CN117357996A - 一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法 - Google Patents
一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117357996A CN117357996A CN202311254321.XA CN202311254321A CN117357996A CN 117357996 A CN117357996 A CN 117357996A CN 202311254321 A CN202311254321 A CN 202311254321A CN 117357996 A CN117357996 A CN 117357996A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- vocs
- gas
- dust
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 52
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 29
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 27
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 23
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 19
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims description 10
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 claims description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 claims description 3
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 claims description 3
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 6
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- -1 hydroxyl free radical Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 208000028571 Occupational disease Diseases 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005399 mechanical ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
Abstract
本发明公开一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法，利用回风阀将带粉尘的VOCs气体收集至回风室，由高压静电除尘装置进行高压静电除尘并伴生臭氧；光催化氧化处理装置在臭氧作用下将高/低温高浓度VOCs气体氧化分解成若干芳香烃气相中间产物以得到中间气体；中间气体经过气相转液相矿化段将VOCs分解生成的若干芳香烃气相中间产物溶于水并经微生物滴滤塔处理后排入下水道。高/低温气体通入新风室与新风混合后依次经过初效过滤器和热泵空调机组冷却除湿/加热，再被送风机吸入经送风阀送入车间室内。过渡季节带粉尘的VOCs气体除尘除VOCs后排出，并将室外低温干净过滤处理后送入室内。本发明有效提高细颗粒物去除率、VOCs矿化率，并降低降温能耗。
Description
技术领域
本发明涉及车间环境控制技术领域，尤其涉及一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法。
背景技术
