CN108816011A - 一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法，所属领域为环境工程中的废气处理领域。该方法主要是为了解决传统挥发性有机物(VOCs)处理方法易造成二次污染且适用范围有限的不足之处，解决上述问题的要点是：用强度22.2～22.4kV/cm的电场激发VOCs气体，形成等离子体的同时将VOCs分解为易氧化降解的小分子有机物；将上述等离子体引入氧化反应室，并迎面溅射反应室内的水蒸气；水分子在等离子体的催化作用下生成大量羟基自由基，其具有极强的氧化能力，能够在13～15min的时间内将VOCs分解的小分子有机物彻底氧化为二氧化碳和水。

Description

一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法
技术领域
本发明涉及环境工程中的废气处理领域，具体为一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法。
背景技术
随着工业的发展，大气中挥发性有机物(VOCs)的排放量迅速增加，对人体健康及自然环境造成了极大的危害。它们已经被视为继粉尘之后的第二大类量大面广的大气污染物。因此，对挥发性有机物(VOCs)的治理已是国内外环境保护工作者的重要任务之一。
传统挥发性有机物(VOCs)处理方法有吸附法、催化法和燃烧法等，如：用活性炭颗粒或纤维能有效地吸附一部分挥发性有机物；催化法和燃烧法，则能将一部分挥发性有机物分解为二氧化碳和水。
但这些方法都存在一定的缺陷，如：吸附法中吸附饱和的活性炭则会转变为另一种危险废物，从而造成二次污染；催化法和燃烧法，则只能分解某一种或几种挥发性有机物，适用范围有限。
因此，急需开发一种无二次污染、适用范围更广且简单高效的VOCs气体处理工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统挥发性有机物(VOCs)处理方法的不足之处，提供一种无二次污染、适用范围更广且简单高效的VOCs气体处理工艺。
本发明的技术方案如下：将挥发性有机物(VOCs)气体收集，并以压缩气体的形式释放；用强度22.2～22.4kV/cm的电场激发上述VOCs气体，形成等离子体的同时将VOCs分解为易氧化降解的小分子有机物；将上述等离子体引入氧化反应室，并迎面溅射反应室内的水蒸气；水分子在等离子体的催化作用下生成大量羟基自由基，其具有极强的氧化能力，反应13～15min，通入空气后2～3min内VOCs将被彻底氧化为二氧化碳和水；最终经冷水喷淋冷却得到净化后的气体。
其中：将挥发性有机物(VOCs)气体收集，并用压缩气体的形式释放。
其中：用强度22.2～22.4kV/cm的电场激发VOCs气体，形成等离子体的同时将VOCs分解为易氧化降解的小分子有机物。
其中：需用生成的等离子体迎面溅射反应室内的水蒸气。
其中：水分子在等离子体的催化作用下生成大量羟基自由基，其具有极强的氧化能力，能够将VOCs彻底氧化为二氧化碳和水。
其中：反应所需水蒸气量为VOCs的7.5～8.5倍，反应时间在13～15min。
其中：所需空气量为VOCs的23～26倍。
本发明方法将VOCs气体作为等离子体的发生气体，生成等离子体的同时将VOCs裂解为小分子有机物；水蒸气在等离子体的催化作用下产生了大量羟基自由基，具有极强的氧化能力，能够无选择性地将VOCs分解的小分子有机物彻底氧化为二氧化碳和水。因此，本发明方法具有无二次污染、适用范围广的优点。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将以“某涂料厂VOCs废气”为实施例对本发明作更全面、细致地描述，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：将该涂料厂的挥发性有机物(VOCs)气体收集，并以压缩气体的形式释放；用强度22.2kV/cm的电场激发上述VOCs气体，形成等离子体的同时将VOCs分解为易氧化降解的小分子有机物；将上述等离子体引入氧化反应室，并迎面溅射反应室内的水蒸气；反应室内水蒸气浓度控制在VOCs总浓度的8.5倍；水分子在等离子体的催化作用下生成大量羟基自由基，其具有极强的氧化能力，反应15min后，通入VOCs总浓度26倍的空气，3min时间内VOCs将彻底氧化为二氧化碳和水；最终经冷水喷淋冷却得到净化后的气体。
检测结果：处理前 VOCs＝1529.8mg/m3
处理后 VOCs＝30.2mg/m3
由检测结果可知，本发明方法对该涂料厂VOCs废气去除率为98.03％。
实施例2：将该涂料厂的挥发性有机物(VOCs)气体收集，并以压缩气体的形式释放；用强度22.4kV/cm的电场激发上述VOCs气体，形成等离子体的同时将VOCs分解为易氧化降解的小分子有机物；将上述等离子体引入氧化反应室，并迎面溅射反应室内的水蒸气；反应室内水蒸气浓度控制在VOCs总浓度的7.5倍；水分子在等离子体的催化作用下生成大量羟基自由基，其具有极强的氧化能力，反应13min后，通入VOCs总浓度23倍的空气，2min时间内VOCs将彻底氧化为二氧化碳和水；最终经冷水喷淋冷却得到净化后的气体。
检测结果：处理前 VOCs＝1529.8mg/m3
处理后 VOCs＝18.5mg/m3
由检测结果可知，本发明方法对该涂料厂VOCs废气去除率为98.79％。

Claims (7)

1.本发明提供了一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法，其特征在：将挥发性有机物(VOCs)气体收集，并以压缩气体的形式释放；用强度22.2～22.4kV/cm的电场激发上述VOCs气体，形成等离子体的同时将VOCs分解为易氧化降解的小分子有机物；将上述等离子体引入氧化反应室，并迎面溅射反应室内的水蒸气；水分子在等离子体的催化作用下生成大量羟基自由基，其具有极强的氧化能力，反应13～15min，通入空气后2～3min内VOCs将被彻底氧化为二氧化碳和水；最终经冷水喷淋冷却得到净化后的气体。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法，其特征在于：将挥发性有机物(VOCs)气体收集，并用压缩气体的形式释放。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法，其特征在于：用强度22.2～22.4kV/cm的电场激发VOCs气体，形成等离子体的同时将VOCs分解为易氧化降解的小分子有机物。
4.根据权利要求1所述的一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法，其特征在于：需用生成的等离子体迎面溅射反应室内的水蒸气。
5.根据权利要求1所述的一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法，其特征在于：水分子在等离子体的催化作用下生成大量羟基自由基，其具有极强的氧化能力，能够将VOCs彻底氧化为二氧化碳和水。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法，其特征在于：反应所需水蒸气量为VOCs的7.5～8.5倍，反应时间在13～15min。
7.根据权利要求1所述的一种等离子体结合水蒸气的VOCs气体处理方法，其特征在于：所需空气量为VOCs的23～26倍。
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