CN110548373A - 一种等离子治理VOCs废气的处理系统、处理方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种等离子治理VOCs废气的处理系统，所述系统包括换热器、燃烧室、引风机、等离子喷枪、废气连接管道和阀门，废气源通过换热器与燃烧室相连接设置，该废气源为能够产生VOCs废气的场所或设备，该换热器能够对VOCs废气进行初步加热；所述燃烧室通过换热器与引风机相连接设置，该换热器能够对燃烧室内产生的气体和水进行换热，所述引风机能够将换热器处理后的气体排入大气。本能够用于治理各种行业和设备产生的VOCs废气处理方面中，经过处理后的废气可达到我国排放气排放标准的要求，该系统显著提高了VOCs废气的处理效率，废气达标排放，减少了环境污染，应用前景十分广阔。

Description

一种等离子治理VOCs废气的处理系统、处理方法和应用

技术领域

本发明属于环保技术领域，尤其是一种等离子治理VOCs废气的处理系统、处理方法和应用。

背景技术

近年来，我国的印刷、钢铁行业以及喷漆和烘房等行业迅猛发展，工业发展同时伴随着环境污染的产生。在发展过程中产生大量挥发性有机化合物(Volatile OrganicCompound，以下简称VOCs)。随着工业的发展和人们生活水平的提高，VOCs排放量与日俱增，并且具有范围广、排放量大等特点。VOCs废气对人体健康有巨大影响，当室内环境中VOCs废气达到一定浓度时，人们就会出现头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。

日益增长的有毒有害废气排放严重干扰居民的日常生活，恶化人们的生存环境，进而对人体健康和生态环境造成危害。因此提供一个安全、节能、达标、无二次污染的VOCs治理技术，对改善大气污染状况、节能降耗具有重要现实意义，同时也具有很好的经济效益和社会效益。

当前国内外主流的VOCs治理新技术主要有：吸附-浓缩技术、生物净化技术、光催化技术、膜分离技术和等离子技术。现有技术工艺复杂，且不能完全去除VOCs物质，因此亟需一种新技术的问世。

通过检索，发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：

公开号CN1660472A公布了一种用于挥发性有机物(VOCs)处理的低温等离子技术，挥发性有机物进入高频电压气体放电等离子发生器，废气与活性粒子发生氧化、降解反应得到处理。这种方法仅对废气进行初步降解，不能达标排放。

公告号CN107308781A发明专利公开了一种印铁行业VOCs废气治理的工艺技术，采用转轮浓缩净化装置与溶剂回收装置或氧化销毁装置结合，处理中低浓度废气。所述系统繁琐，成本较高。

公告号CN105251322A发明专利公开了一种低温等离子体处理VOC物质的方法，首先将废气进行深冷处理，再经过氧化法和碱洗法处理，最终气体达标排放。所述系统设备比较多，工艺路线比较复杂，且有废水产生。

通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种等离子治理VOCs废气的处理系统、处理方法和应用，该系统能够用于治理各种行业和设备产生的VOCs废气处理方面中，经过处理后的废气可达到我国排放气排放标准的要求，该系统显著提高了VOCs废气的处理效率，废气达标排放，减少了环境污染，应用前景十分广阔。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种等离子治理VOCs废气的处理系统，所述系统包括换热器、燃烧室、引风机、等离子喷枪、废气连接管道和阀门，废气源通过换热器与燃烧室相连接设置，该废气源为能够产生VOCs废气的场所或设备，该换热器能够对VOCs废气进行初步加热；所述燃烧室通过换热器与引风机相连接设置，该换热器能够对燃烧室内产生的气体和水进行换热，所述引风机能够将换热器处理后的气体排入大气；

所述燃烧室内设置有等离子喷枪，该等离子喷枪能够加热VOCs废气使其发生反应而除去；

所述废气源、换热器、燃烧室、引风机均通过废气连接管道相连接设置，所述废气连接管道上设置有阀门，该阀门能够控制管道中气体的开启和关闭。

而且，所述等离子喷枪相连接设置有冷却水和工作气，其中工作气采用空气或者氮气。

而且，所述换热器、燃烧室、引风机、等离子喷枪的数量均为一个以上。

而且，所述换热器为板式换热器或管式换热器。

而且，所述等离子喷枪的另一端引出设置三条管道，分别作为等离子喷枪的冷却水的进水管、回水管和等离子喷枪所需的工作气。

而且，所述换热器与引风机之间的废气连接管道上设置补风口。

一种利用如上所述的等离子治理VOCs废气的处理系统处理VOCs废气的方法，步骤如下：

将VOCs废气源产生的VOCs废气通过废气连接管道进入换热器内进行初步加热，再进入燃烧室内，燃烧室内设置的等离子喷枪对VOCs废气进行加热，VOCs废气持续加热达到反应温度，等离子喷枪产生高能粒子，能够和VOCs废气发生碰撞或发生链式化学反应，实现VOCs废气的有效去除；产生的二氧化碳和水进入后续换热器换热，充分利用能量，最后由引风机排入大气。