纺织服装、制鞋箱包、印刷包装和车轮生产等大量工厂车间产生粉尘、VOCs和废热等。目前主要在粉尘和VOCs散发源上方设置局部排风罩收集点源污染物加以处理，但当工艺设备密集时，排风罩位置受限，收集效率降低。车间空气中逸散的非点源粉尘和VOCs传统采用机械通风稀释后直接排放室外，不仅导致大气臭氧浓度增加，使得当地空气质量优良度下降，且车间空气环境恶劣，高温高污染物环境下作业工人职业病风险上升。由于大空间车间废气风量大、VOCs组分多和降温能耗高，因此高效治理车间环境中VOCs、粉尘和热污染的控制系统对空气质量高位运行和企业绿色健康发展至关重要。
现有民用建筑室内环境控制系统主要由净化装置和空调设备两部分构成，其中常用的净化装置采用HEPA或低压静电除尘，以及低温等离子、紫外线、臭氧和过氧化氢气体、光催化净化器可氧化分解VOCs和杀菌的组合，仅适用于风量小、颗粒物和VOCs浓度较低的环境， 无法实现车间环境中细颗粒物去除和多组分VOCs矿化。工业车间环境的粉尘去除主要采用高压静电除尘技术，含有粉尘的空气通过施加静电电场的通道，此时空气中的粉尘会带电，然后在电场的作用下吸附到通道壁上。车间内部的VOCs治理主要为三类：蓄热式热力焚烧技术(RTO)，通过燃烧等化学反应把排放的VOCs分解化合转化为其他无毒无害的物质；部分光催化VOCs降解技术就是利用半导体作为光催化剂，在紫外光的照射下，将绝大部分 VOCs 转化为 CO2 和 H2O；其他传统的吸附技术，主要是利用比表面积大且多孔的吸附材料如活性炭、沸石（分子筛）、硅胶、氧化铝等，使气态污染物吸附在其表面。
现有技术的缺点最主要的是无法适应工厂车间废热、粉尘、VOCs的空气调温废物处理，高压静电除尘会导致产生大量臭氧，而臭氧对人体有害。这个问题的存在导致静电除尘设备难以用于工厂的回风的处理。吸收催化燃烧技术排气温度高达200℃，无法作为减低空调制冷能耗而作为回风循环利用。传统的光催化降解VOCs技术VOCs矿化率低，存在中间产物对人体危害大的等问题，无法单独用于工厂车间环境空气治理。吸附技术则有着吸附材料容易饱和要经常更换吸附材料的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法。
本发明采用的技术方案是：
一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统，其包括依次设置的回风段、静电除尘段、光催化氧化段、气相转液相矿化段、排风切换段、空气调节段和送风段，回风段包括回风室以及设置在回风室的一侧的回风阀，车间内的带粉尘的VOCs气体经回风阀进入回风室，回风室内设有回风机，回风室的带粉尘的VOCs气体由回风机输送至静电除尘段的高负压静电除尘装置，高负压静电除尘装置用于对带粉尘的VOCs气体进行高压静电除尘得到高浓度VOCs气体并伴生臭氧；光催化氧化段设有光催化氧化处理装置，臭氧和高压静电除尘后的VOCs气体在光催化氧化处理装置的作用下氧化分解为带有若干芳香烃气相中间产物的气体；含可溶性芳香烃中间产物的回风进入气相转液相矿化段，VOCs气相中间产物溶于蒸发冷却循环水，进入微生物滴滤塔矿化处理后排入下水道；排风切换段设置有排风口、排风切换阀和直通阀，冬/夏空调季，开启直通阀，关闭排风阀。过渡季，关闭直通阀，开启排风阀，将处理的干净回风排放到室外大气；空气调节段包括依次设置的新风室、初效过滤器、蒸发冷却器和压缩制冷装置，新风室对应光催化氧化处理装置的出口端设置，新风室的一侧设有新风阀，冬/夏空调季净化后进入空气调节段与由新风阀进入的新风混合，初效过滤器和热泵空调共同对混合气体进行加热/降温除湿得到升温/降温干净空气。过渡季节，关闭直通阀，同时室外低温新风经新风阀通过混风室和初效过滤器；送风段包括依次设置的送风机和送风阀，处理后的干净空气经由送风机输和送风阀送入车间室内。
进一步的，冬夏季利用处理后的回风与新风混合送风；过渡季节将处理回风排放，直接利用全新风送风。
进一步的，利用高压静电除尘副产臭氧协同光催化增加羟基自由基，提高VOCs分解率。
进一步的，本发明的系统采用超高压副产臭氧除尘与臭氧协同光催化-气相转液相-生物降解VOCs组合技术。
进一步的，光催化氧化处理装置为氮掺杂二氧化钛催化板。
进一步的，芳香烃气相中间产物包括乙醛、甲醛、丙酮。
进一步的，利用蒸发冷却器将回风中可溶性芳香烃气体转为液相，通过循环水进入微生物滴滤塔矿化处理后排至下水道。
