CN108392953A - 一种低温等离子废气处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一个低温等离子废气处理系统，其主要涉及废气处理领域，其包括依次连通的喷淋塔、等离子净化装置和烟囱，等离子净化装置的顶部中心处设有若干与电源负极相接通的探针，且探针成圆形均匀分布的，等离子净化装置的内壁与电源正极相接通。通过采用上述技术方案，当探针和等离子净化装置的内壁进行通电的时候，探针和等离子净化装置的内壁之间就会产生电场，其能够将附近的VOCs气体分子转化成无毒无害的二氧化碳和水蒸气等气体。另外，如果废气中还带有油污气的话，油污就会被吸附在探针的表面，并顺着探针流至等离子净化装置的底部。从而，方便了工作人员对油污的清理。

Description

一种低温等离子废气处理系统

技术领域

本发明涉及废气处理领域，特别涉及一种低温等离子废气处理系统。

背景技术

VOCs即挥发性有机化合物，是一类常见的大气污染物 , 主要来源于工厂排放的废气，常见于油漆生产、化纤行业、金属涂装、化学涂料、制鞋制革、电镀、胶合板制造、轮胎制造、废水处理厂等行业。有害的挥发性有机化合物主要包括丙酮、甲苯、苯酚、二甲基苯胺、甲醛、正己烷、乙酸乙酯、乙醇等。

根据国家工业废气的排放标准，工业废气在排放时须符合其排放标准，这就要求在排放过程中，需对工业废气中的 VOCs进行相应的处理，传统的对 VOCs的处理方法主要包括：活性炭吸附法、催化燃烧法、吸收法和生物过滤法，但这几种常用的方法都有各自的缺点。活性炭吸附法实际运行费用较高，活性炭更换，脱附及二次处理麻烦，治理效果难于长期保证和随时监控，还可能有多种不能共存因子混合，在活性炭床中造成放热反应及氧化、聚合反应，随着浓度的不断增高，存在一定不安全因素；催化燃烧法所使用的设备易腐蚀，对于浓度低的气体需要消耗燃料处理成本高，催化剂易中毒，同时，易形成如二恶英等的二次污染；而采用吸收法所产生的副产品需要后续处理，对不溶或微溶于水的气体，没有实际的降解效果，吸收剂价格高不易再生，运行成本高；生物过滤处理对所降解的有机因子具有选择性，生物降解一般需要较长的停留时间，对废气中的收集和建设场地有一定的要求，降解的稳定性还有待考察，综合费用方面也存在一定的问题。

因此，有必要研制出一种对含有VOCs的废气处理效率高，且二次污染小的废气净化系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温等离子废气处理系统，其不仅有利于提高废气的处理效率，同时，也不容易造成二次污染。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低温等离子废气处理系统，包括依次连通的喷淋塔、等离子净化装置和烟囱，所述等离子净化装置的顶部中心处设有若干与电源负极相接通的探针，且探针成圆形均匀分布的，所述等离子净化装置的内壁与电源正极相接通。

通过采用上述技术方案，当探针和等离子净化装置的内壁进行通电的时候，探针和等离子净化装置的内壁之间就会产生电场，从而其能够将废气中的水蒸汽和氧气电离成OH·、HO2·、O3等活性粒子。而这些活性粒子又会攻击附近的其他VOCs气体分子，从而能够将附近的VOCs气体分子转化成无毒无害的二氧化碳和水蒸气等气体。另外，如果废气中还带有油污气的话，油污就会因为静电作用被吸附在探针的表面，并顺着探针流至等离子净化装置的底部。从而，方便了工作人员对油污的清理。

优选为，所述等离子净化装置的顶部带有旋转轴，且所述探针固定于所述旋转轴的端部。

通过采用上述技术方案，这样探针能够在旋转轴的带动下进行旋转，从而一方面探针能够对等离子净化装置中的废气进行切割，使得废气能够在等离子净化装置中进行充分地混合，有利于保证废气被完全处理的程度。另一方面，探针在旋转地时候，其与等离子净化装置内壁之间所形成的电场也会成弧形分布，从而有利于增大电场地覆盖面积和密度，进而提高了净化废气地效率。

优选为，所述探针沿着旋转轴的径向与旋转轴相铰接。

通过采用上述技术方案，当探针在随旋转轴转动的时候，由于探针与旋转轴是铰接的，从而，探针会随离心力的大小变化而改变其所处的状态，以此改变探针所扫荡地横截面积。进而，可以根据废气处理量来随时调整探针的旋转速率，以保证在节能状态下，有效地提高等离子净化装置地处理效率。