如上所述的等离子治理VOCs废气的处理系统在VOCs废气处理方面中的应用。例如，在印刷、钢铁行业生产车间，喷漆房和烘房等设备产生的VOCs废气处理方面中的应用。

本发明取得的优点和积极效果是：

1、本系统包括换热器、燃烧室、引风机、等离子喷枪、废气连接管道和阀门，VOCs废气通过废气源生成后经管道进入换热器加热，然后进入燃烧室由等离子喷枪再次加热到反应温度，达标气体再次经过换热器降温，净化处理后的气体最终由引风机排到大气，本系统采用等离子技术和换热技术相结合，经过处理后的废气可达到我国排放气排放标准的要求，该系统显著提高了VOCs废气的处理效率，废气达标排放，减少了环境污染，应用前景十分广阔。

本系统设置的引风机用于克服系统阻力，以便气体能够顺利排出；燃烧室采用等离子喷枪进行加热，等离子喷枪作为一种特殊热源，具有温度高，能量集中，温度调节范围宽(几百到几千摄氏度)，使用方便等优点，激发生成高能物质，高速撞击异味气体的分子，去激活、电离、裂解废气中的各种成份，从而发生化学反应，使气流中原来相当稳定的废气分子发生化学键的断裂，从而使反应快速进行，最终生成无害产物。

本系统设置的换热器，可以充分利用热量，避免能量浪费。

2、本发明系统和方法主要可以用于等离子治理VOCs废气，为该类废气的治理建立了新工艺。

3、本发明系统采用等离子喷枪进行加热，充分利用等离子喷枪集中加热优点，可以快速将温度加热到所需反应温度。

4、本发明所述系统可实现高度自动化运行，处理后的废气可达标排放。

5、本发明理方法简单，实用性强，适用范围广，且VOCs废气能够达标排放，减少了环境污染。

附图说明

图1为本发明系统的结构连接示意图。

具体实施方式

下面结合通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明未具体详细描述的结构，均可以理解为本领域的常规结构。

一种等离子治理VOCs废气的处理系统，如图1所示，所述系统包括换热器2、燃烧室3、引风机4、等离子喷枪5、废气连接管道6和阀门7，废气源1通过换热器与燃烧室相连接设置，该废气源为能够产生VOCs废气的场所或设备，该换热器能够对VOCs废气进行初步加热；所述燃烧室通过换热器与引风机相连接设置，该换热器能够对燃烧室内产生的气体和水进行换热，所述引风机能够将换热器处理后的气体排入大气；

所述燃烧室内设置有等离子喷枪，该等离子喷枪能够加热VOCs废气使其发生反应而除去；

所述废气源、换热器、燃烧室、引风机均通过废气连接管道相连接设置，所述废气连接管道上设置有阀门，该阀门能够控制管道中气体的开启和关闭，从而实现整个废气处理过程的调控。

本系统包括换热器、燃烧室、引风机、等离子喷枪、废气连接管道和阀门，VOCs废气通过废气源生成后经管道进入换热器加热，然后进入燃烧室由等离子喷枪再次加热到反应温度，达标气体再次经过换热器降温，净化处理后的气体最终由引风机排到大气，本系统采用等离子技术和换热技术相结合，经过处理后的废气可达到我国排放气排放标准的要求，该系统显著提高了VOCs废气的处理效率，废气达标排放，减少了环境污染，应用前景十分广阔。

本系统设置的引风机用于克服系统阻力，以便气体能够顺利排出；燃烧室采用等离子喷枪进行加热，等离子喷枪作为一种特殊热源，具有温度高，能量集中，温度调节范围宽(几百到几千摄氏度)，使用方便等优点，激发生成高能物质，高速撞击异味气体的分子，去激活、电离、裂解废气中的各种成份，从而发生化学反应，使气流中原来相当稳定的废气分子发生化学键的断裂，从而使反应快速进行，最终生成无害产物。