一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制方法，其包括以下步骤：
步骤1，利用回风阀将车间内含粉尘和多组分VOCs气体的回风收集至回风段，并由回风段内的回风机输送至高压静电除尘装置；
步骤2，高压静电除尘装置对带粉尘的VOCs气体进行高压负压静电除尘得到含尘浓度低的VOCs气体与副产臭氧；
步骤3，光催化氧化处理装置协同副产臭氧将多组分VOCs气体氧化分解为CO2、H2O以及若干可溶性的芳香烃气相中间产物；
步骤4，含可溶性芳香烃中间产物的回风进入气相转液相矿化段，VOCs气相中间产物溶于蒸发冷却循环水，进入微生物滴滤塔矿化处理后排入下水道，得到降温的干净回风；
步骤5，冬/夏空调季，开启直通阀，关闭排风阀，净化后回风进入空气调节段与由新风阀进入的新风混合，经初效过滤器，通过热泵空调装置加热/降温除湿后，得到升温/降温干净空气，最后经送风风机送入车间室内；过渡季，关闭直通阀，开启排风阀，将处理的干净回风排放到室外大气，同时室外低温新风经新风阀通过混风室和初效过滤器，然后通过送风段进入车间。
进一步地，步骤2中高负压静电除尘装置为生成高浓度臭氧的除尘效率高的负电晕除尘器。
进一步地，步骤3中光催化氧化处理装置为紫外线灯管和固载掺杂氮改性二氧化钛的蜂窝陶瓷光催化板，与副产臭氧协同降解多组分VOCs；中处理后回风中的VOCs为若干可溶性的芳香烃气相中间产物包括乙醛、甲醛、丙酮
进一步地，步骤4中气相转液相矿化段包括蒸发冷却器和微生物滴滤塔，回风中的芳香烃气相中间产物溶解在蒸发冷却器的循环水中与循环水一起被排至微生物滴滤塔，在微生物滴滤塔中被矿化处理后排至下水道。
进一步地，步骤5中冬/夏空调季，将净化后回风与新风混合在空气调节段的混风室混合，经初效过滤器，通过热泵空调装置加热/降温除湿后，经送风风机送入车间室内；过渡季，将处理的干净回风排放到室外大气，同时低温室外新风经混风室和初效过滤器，然后通过送风段进入车间。
本发明采用以上技术方案，同时处理工厂工人工作空间内空气环境中的热量、粉尘、VOCs和废热。静电除尘流程和催化降解VOCs流程协同配合，臭氧协同光催化，即提高了VOCs的去除效率，又降低了静电除尘流程中副产物臭氧的危害。直接蒸发冷却流程，即对空气进行降温又溶解大量VOCs光催化的部分有害有机物，减小对人体健康的危害。使用微生物对循环水处理，完全降低光催化部分中间产物的危害。本发明基于置换通风的送风形式解决传统稀释通风的能耗大、效果差的问题。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制方法的流程示意图；
图2为本发明一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统的结构原理示意图。
附图标记：1-回风阀，2-回风室，3-回风机，4-高负压静电除尘装置，5-光催化氧化处理装置，6-直接蒸发冷却装置，7-直通阀，8-新风阀，9-混风室，10-初效过滤器，11-热泵空调机组，12-送风机，13-送风阀，14-排风阀，15-微生物滴滤塔。
实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明在传统静电除尘系统的基础上，引入光催化氧化VOCs装置，结合蒸发冷却系统，将催化氧化的气相中间产物转为液相，再经微生物滴虑净化，从而实现高浓度VOCs、粉尘的工业建筑室内空气的高效净化和冷却降温。一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制技术，包括回风段、静电除尘段、光催化氧化段、空气调节段、送风段。