优选为，所述探针是成折线型设置的，且探针的表面分布有若干朝向等离子净化装置的内壁设置的芒刺。

通过采用上述技术方案，由于探针是成折线型的，这样探针在弯折处成尖端设置，并且芒针地端部也成尖端。从而，根据尖端放电的原理，探针的弯折处和芒针的端部均会有巨大的电场，进而在这些部位的废气就非常容易被电离，从而有利于加快对废气地处理效率。

优选为，所述等离子净化装置的底部侧面与喷淋塔相连通，所述等离子净化装置的顶部与烟囱相连通，且所述等离子净化装置的顶部带有若干喷淋孔，所述喷淋孔内可喷淋出碱性双氧水溶液。

通过采用上述技术方案，首先双氧水在碱性的环境下，相对比较的稳定，这样有利于其进行保存。其次，当废气中的VOCs气体被电离净化之后，其就会转化为二氧化碳和水。而二氧化碳会与碱性双氧水中地氢氧根离子发生反应生成并被吸收，从而能够减少二氧化碳的排放。同时，由于碱性双氧水溶液中的氢氧根离子被逐渐消耗掉之后，碱性双氧水的Ph值就会逐渐趋向于中性。此时，双氧水就会越来越不稳定，并生成氧气和水。而产生的氧气又能够作为氧化废气中VOCs气体所用，从而也就大大提高了净化VOCs的效率。

优选为，所述等离子净化装置于所有探针与等离子净化装置的内壁之间设有陶瓷套，且所述陶瓷套的底部与等离子净化装置的进风口相连通。

通过采用上述技术方案，由于碱性双氧水溶液在被喷淋出来的时候，其会撞击在探针上，并顺着探针留流下，而这个过程中碱性双氧水溶液容易飞溅到等离子净化装置的内壁上，从而一方面容易对等离子净化装置的内壁造成腐蚀，另一方面也容易发生短路的危险。因而，陶瓷套的设置，既能够保证等离子净化装置中的电场正常产生，又能够避免碱性双氧水飞溅到等离子净化装置的内壁上，从而提高了安全性。

优选为，所述等离子净化装置与烟囱之间还设有活性炭吸附装置，所述活性炭吸附装置的进风口处设有若干挡板，且所述挡板倾斜向活性炭吸附装置的底部设置。

通过采用上述技术方案，活性炭吸附装置能够对经过等离子净化装置后的废气进行进一步的吸附处理，从而进一步减少了VOCs气体的排放量。而且，在进风口设置挡板，且挡板是倾斜向下设置的，这样原本被废气携带出来的水雾就会在挡板上聚集成水珠，并顺着挡板流至活性炭吸附装置的底部，从而有利于避免活性炭吸附水雾后变得潮湿而影响吸附性能。

优选为，所述挡板是成弧形斜向下设置的。

通过采用上述技术方案，这样废气能够更为顺畅地贴着挡板进行流动，从而既有利于提高水雾在挡板表面形成水滴的效率，又不容易造成废气流动过程中的机械能的损失，从而有利于保证废气的处理效率。

优选为，所述活性炭吸附装置内于其进风口的上方设有若干倾斜平行的活性炭板，且所述活性炭板于活性炭吸附装置相对应的两内壁上成交叉设置的。

通过采用上述技术方案，由于活性炭板是倾斜平行的，因而一方面能够延长废气的流动路径，提高活性炭吸附装置对废气的吸附效果。另一方面，废气中的悬浮颗粒在活性炭板上沉降时，其又能够顺着活性炭板落下，从而也就进一步提高了对废气的净化效率。

优选为，所述喷淋塔的顶部带有可喷洒清水的喷淋头，所述喷淋塔于所述喷淋头的下方设有螺旋型的流道。

通过采用上述技术方案，在废气进入到等离子净化装置之前，喷淋塔喷洒清水会初步地吸附废气中的大颗粒固体和水溶性的气体。并且喷淋塔内部带有螺旋型的流道，这样一方面能够延长废气的流动路径，使得清水能够较为彻底地净化废气。另一方面，清水能够顺着流道流下，并对流道进行清洗，从而减少喷淋塔内积垢的概率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、利用电场激活氧气和水蒸气，使其转化成能够氧化VOCs活性粒子，从而除去废气中的VOCs气体；

2、将探针与旋转轴铰接在一起，这样当旋转轴的转速增加时，探针就会逐渐趋向与水平状态，从而增大了探针的扫荡面积，进而有利于废气在等离子净化装置中的均匀性，提高其被净化效率；