本系统设置的换热器，可以充分利用热量，避免能量浪费。

在本实施例中，所述等离子喷枪相连接设置有冷却水和工作气，其中工作气采用空气或者氮气。

在本实施例中，所述换热器、燃烧室、引风机、等离子喷枪的数量均可以为一个以上。

较优地，所述换热器为板式换热器、管式换热器或其他类型换热器，实现了热量的交换，提高了能源利用率。

在本实施例中，所述等离子喷枪的另一端引出设置三条管道8，分别作为等离子喷枪的冷却水的进水管、回水管和等离子喷枪所需的工作气。

在本实施例中，所述换热器与引风机之间的废气连接管道上设置补风口9，用于降低出口烟气温度。

本发明中所述VOCs废气源(1)，可以是任何产生VOCs废气的场所或设备，比如印刷和钢铁行业的生产车间或设备，喷漆房、烘房等设备。也就是说，本发明所述的VOCs废气处理系统，可以用于任何产生VOCs的场所或设备。

所述等离子喷枪属于公有技术，本发明中不作详细介绍。

所述等离子喷枪冷却水和工作气由输送管道送达，供等离子喷枪使用。

一种利用如上所述的等离子治理VOCs废气的处理系统处理VOCs废气的方法，步骤如下：

将VOCs废气源产生的VOCs废气通过废气连接管道进入换热器内进行初步加热，再进入燃烧室内，燃烧室内设置的等离子喷枪对VOCs废气进行加热，VOCs废气持续加热达到反应温度，等离子喷枪产生高能粒子，能够和VOCs废气发生碰撞或发生链式化学反应，实现VOCs废气的有效去除；产生的二氧化碳和水进入后续换热器换热，充分利用能量，最后由引风机排入大气。

本发明理方法简单，实用性强，适用范围广，且VOCs废气能够达标排放，减少了环境污染。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (8)

1.一种等离子治理VOCs废气的处理系统，其特征在于：所述系统包括换热器、燃烧室、引风机、等离子喷枪、废气连接管道和阀门，废气源通过换热器与燃烧室相连接设置，该废气源为能够产生VOCs废气的场所或设备，该换热器能够对VOCs废气进行初步加热；所述燃烧室通过换热器与引风机相连接设置，该换热器能够对燃烧室内产生的气体和水进行换热，所述引风机能够将换热器处理后的气体排入大气；

所述燃烧室内设置有等离子喷枪，该等离子喷枪能够加热VOCs废气使其发生反应而除去；

所述废气源、换热器、燃烧室、引风机均通过废气连接管道相连接设置，所述废气连接管道上设置有阀门，该阀门能够控制管道中气体的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的等离子治理VOCs废气的处理系统，其特征在于：所述等离子喷枪相连接设置有冷却水和工作气，其中工作气采用空气或者氮气。

3.根据权利要求1所述的等离子治理VOCs废气的处理系统，其特征在于：所述换热器、燃烧室、引风机、等离子喷枪的数量均为一个以上。

4.根据权利要求1所述的等离子治理VOCs废气的处理系统，其特征在于：所述换热器为板式换热器、管式换热器。

5.根据权利要求1所述的等离子治理VOCs废气的处理系统，其特征在于：所述等离子喷枪的另一端引出设置三条管道，分别作为等离子喷枪的冷却水的进水管、回水管和等离子喷枪所需的工作气。

6.根据权利要求1至5任一项所述的等离子治理VOCs废气的处理系统，其特征在于：所述换热器与引风机之间的废气连接管道上设置补风口。

7.一种利用如权利要求1至6任一项所述的等离子治理VOCs废气的处理系统处理VOCs废气的方法，其特征在于：步骤如下：

将VOCs废气源产生的VOCs废气通过废气连接管道进入换热器内进行初步加热，再进入燃烧室内，燃烧室内设置的等离子喷枪对VOCs废气进行加热，VOCs废气持续加热达到反应温度，等离子喷枪产生高能粒子，能够和VOCs废气发生碰撞或发生链式化学反应，实现VOCs废气的有效去除；产生的二氧化碳和水进入后续换热器换热，充分利用能量，最后由引风机排入大气。

8.如权利要求1至6任一项所述的等离子治理VOCs废气的处理系统在VOCs废气处理方面中的应用。