如图1或图2所示，本发明公开了一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统，其包括依次设置的回风段、静电除尘段、光催化氧化段、气相转液相矿化段、排风切换段、空气调节段和送风段，回风段包括回风室以及设置在回风室的一侧的回风阀，车间内的带粉尘的VOCs气体经回风阀进入回风室，回风室内设有回风机，回风室的带粉尘的VOCs气体由回风机输送至静电除尘段的高负压静电除尘装置，高负压静电除尘装置用于对带粉尘的VOCs气体进行高压静电除尘得到高浓度VOCs气体并伴生臭氧；光催化氧化段设有光催化氧化处理装置，臭氧和高压静电除尘后的VOCs气体在光催化氧化处理装置的作用下氧化分解为若干芳香烃气相中间产物；含可溶性芳香烃中间产物的回风进入气相转液相矿化段，VOCs气相中间产物溶于蒸发冷却循环水，进入微生物滴滤塔矿化处理后排入下水道；排风切换段设置有排风口、排风切换阀和直通阀，冬/夏空调季，开启直通阀，关闭排风阀。过渡季，关闭直通阀，开启排风阀，将处理的干净回风排放到室外大气；空气调节段包括依次设置的新风室、初效过滤器、蒸发冷却器和压缩制冷装置，新风室对应光催化氧化处理装置的出口端设置，新风室的一侧设有新风阀，冬/夏空调季净化后进入空气调节段与由新风阀进入的新风混合，初效过滤器和热泵空调共同对混合气体进行加热/降温除湿得到升温/降温干净空气。过渡季节，关闭直通阀，同时室外低温新风经新风阀通过混风室和初效过滤器；送风段包括依次设置的送风机和送风阀，处理后的干净空气经由送风机和送风阀送入车间室内。
进一步的，冬夏季利用处理后的回风与新风混合送风；过渡季节将处理回风排放，直接利用全新风送风。
进一步的，利用高压静电除尘副产臭氧协同光催化增加羟基自由基，提高VOCs分解率。
进一步的，本发明的系统采用超高压副产臭氧除尘与臭氧协同光催化-气相转液相-生物降解VOCs组合技术。
进一步的，光催化氧化处理装置为氮掺杂二氧化钛催化板。
进一步的，芳香烃气相中间产物包括乙醛、甲醛、丙酮。
进一步的，利用蒸发冷却器将回风中可溶性芳香烃气体转为液相，通过循环水进入微生物滴滤塔矿化处理后排至下水道。
一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制方法，其包括以下步骤：
步骤1，利用回风阀将车间内含粉尘和多组分VOCs气体的回风收集至回风段，并由回风段内的回风机输送至高压静电除尘装置；
步骤2，高压静电除尘装置对带粉尘的VOCs气体进行高压负压静电除尘得到含尘浓度低的VOCs气体与副产臭氧；
步骤3，光催化氧化处理装置协同副产臭氧将多组分VOCs气体氧化分解为CO2、H2O以及若干可溶性的芳香烃气相中间产物；
步骤4，含可溶性芳香烃中间产物的回风进入气相转液相矿化段，VOCs气相中间产物溶于蒸发冷却循环水，进入微生物滴滤塔矿化处理后排入下水道，得到降温的干净回风；
步骤5，冬/夏空调季，开启直通阀，关闭排风阀，净化后回风进入空气调节段与由新风阀进入的新风混合，经初效过滤器，通过热泵空调装置加热/降温除湿后，得到升温/降温干净空气，最后经送风风机送入车间室内；过渡季，关闭直通阀，开启排风阀，将处理的干净回风排放到室外大气，同时室外低温新风经新风阀通过混风室和初效过滤器，然后通过送风段进入车间。
进一步地，步骤2中高负压静电除尘装置为生成高浓度臭氧的除尘效率高的负电晕除尘器。
进一步地，步骤3中光催化氧化处理装置为紫外线灯管和固载掺杂氮改性二氧化钛的蜂窝陶瓷光催化板，与副产臭氧协同降解多组分VOCs；中处理后回风中的VOCs为若干可溶性的芳香烃气相中间产物包括乙醛、甲醛、丙酮
进一步地，步骤4中气相转液相矿化段包括蒸发冷却器和微生物滴滤塔，回风中的芳香烃气相中间产物溶解在蒸发冷却器的循环水中与循环水一起被排至微生物滴滤塔，在微生物滴滤塔中被矿化处理后排至下水道。
进一步地，步骤5中冬/夏空调季，将净化后回风与新风混合在空气调节段的混风室混合，经初效过滤器，通过热泵空调装置加热/降温除湿后，经送风风机送入车间室内；过渡季，将处理的干净回风排放到室外大气，同时低温室外新风经混风室和初效过滤器，然后通过送风段进入车间。
具体工作流程如下：冬/夏季打开回风阀1、回风机3、直通阀7、新风阀8、送风机12、送风阀13，关闭排风阀14。工业建筑厂房室内温度较高/低、VOCs和粉尘浓度较高的空气经过回风阀1被收集到回风室2，通过回风机3首先进入高负压静电除尘装置4，被高压静电除尘器除去，同时伴随生成大量臭氧；经过静电除尘段的高/低温高浓度VOCs气体到达光催化氧化处理装置5，在臭氧和氮掺杂二氧化钛催化板的联合作用下VOCs被氧化分解成乙醛、甲醛、丙酮等芳香烃气相中间产物，此时臭氧增加了光催化羟基的自由基数量、促进VOCs降解；经过光催化氧化段的高/低温气体含有多种溶于水的中间产物，随后进入气相转液相矿化段，VOCs气相中间产物溶于蒸发冷却循环水，进入微生物滴滤塔15矿化处理后排入下水道。