总体净化效率低于70％。若设备处理正常非油性VOCs，装置净化效率降低不大，仅烟气分离模块3-1未促进VOCs形成荷负电离子，未能强化后续处理效果，影响协同作用。
对比例2：
本对比例提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，所述装置除了不包括紫外灯组3-2外，其他结构均与实施例1中相同。
本对比例还提供了包括上述含油烟VOCs废气处理装置的处理系统，包括依次连接的集气装置1、除尘装置2、本对比例所述的含油烟VOCs处理装置3和尾气排放装置4。
采用本对比例所述的含油烟VOCs废气处理装置和系统对废气进行处理，装置对苯、甲苯和二甲苯的净化效率分别为89.3％、84.2％和69.8％；总系统对苯、甲苯和二甲苯的净化效率分别为95.9％、96.4％和98.2％。
本对比例中，由于没有紫外灯组3-2，影响了处理过程中形成的臭氧及氧自由基的激发，降低了强氧化性。对苯系物处理效果影响不大，但VOCs中若有非甲烷总烃，由于废气净化模块3-3仅能有效打断烃分子链，破碎形成的小分子烃类物质不能够有效氧化为CO2和H2O，在验收检测时依然会被误判非甲烷总烃去除率低，大概不高于75％。
对比例3：
本对比例提供了一种含油烟VOCs废气处理装置，所述装置除了不包括废气净化模块3-3外，其他结构均与实施例1中相同。
本对比例还提供了包括上述含油烟VOCs废气处理装置的处理系统，包括依次连接的集气装置1、除尘装置2、本对比例所述的含油烟VOCs处理装置3和尾气排放装置4。
采用本对比例所述的含油烟VOCs废气处理装置和系统对废气进行处理，装置对苯、甲苯和二甲苯的净化效率分别为52.3％、49.5％和45.6％；总系统对苯、甲苯和二甲苯的净化效率分别为70.3％、67.1％和65.9％。
本对比例中，由于没有废气净化模块3-3，影响了处理过程中形成“电子雪崩”分解效应，并且不能够通过高速粒子流截断VOCs分子，同时过程中不会产生臭氧，紫外灯组3-2也就无法激发氧自由基，实现强氧化废气。所述设备处理含油烟VOCs废气过程中，仅烟气分离模块3-1起到分离油尘作用，加之总体设备运行过程中自净作用和紫外灯组3-2的杀菌等作用，含油VOCs处理效果低于50％。若非油性VOCs，主要是烷烃、卤代烃和苯系物等易挥发性有机物，则去除率更低。
综合实施例1-5和对比例1-3的结果可以看出，本发明所述含油烟VOCs废气处理装置利用烟气分离模块、紫外灯组和废气净化模块三者之间的协同作用，实现负高压分离，促进正高压加速激发电离，强化臭氧及氧自由基氧化VOCs，形成“雪崩”效应，最终高效净化含油烟VOCs烟气；并且采用含油烟VOCs废气处理装置的处理系统，其苯净化效率可达99.5％以上，甲苯净化效率可达99.5％以上，二甲苯净化效率可达99.4％以上。
同时，本发明通过传感器和控制器的参与，可以根据废气排放工况调节运行参数，操作灵活，实用范围广，方便安全生产；除臭吸附模块能够防止二次污染的产生，装置对有机废气的综合处理效率高，处理后的废气中污染物大大降低，可以进行安全排放，实用效果好。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种含油烟VOCs废气处理装置，其特征在于，所述装置包括分别位于装置两侧的进气口(3-5)和出气口(3-6)，以及位于装置内从进气口(3-5)一侧依次设置的烟气分离模块(3-1)、紫外灯组(3-2)、废气净化模块(3-3)和除臭吸附模块(3-4)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述烟气分离模块(3-1)为筒针式结构，包括电极筒和电极针；
优选地，所述电极针的材料为表面镀有MnO2成分的不锈钢材料和/或表面镀有MnO2成分的石墨烯；
优选地，所述电极针负高压放电，负高压为-50～-10kV的脉冲电压，进一步优选为-25～-18kV的脉冲电压；
优选地，所述脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz，进一步优选为30～80Hz。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述废气净化模块(3-3)为筒棒式结构，包括电极筒和螺旋电极棒；
优选地，所述螺旋电极棒的材料为表面镀有MnO2成分的不锈钢材料和/或表面镀有MnO2成分的石墨烯；
优选地，所述螺旋电极棒正高压放电，正高压为10～100kV的脉冲电压，进一步优选为15～30kV的脉冲电压；
优选地，所述脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz，进一步优选为40～90Hz。
4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述除臭吸附模块(3-4)为吸附材料；
优选地，所述吸附材料为整体式微孔吸附材料；
优选地，所述吸附材料为单一和/或复合的整体式微孔吸附材料；
优选地，所述吸附材料为蜂窝状活性炭和/或活性炭纤维；
优选地，所述紫外灯组(3-2)采用中压汞灯和/或高压汞灯。
5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述烟气分离模块(3-1)、紫外灯组(3-2)和废气净化模块(3-3)中均设置传感器，所述传感器与控制器相连；
优选地，所述传感器包括废气浓度传感器、温度传感器或火星检测器中任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述烟气分离模块(3-1)、紫外灯组(3-2)和废气净化模块(3-3)各自均为独立电源供电；
优选地，所述烟气分离模块(3-1)为独立可调负高压脉冲电源供电；
优选地，所述废气净化模块(3-3)为独立可调正高压脉冲电源供电。
7.一种含油烟VOCs废气处理系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的集气装置(1)、除尘装置(2)、权利要求1-6所述的含油烟VOCs处理装置(3)和尾气排放装置(4)。
8.一种含油烟VOCs处理方法，其特征在于，所述方法为：含油烟VOCs废气经负高压电场分离出其中的油烟物质，除去油烟的VOCs废气经正高压电场和紫外线的协同作用除去VOCs，除去VOCs的废气经吸附处理后排出。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在，所述负高压为-50～-10kV的脉冲电压，进一步优选为-25～-18kV的脉冲电压；
优选地，所述脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz，进一步优选为30～80Hz；
优选地，所述正高压为10～100kV的脉冲电压，进一步优选为15～30kV的脉冲电压；
优选地，所述脉冲电压的脉冲频率为1Hz～5kHz，进一步优选为40～90Hz；
优选地，所述紫外线在电磁波谱中的波长范围为100～400nm；
优选地，所述紫外线为波长范围为400～315nm的紫外A射线和/或波长范围为315～280nm的紫外B射线，进一步优选为波长为365nm的紫外A射线。
10.根据权利要求8或9所述的处理方法，其特征在，所述方法为：含油烟VOCs废气进入含油烟VOCs废气处理装置(3)在烟气分离模块(3-1)经负高压电场分离出其中的油烟物质，除去油烟的VOCs废气经废气净化模块(3-3)的正高压电场和紫外灯组(3-2)中紫外线的协同作用除去VOCs，除去VOCs的废气在除臭吸附模块(3-4)中经吸附处理后排出。
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