CN113926286B - 失活VOCs吸附剂再生装置及再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种失活VOCs吸附剂再生装置及再生方法。其中，失活VOCs吸附剂再生装置，包括：壳体，壳体具有进料口和排料口；套网，套网设置在壳体内，并具有网孔，且套网的内壁涂覆有aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ‑Al2O3催化剂；螺旋叶片，螺旋叶片穿设在套网内，并驱动进入壳体内的失活VOCs吸附剂沿套网的轴线穿过套网；等离子处理组件，等离子处理组件设置在套网的外侧，且等离子处理组件的至少一部分附着有纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料产生的活性粒子能够经由网孔与失活VOCs吸附剂中的失活VOCs接触反应。本发明解决了现有技术中失活VOCs吸附剂再生装置的处理效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体而言，涉及一种失活VOCs吸附剂再生装置及再生方法。
背景技术
目前，石化、印染等行业产生大量VOCs(挥发性有机废气)严重污染区域生态环境，危害人体健康和人类生存空间，VOCs的安全、高效处理受到社会各界广泛关注与重视。
VOCs治理广泛使用吸附法，与其它方法相比，吸附法具有工艺成熟、操作简单、净化效率高、能耗低等优点，因此吸附法常用于处理大风量、低浓度、间歇性有机废气。目前，VOCs失活VOCs吸附剂主要使用活性炭、分子筛、吸附树脂、黏土的任一种或多种混合物，由于具有大量微孔结构和比表面积，吸附活性强，因此被广泛用于治理VOCs。
虽然吸附法在治理VOCs方面具有诸多优点，但VOCs吸附剂使用寿命短，吸附饱和后的失活VOCs吸附剂难以脱附再生循环利用，且部分行业产生的失活VOCs吸附剂定为危险废物，处理难度很大，处理成本很高。针对失活VOCs吸附剂的再生，常规处理技术难以使其再生彻底，并且易产生二次污染，再生效率低，成本高。
现有失活VOCs吸附剂再生装置存在处理效率低、再生成本高等问题，再生后的失活VOCs吸附剂中残留部分未能彻底分解的污染物，再生不彻底，并且在再生过程中产生大量VOCs有机废气和恶臭异味气体，对环境造成二次污染。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种失活VOCs吸附剂再生装置及再生方法，以解决现有技术中失活VOCs吸附剂再生装置的处理效率低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种失活VOCs吸附剂再生装置，包括：壳体，壳体具有进料口和排料口；套网，套网设置在壳体内，并具有网孔，且套网的内壁涂覆有aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂；螺旋叶片，螺旋叶片穿设在套网内，并驱动进入壳体内的失活VOCs吸附剂沿套网的轴线穿过套网；等离子处理组件，等离子处理组件设置在套网的外侧，且等离子处理组件的至少一部分附着有纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料产生的活性粒子能够经由网孔与失活VOCs吸附剂中的失活VOCs接触反应。
进一步地，等离子处理组件包括多个放电极管和多个接地极管，且各放电极管和接地极管沿套网的周向间隔排列。
进一步地，放电极管和接地极管依次交替排布，并且放电极管和接地极管之间间隔3-8mm。
进一步地，放电极管和接地极管均包括石英玻璃管和不锈钢管，不锈钢管套设在石英玻璃管内，且放电极管的不锈钢管的内壁和外壁均电镀有一层质地均匀的纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料。
进一步地，套网为不锈钢网，且网孔的直径介于3-5mm。
进一步地，失活VOCs吸附剂再生装置还包括螺旋给料机，螺旋给料机设置在进料口处，并驱动失活VOCs吸附剂进入壳体内。
进一步地，失活VOCs吸附剂再生装置还包括电机，电机与螺旋叶片驱动连接，并驱动螺旋叶片转动。
根据本发明的另一方面，提供了一种失活VOCs吸附剂再生方法，采用上述的失活VOCs吸附剂再生装置对失活VOCs吸附剂进行再生处理，失活VOCs吸附剂再生方法包括：失活VOCs吸附剂通过进料口进入壳体，并在螺旋叶片的带动下进入套网内，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料在aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂的催化下产生的活性粒子与套网内的失活VOCs吸附剂充分接触反应，并使失活VOCs吸附剂再生成为再生VOCs吸附剂，再生VOCs吸附剂通过排料口排出壳体。
进一步地，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料采用溶胶凝胶法在BaTiO3中掺入预定量的锶、锌、锆和锡，并使纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料的介电常数在15-25℃下达到12000以上。
进一步地，aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂以含Mn、Cu、Co元素的乙酸盐为原料采用原位聚合法制备，aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂能够将等离子处理组件产生的O3分解产生活性粒子。