3、碱性双氧水溶液来吸收处理的废气，这样不仅能够有效地除去废气中的二氧化碳，同时也能够为接下来的氧化作用提供充足的氧气。

附图说明

图1是实施例一的低温等离子废气处理系统的结构示意图；

图2是实施例一的等离子净化装置的结构示意图；

图3是实施例一的喷淋塔的结构示意图；

图4是实施例二的等离子净化装置的结构示意图；

图5是实施例三的低温等离子废气处理系统的结构示意图；

图6 是实施例三的活性炭吸附装置的结构示意图。

图中，1、喷淋塔；11、喷淋头；12、清水槽；13、流道；2、等离子净化装置；21、旋转轴；22、探针；221、芒刺；23、喷淋孔；24、蓄液槽；25、陶瓷套；3、烟囱；31、排风机；4、活性炭吸附装置；41、挡板；42、活性炭板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如附图1所示，一种低温等离子废气处理系统，包括喷淋塔1、等离子净化装置2和烟囱3。此处，喷淋塔1靠近底部的位置与一废气吸收罩相连通，而喷淋塔1的顶部与等离子净化装置2靠近底部的侧面相连通，再者，等离子净化装置2的顶部与烟囱3的排风机31相连通。

其中，如附图2所示，等离子净化装置2的顶部中心处穿设有一旋转轴21，且旋转轴21的上端与等离子净化装置2外的电机相连接。旋转轴21能够在电机的带动下进行旋转。同时，旋转轴21的下端沿着旋转轴21的径向方向铰接有若干探针22，探针22能够以铰接处为轴心向上翻动成水平状态。且所有的探针22都是关于旋转轴21的中心对称设置的，具体探针22的数量可以根据实际情况来确定，此处探针22的数量为六根。另外，旋转轴21的下半段与连接电源负极的金属片相触碰，因而探针22相当于是和电源的负极相接通的。而等离子净化装置2的侧壁分为外壁和内壁，外壁和内壁之间通过绝缘材料进行隔绝，例如利用陶瓷、木材等材料。且内壁与电源正极相接通。

这样当通电地时候，探针22和等离子净化装置2的内壁之间就会形成强电场，其容易将废气中的水蒸汽和氧气电离成OH·、HO2·、O3等活性粒子。而这些活性粒子又会攻击附近的其他VOCs气体分子，从而能够将附近的VOCs气体分子转化成无毒无害的二氧化碳和水蒸气等气体。另外，探针22会随着旋转轴21转速的增大而逐渐趋向于水平状态，这样其扫荡的面积就会增大，从而能够对等离子净化装置2中的废气进行搅拌作用，提高了废气净化的效率。而且，探针22在转动的时候，整个等离子净化装置2中的电场线也会趋向于弧线，这样容易形成对废气形成切割的动作，从而提高了废气被电离的效率。

而且，为了能够使废气更容易被电离，因而此处的探针22是成折线型设置的，且探针22的表面还分布有若干的芒刺221，这样由于折线型的端部和芒刺221的端部均比较的尖锐，从而根据尖端放电的原理，使得局部电场强度会比较的大，从而更容易促使废气发生电离作用，提高了废气的净化效率。

再者，如附图3所示，喷淋塔1内的顶部带有喷淋头11，喷淋头11与外界的清水槽12通过水泵相连通，利用水泵将清水抽到喷淋头11处，并由喷淋头11排出。从而，当废气刚进入喷淋塔1内的时候，喷淋塔1就能够对废气进行初步净化，利用清水吸附废气中的大颗粒悬浮物和水溶性的气体。从而有利于减少等离子净化装置2的工作负载。

并且，喷淋塔1于喷淋头11的下方设置有螺旋型的流道13，此处，废气从流道13的下方进入到喷淋塔1中。从而一方面延长了废气的上升路径，使得清水能够充分地净化废气；另一方面清水会顺着流道13流下，对流道13进行了清洗的作用，从而也就避免了流道13表面产生积垢的问题。

实施例二：

如附图4所示，一种低温等离子废气处理系统，基于实施例一的基础上，等离子净化装置2顶部还带有若干的喷淋孔23，且喷淋孔23与外界的蓄液槽24相连通，此处蓄液槽24中的溶液为碱性双氧水溶液，这样有利于提高双氧水的保存作用，降低双氧水的分解速率。而碱性双氧水溶液被喷淋下来的时候，探针22就会在旋转的过程中顺带将碱性双氧水飞溅到开来，这样能够加快对废气中净化。