处理过的气体经过直通阀7进入混风室9与新风混合，再经过初效过滤器8到达热泵空调机组11，此时高/低温空气被降温/加热除湿，中间产物溶解到蒸发冷却循环水中与循环水一起被排至微生物滴虑池15，在微生物滴虑池15中被净化处理后排至室外；经过处理后的干净空气被送风机12吸进经送风阀13送入室内。过渡季节，打开打开回风阀1、回风机3、排风阀14、新风阀8、送风机12、送风阀13，关闭直通阀7。工业建筑厂房室内温度较高、VOCs和粉尘浓度较高的空气经过回风阀1被收集到回风室2，通过回风机3首先进入高负压静电除尘装置4，被高压静电除尘器除去，同时伴随生成大量臭氧；经过静电除尘段的高/低温高浓度VOCs气体到达光催化氧化处理装置5，在臭氧和氮掺杂二氧化钛催化板的联合作用下VOCs被氧化分解成乙醛、甲醛、丙酮等芳香烃气相中间产物，此时臭氧增加了光催化羟基的自由基数量、促进VOCs降解；经过光催化氧化段的高温气体含有多种溶于水的中间产物，随后进入气相转液相矿化段，VOCs气相中间产物溶于蒸发冷却循环水，进入微生物滴滤塔15矿化处理后排入小水道，经过处理过后干净的空气经过排风阀排到室外。同时室外低温空气通过新风阀11进入混风室在经过初效过滤器10被过滤后被送风机12吸进经送风阀13送入室内。
本发明将几个过程相互耦合，相互促进，解决了高压除尘带来的臭氧对人体危害的问题，提高除尘电压，从而进一步提高除尘效率。在接下来的光催化除VOCs的过程中，全面利用上一个流程中的副产品：臭氧。利用臭氧配合光催化处理VOCs，即提高了反应速率，又防止臭氧危害人体健康。对于光催化过程中间产物，在下一个流程：直接蒸发冷却过程处理。在直接蒸发冷却过程中水和空气进行对流换热换质，将空气中的废热带走，同时带走空气中上一个流程产生的中间产物，将这些中间产物溶解在水里面，接下来再对含有这些中间产物的水使用微生物处理后排出，完全降低其对环境的影响。对于处理过的空气，采用置换通风的方法送风，从而达到优化气流组织、提高有机废气收集率，降低能耗的效果。
本发明采用以上技术方案，相较于现有技术具有如下技术特点：1)VOCs、粉尘和热污染车间环境控制技术，用于粉尘和VOCs等污染物浓度高的工业建筑室内环境的净化和降温/加热，为热污染车间的工作人员提供干净舒适的工作环境。2)采用高效静电除尘技术来防止VOCs处理设备积灰和保证回风呼尘浓度达标，采用本发明，可以将负压除尘电压提高到25KV，同时产生臭氧浓度1400PPb。同时副产高浓度臭氧来辅助光催化氧化VOCs，将催化效率提高30%并将空气中的臭氧含量降低至50PPb以下。3)利用复合光催化水蒸发冷却技术来将催化氧化的气相中间产物转为液相，再经微生物滴虑池15净化，使得空气温度降低4~5℃、VOCs矿化率达到81.1%~97.8%。4)将负压静电除尘、VOCs脱除技术与蒸发降温技术耦合集成一种去污与降温一体的空气处理技术，并采用置换通风模式送风，有效利用室内回风降低控温能耗。5)将静电除尘、光催化蒸发冷却以及微生物滴虑多项技术结合组成一个设备，使得该设备能够同时达到细颗粒物去除率提高5%、VOCs矿化率提高30%、降温能耗降低30%的效果。
本发明同时处理工厂工人工作空间内空气环境中的热量、粉尘、VOCs和废热。静电除尘流程和催化降解VOCs流程协同配合，臭氧协同光催化，即提高了VOCs的去除效率，又降低了静电除尘流程中副产物臭氧的危害。直接蒸发冷却流程，即对空气进行降温又溶解大量VOCs光催化的部分有害有机物，减小对人体健康的危害。使用微生物对循环水处理，完全降低光催化部分中间产物的危害。本发明基于置换通风的送风形式解决传统稀释通风的能耗大、效果差的问题。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (10)