应用本发明的技术方案，通过设置有套网和等离子处理组件，并且在套网内涂覆有aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂，在等离子处理组件上附着有纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料，这样，当失活VOCs吸附剂在螺旋叶片的作用下经过套网时，等离子处理组件在aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂的作用下产生的活性氧原子、羟基等活性粒子进入到套网内，并且与失活VOCs吸附剂中的VOCs反应，将失活VOCs吸附剂所吸附的VOCs污染物分子反应降解生成CO2、H2O等其他无毒或低毒性小分子物质，以此促进失活VOCs吸附剂中的VOCs降解，实现失活VOCs吸附剂的再生处理。上述设置方式经过对装置的整体结构和等离子处理组件等关键部件的优化改进，使得现有设备的性能缺陷及二次污染问题得到有效解决，并具有再生效率高、运行管理方便、能耗低等优点，而且装置整体结构简单，占地面积小，即停即用，操作方便，运行稳定，成本低，无二次污染。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的失活VOCs吸附剂再生装置的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、壳体；11、进料口；12、排料口；20、套网；30、螺旋叶片；40、等离子处理组件；41、放电极管；42、接地极管；50、螺旋给料机；60、电机。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中失活VOCs吸附剂再生装置的处理效率低的问题，本发明提供了一种失活VOCs吸附剂再生装置及再生方法。
如图1的一种失活VOCs吸附剂再生装置，包括壳体10、套网20、螺旋叶片30和等离子处理组件40，壳体10具有进料口11和排料口12；套网20设置在壳体10内，并具有网孔，且套网20的内壁涂覆有aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂；螺旋叶片30穿设在套网20内，并驱动进入壳体10内的失活VOCs吸附剂沿套网20的轴线穿过套网20；等离子处理组件40设置在套网20的外侧，且等离子处理组件40的至少一部分附着有纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料产生的活性粒子能够经由网孔与失活VOCs吸附剂中的失活VOCs接触反应。
本实施例通过设置有套网20和等离子处理组件40，并且在套网20内涂覆有aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂，在等离子处理组件40上附着有纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料，这样，当失活VOCs吸附剂在螺旋叶片30的作用下经过套网20时，等离子处理组件40在aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂的作用下产生的活性氧原子、羟基等活性粒子进入到套网20内，并且与失活VOCs吸附剂中的VOCs反应，将失活VOCs吸附剂所吸附的VOCs污染物分子反应降解生成CO2、H2O等其他无毒或低毒性小分子物质，以此促进失活VOCs吸附剂中的VOCs降解，实现失活VOCs吸附剂的再生处理。上述设置方式经过对装置的整体结构和等离子处理组件40等关键部件的优化改进，使得现有设备的性能缺陷及二次污染问题得到有效解决，并具有再生效率高、运行管理方便、能耗低等优点，而且装置整体结构简单，占地面积小，即停即用，操作方便，运行稳定，成本低，无二次污染。
在本实施例中，等离子处理组件40包括多个放电极管41和多个接地极管42，且各放电极管41和接地极管42沿套网20的周向间隔排列。本实施例的放电极管41和接地极管42依次交替均匀排列，即沿套网20的周向依次为放电极管41、接地极管42、放电极管41、接地极管42…，并且放电极管41和接地极管42之间间隔3-8mm。这样一方面使得放电极管41与接地极管42之间有一定的间隔，避免二者相互接触，另一方面保证二者能够产生电场，从而将纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料进行极化，保证活性粒子的产生，进而保证对失活VOCs吸附剂中的VOCs的降解效果。
在本实施例中，放电极管41和接地极管42均呈套管式构造，其包括石英玻璃管和不锈钢管，不锈钢管套设在石英玻璃管内，且放电极管41的不锈钢管的内壁和外壁均电镀有一层质地均匀的纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料。当等离子处理组件40通电时，放电极管41和接地极管42之间产生电场，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料在电场作用下极化，从而产生活性氧原子、羟基等活性粒子，用于VOCs的降解。
优选地，套网20为不锈钢网，且网孔的直径介于3-5mm，从而保证活性粒子能够透过不锈钢网与失活VOCs吸附剂充分接触，提高再生效果。
在本实施例中，失活VOCs吸附剂再生装置还包括螺旋给料机50，螺旋给料机50设置在进料口11处，螺旋给料机50与螺旋叶片30具有一定相似性，螺旋叶片30驱动失活VOCs吸附剂穿过套网20，而螺旋给料机50则驱动失活VOCs吸附剂进入壳体10内。当然，除了采用螺旋给料机50外，也可以采用其他进料方式实现进料。
此外，失活VOCs吸附剂再生装置还包括电机60，电机60与螺旋叶片30驱动连接，从而驱动螺旋叶片30转动。
本实施例还提供了一种失活VOCs吸附剂再生方法，采用上述的失活VOCs吸附剂再生装置对失活VOCs吸附剂进行再生处理，失活VOCs吸附剂再生方法包括：失活VOCs吸附剂通过进料口11进入壳体10，并在螺旋叶片30的带动下进入套网20内，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料在aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂的催化下产生的活性粒子与套网20内的失活VOCs吸附剂充分接触反应，并使失活VOCs吸附剂中的VOCs降解，失活VOCs吸附剂再生成为再生VOCs吸附剂，再生VOCs吸附剂通过排料口12排出壳体10。通过上述方式即可使得失活VOCs吸附剂高效、快速地再生成再生VOCs吸附剂，而且还不产生二次污染。