另外，当废气进入到等离子净化装置2内部之后，废气就会被氧化分解掉，并产生二氧化碳和水，并被碱性双氧水所吸收，从而，碱性双氧水的pH值就会趋向与中性，此时双氧水自身分解的效率就会加快，并产生氧气，这样又为OH·、HO2·、O3等活性粒子的产生提供了充足的原料，从而有利于提高对废气的处理效率，且也有利于降低二氧化碳的排放。此处，用于跟双氧水配置成碱性双氧水的碱为氢氧化钙，其能够与废气中二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，从而不仅有利于加快二氧化碳的去除效率，同时生产的沉淀也能够作为建筑材料进行使用，进而为废气处理提供了一定的经济效率。

而且，此处等离子净化装置2于所有探针22和喷淋孔23的外侧还设置有一个陶瓷套25，且陶瓷套25的顶部与等离子净化装置2的顶部相封闭相连接。而陶瓷套25的下边缘与等离子净化装置2的内壁向封闭，且陶瓷套25的下端低于探针22的下端。这样废气就会从陶瓷套25流经后再离开等离子净化装置2。从而在保证电场正常形成的情况下，又能够避免碱性双氧水飞溅过于密集而造成等离子净化装置2短路的问题。

实施例三：

如附图5所示，一种低温等离子废气处理系统，基于实施例二的基础上，等离子净化装置2和烟囱3之间还设置有活性炭吸附装置4。其中，如附图6所示，活性炭吸附装置4的进风口处带有若干相互倾斜向下的挡板41，且挡板41是成弧形的。这样经过等离子净化装置2后的废气就会首先经过挡板41，而这个过程中废气中的水雾就会冷凝在挡板41上，并顺着挡板41流下，从而有效地提高了挡板41的使用寿命。从而减少了废气中的含水量，有利于保证活性炭长时间处于干燥的状态，进而有利于长时间保证活性炭的吸附性能。

而且，活性炭吸附装置4于进风口的上方还设置有若干活性炭板42，此处活性炭板42是相互平行且倾斜交叉设置于活性炭吸附装置4的两对应面上的，从而一方面能够延长废气的流动路径，另一方面废气中的小颗粒在活性炭板42上沉积后，其能够顺着活性炭板42落下，从而降低了小颗粒堵住活性炭板42吸附孔的概率。保证了活性炭板42能够长时间具有良好的吸附作用。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：包括依次连通的喷淋塔（1）、等离子净化装置（2）和烟囱（3），所述等离子净化装置（2）的顶部中心处设有若干与电源负极相接通的探针（22），且探针（22）成圆形均匀分布的，所述等离子净化装置（2）的内壁与电源正极相接通。

2.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述等离子净化装置（2）的顶部带有旋转轴（21），且所述探针（22）固定于所述旋转轴（21）的端部。

3.根据权利要求2所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述探针（22）沿着旋转轴（21）的径向与旋转轴（21）相铰接。

4.根据权利要求2所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述探针（22）是成折线型设置的，且探针（22）的表面分布有若干朝向等离子净化装置（2）的内壁设置的芒刺（221）。

5.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述等离子净化装置（2）的底部侧面与喷淋塔（1）相连通，所述等离子净化装置（2）的顶部与烟囱（3）相连通，且所述等离子净化装置（2）的顶部带有若干喷淋孔（23），所述喷淋孔（23）内可喷淋出碱性双氧水溶液。

6.根据权利要求5所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述等离子净化装置（2）于所有探针（22）与等离子净化装置（2）的内壁之间设有陶瓷套（25），且所述陶瓷套（25）的底部与等离子净化装置（2）的进风口相连通。

7.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述等离子净化装置（2）与烟囱（3）之间还设有活性炭吸附装置（4），所述活性炭吸附装置（4）的进风口处设有若干挡板（41），且所述挡板（41）倾斜向活性炭吸附装置（4）的底部设置。

8.根据权利要求7所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述挡板（41）是成弧形斜向下设置的。

9.根据权利要求7所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述活性炭吸附装置（4）内于其进风口的上方设有若干倾斜平行的活性炭板（42），且所述活性炭板（42）于活性炭吸附装置（4）相对应的两内壁上成交叉设置的。

10.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理系统，其特征在于：所述喷淋塔（1）的顶部带有可喷洒清水的喷淋头（11），所述喷淋塔（1）于所述喷淋头（11）的下方设有螺旋型的流道（13）。