1.一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统，其特征在于：其包括依次设置的回风段、静电除尘段、光催化氧化段、气相转液相矿化段、排风切换段、空气调节段和送风段；回风段包括回风室、回风阀以及回风风机，车间内含粉尘和多组分VOCs气体的回风经回风阀进入回风室，通过回风机输送至设有高负压静电除尘装置的静电除尘段，带粉尘的VOCs气体通过高压静电除尘装置，得到含尘浓度低的VOCs气体与副产臭氧；经过设有光催化氧化处理装置的光催化氧化段，多组分VOCs气体在光催化-臭氧协同作用下被氧化分解为CO2、H2O以及若干可溶性的芳香烃气相中间产物；气相转液相矿化段包括蒸发冷却器和微生物滴滤塔，含可溶性芳香烃中间产物的高温回风通过蒸发冷却器处理后得到降温的干净回风，其中气相中间产物溶于蒸发冷却循环水，进入微生物滴滤塔矿化处理后排入下水道；排风切换段包括排放阀和直通阀，过渡季节直通段关闭，排风段开启，处理后的回风排放到室外大气，冬/夏空调季，排风阀关闭，直通阀开启，干净回风进入空气调节段；空气调节段包括依次设置新风阀、混风室、过滤器和热泵空调装置，冬/夏空调季，外部新风经新风阀和净化的回风在混风室混合后通过初效过滤器，经热泵空调装置加热或降温除湿后送入送风段；过渡季节，外部新风经新风阀经混风室和初效过滤器然后送入送风段；送风段包括送风风机和送风阀，干净的空气经送风风机送入车间室内。
2.根据权利要求1所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统，其特征在于：冬夏季利用处理后的回风与新风混合送风；过渡季节将处理回风排放，直接利用全新风送风。
3.根据权利要求1所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统，其特征在于：利用高压静电除尘副产臭氧协同光催化增加羟基自由基，提高VOCs分解率。
4.根据权利要求1所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统，其特征在于：芳香烃气相中间产物包括乙醛、甲醛、丙酮。
5.根据权利要求1所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统，其特征在于：利用蒸发冷却器将回风中可溶性芳香烃气体转为液相，通过循环水进入微生物滴滤塔矿化处理后排至下水道。
6.一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制方法，采用权利要求1至5任一项所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统，其特征在于：方法包括以下步骤：
步骤1，利用回风阀将车间内含粉尘和多组分VOCs气体的回风收集至回风段，并由回风段内的回风机输送至高压静电除尘装置；
步骤2，高压静电除尘装置对带粉尘的VOCs气体进行高压负压静电除尘得到含尘浓度低的VOCs气体与副产臭氧；
步骤3，光催化氧化处理装置协同副产臭氧将多组分VOCs气体氧化分解为CO2、H2O以及若干可溶性的芳香烃气相中间产物；
步骤4，含可溶性芳香烃中间产物的回风进入气相转液相矿化段，VOCs气相中间产物溶于蒸发冷却循环水，进入微生物滴滤塔矿化处理后排入下水道，得到降温的干净回风；
步骤5，冬/夏空调季，开启直通阀，关闭排风阀，净化后回风进入空气调节段与由新风阀进入的新风混合，经初效过滤器，通过热泵空调装置加热/降温除湿后，得到升温/降温干净空气，最后经送风风机送入车间室内；过渡季，关闭直通阀，开启排风阀，将处理的干净回风排放到室外大气，同时室外低温新风经新风阀通过混风室和初效过滤器，然后通过送风段进入车间。
7.根据权利要求6所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制方法，其特征在于：步骤2中高负压静电除尘装置为生成高浓度臭氧的除尘效率高的负电晕除尘器。
8.根据权利要求6所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制方法，其特征在于：步骤3中光催化氧化处理装置为紫外线灯管和固载掺杂氮改性二氧化钛的蜂窝陶瓷光催化板，与副产臭氧协同降解多组分VOCs；中处理后回风中的VOCs为若干可溶性的芳香烃气相中间产物包括乙醛、甲醛、丙酮。
9.根据权利要求6所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制方法，其特征在于：步骤4中气相转液相矿化段包括蒸发冷却器和微生物滴滤塔，回风中的芳香烃气相中间产物溶解在蒸发冷却器的循环水中与循环水一起被排至微生物滴滤塔，在微生物滴滤塔中被矿化处理后排至下水道。