本实施例的纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料采用溶胶凝胶法在BaTiO3中掺入预定量的锶、锌、锆和锡，并使纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料的介电常数在常温下即15-25℃下达到12000以上。这样，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料在较小的电场强度下就可以发生极化，极大增强等离子处理组件40的放电强度，提高等离子处理组件40的能量利用效率，并且降低等离子处理组件40的能耗。
本实施例的aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂以含Mn、Cu、Co元素的乙酸盐为原料采用原位聚合法制备，aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂能够将等离子处理组件40产生的O3分解产生活性氧原子、羟基等活性粒子，从而促进失活VOCs吸附剂中的VOCs降解。
需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、解决了现有技术中失活VOCs吸附剂再生装置的处理效率低的问题；
2、经过对装置的整体结构和等离子处理组件等关键部件的优化改进，使得现有设备的性能缺陷及二次污染问题得到有效解决；
3、具有再生效率高、运行管理方便、能耗低等优点；
4、装置整体结构简单，占地面积小，即停即用，操作方便，运行稳定，成本低，无二次污染。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种失活VOCs吸附剂再生装置，其特征在于，包括：
壳体(10)，所述壳体(10)具有进料口(11)和排料口(12)；
套网(20)，所述套网(20)设置在所述壳体(10)内，并具有网孔，且所述套网(20)的内壁涂覆有aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂；
螺旋叶片(30)，所述螺旋叶片(30)穿设在所述套网(20)内，并驱动进入所述壳体(10)内的失活VOCs吸附剂沿所述套网(20)的轴线穿过所述套网(20)；
等离子处理组件(40)，所述等离子处理组件(40)设置在所述套网(20)的外侧，且所述等离子处理组件(40)的至少一部分附着有纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料，所述纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料产生的活性粒子能够经由所述网孔与所述失活VOCs吸附剂中的失活VOCs接触反应；
所述等离子处理组件(40)包括多个放电极管(41)和多个接地极管(42)，且各所述放电极管(41)和所述接地极管(42)沿所述套网(20)的周向间隔排列；
所述放电极管(41)和所述接地极管(42)依次交替排布，并且所述放电极管(41)和所述接地极管(42)之间间隔3-8mm。
2.根据权利要求1所述的失活VOCs吸附剂再生装置，其特征在于，所述放电极管(41)和所述接地极管(42)均包括石英玻璃管和不锈钢管，所述不锈钢管套设在所述石英玻璃管内，且所述放电极管(41)的不锈钢管的内壁和外壁均电镀有一层质地均匀的所述纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料。
3.根据权利要求1所述的失活VOCs吸附剂再生装置，其特征在于，所述套网(20)为不锈钢网，且所述网孔的直径介于3-5mm。
4.根据权利要求1所述的失活VOCs吸附剂再生装置，其特征在于，所述失活VOCs吸附剂再生装置还包括螺旋给料机(50)，所述螺旋给料机(50)设置在所述进料口(11)处，并驱动所述失活VOCs吸附剂进入所述壳体(10)内。
5.根据权利要求1所述的失活VOCs吸附剂再生装置，其特征在于，所述失活VOCs吸附剂再生装置还包括电机(60)，所述电机(60)与所述螺旋叶片(30)驱动连接，并驱动所述螺旋叶片(30)转动。
6.一种失活VOCs吸附剂再生方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的失活VOCs吸附剂再生装置对失活VOCs吸附剂进行再生处理，所述失活VOCs吸附剂再生方法包括：所述失活VOCs吸附剂通过进料口(11)进入壳体(10)，并在螺旋叶片(30)的带动下进入套网(20)内，纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料在aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂的催化下产生的活性粒子与所述套网(20)内的失活VOCs吸附剂充分接触反应，并使所述失活VOCs吸附剂再生成为再生VOCs吸附剂，所述再生VOCs吸附剂通过排料口(12)排出所述壳体(10)。
7.根据权利要求6所述的失活VOCs吸附剂再生方法，其特征在于，所述纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料采用溶胶凝胶法在BaTiO3中掺入预定量的锶、锌、锆和锡，并使所述纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料的介电常数在15-25℃下达到12000以上。
8.根据权利要求6所述的失活VOCs吸附剂再生方法，所述aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂以含Mn、Cu、Co元素的乙酸盐为原料采用原位聚合法制备，所述aMnCeOx·bCuCeOx·cCoCeOx/γ-Al2O3催化剂能够将等离子处理组件(40)产生的O3分解产生所述活性粒子。
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