CN108854488A - 一种等离子体结合臭氧的VOCs气体处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种等离子体结合臭氧的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10.8～11.3kV/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臭氧；臭氧分子在等离子体的催化作用下生成大量原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，能够在14～16min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

一种等离子体结合臭氧的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臭氧的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10.8～11.3kV/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臭氧；臭氧分子在等离子体的催化作用下生成大量原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，能够在14～16min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；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10.8～11.3kV/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：以臭氧的形式提供氧化反应所需要的氧原子。
其中：需用生成的等离子体迎面溅射反应室内的臭氧。
其中：臭氧分子在等离子体的催化作用下生成大量原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，能够将VOCs分解的小分子有机物彻底氧化为二氧化碳和水。
其中：反应所需臭氧量为VOCs的3.5～4倍，反应时间在14～16min。
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；臭氧在等离子体的催化作用下产生了大量原子氧及超氧阴离子自由基，其氧化能力远远强于臭氧，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10.8kV/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臭氧；反应室内臭氧浓度控制在VOCs总浓度的4倍；臭氧分子在等离子体的催化作用下生成大量原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，能够在16min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；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＝28.3mg/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98.15％。
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11.3kV/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臭氧；反应室内臭氧浓度控制在VOCs总浓度的3.5倍；臭氧分子在等离子体的催化作用下生成大量原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，能够在14min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；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＝16.4mg/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98.93％。

Claims (7)

1.本发明提供了一种等离子体结合臭氧的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10.8～11.3kV/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臭氧；臭氧分子在等离子体的催化作用下生成大量原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，能够在14～16min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；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臭氧的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臭氧的VOCs气体处理方法，其特征在于：用强度10.8～11.3kV/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臭氧的VOCs气体处理方法，其特征在于：以臭氧的形式提供氧化反应所需要的氧原子。
5.根据权利要求1所述的一种等离子体结合臭氧的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臭氧。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体结合臭氧的VOCs气体处理方法，其特征在于：臭氧分子在等离子体的催化作用下生成大量原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，能够将VOCs分解的小分子有机物彻底氧化为二氧化碳和水。
7.根据权利要求1所述的一种等离子体结合臭氧的VOCs气体处理方法，其特征在于：反应所需臭氧量为VOCs的3.5～4倍，反应时间在14～16min。
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