10.根据权利要求6所述的一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制方法，其特征在于：步骤5中冬/夏空调季，将净化后回风与新风混合在空气调节段的混风室混合，经初效过滤器，通过热泵空调装置加热/降温除湿后，经送风风机送入车间室内；过渡季，将处理的干净回风排放到室外大气，同时低温室外新风经混风室和初效过滤器，然后通过送风段进入车间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311254321.XA CN117357996A (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311254321.XA CN117357996A (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117357996A true CN117357996A (zh) | 2024-01-09 |
Family
ID=89399349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311254321.XA Pending CN117357996A (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117357996A (zh) |
-
2023
- 2023-09-27 CN CN202311254321.XA patent/CN117357996A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101143278B1 (ko) | 재생탈취필터를 구비한 공기정화기 및 이 공기정화기의 재생탈취필터 재생방법 | |
| CN105169927A (zh) | 有机废气处理装置及方法 | |
| CN101280943B (zh) | 一种长效净化室内空气复合污染的装置 | |
| CN103499125A (zh) | 一种医用空气净化消毒器及其运行模式 | |
| CN202778234U (zh) | 一种组合式有机废气处理装置 | |
| CN103982949A (zh) | 带臭氧去除装置的防pm2.5两用新风空气净化机 | |
| CN201582917U (zh) | 空气净化机 | |
| JP2004351312A (ja) | 活性炭を再生する方法と装置及びそれを組み込んだ空気浄化システム | |
| CN105465898A (zh) | 光触媒空气净化器 | |
| CN103816782A (zh) | 用于处理制药废气的光解催化净化装置及相应的处理工艺 | |
| CN201597414U (zh) | 车载空气净化器 | |
| CN201926037U (zh) | 净化制氧双功能空气净化机 | |
| CN1486778A (zh) | 光催化空气净化器 | |
| CN101224384A (zh) | 一种用于新装修房屋的室内空气净化方法 | |
| CN2807100Y (zh) | 一种有害气体净化器 | |
| CN112246100A (zh) | 一种用于化学实验室外排空气污染治理的气体净化装置 | |
| CN117357996A (zh) | 一种VOCs、粉尘和热污染车间环境控制系统及方法 | |
| CN204739680U (zh) | 一种包含ifd模块的新风系统全热交换净化装置 | |
| CN205549995U (zh) | 一种复合光氧催化活性碳有机废气净化设备 | |
| CN107081036B (zh) | 一种紫外活化臭氧氧化VOCs除尘净化装置及方法 | |
| CN102772988A (zh) | 一种高效节能异味废气净化处理装置 | |
| CN202387370U (zh) | 环境中低浓度挥发性有机化合物净化装置 | |
| CN202802262U (zh) | 铁路客车车内空气净化系统 | |
| CN201225724Y (zh) | 移动式室内空气净化器 | |
| KR20010097924A (ko) | 촉매연소 공기정화장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |