CN205199268U - 工业VOCs废气分解净化处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业VOCs废气分解净化处理设备，该设备包括第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和用于处理残留尾气的第三喷淋塔；所述第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和第三喷淋塔依次相连，且第三喷淋塔的末端连接烟囱，且第三喷淋塔与烟囱之间设置有风机；喷漆有机废气依次通过第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和第三喷淋塔处理后得到达标的气体；且该达标的气体通过风机排入烟囱内后，通过烟囱进行排放。本实用新型处理方式节约了废气净化的后期维护和运营成本；可实现无人化操作，且净化效果好。

Description

工业VOCs废气分解净化处理设备

技术领域

本实用新型涉及VOCs废气处理技术领域，尤其涉及一种工业VOCs废气分解净化处理设备。

背景技术

工业VOCs废气主要在涂漆工艺过程中产生，而主要产生于电泳底漆、中涂和面漆的喷涂及烘干过程和塑料件加工的涂漆工序。在中涂和面漆喷漆过程中，约80-90%的VOCs是在喷漆室和流平室排放，20-10%的VOCs随车身涂膜在烘干室中排放。汽车涂装产生的有机废气具有大风量，中低浓度的特点。

汽车产业涂装所用涂料主要是环氧树脂漆、聚酯漆和丙烯酸漆三种，而且随着汽车产量的增多，各汽车厂家所用涂料量也相差甚远。涂料种类仍是以溶剂型为主，水性涂料也有所使用，但刚刚起步，用量较少。油漆在使用过程中添加的稀释溶剂多种多样，调研结果显示，汽车制造企业所使用的稀释溶剂主要是芳香烃类溶剂、醇类溶剂和酯类溶剂。

汽车表面涂装和修补喷涂过程中的涂装工艺使用的涂料大部分含有有机溶剂，在涂料施工和固化过程中也需要使用大量溶剂稀释。以下以一组数据例，2007年广东省汽车涂装使用的胶水、涂料和油漆分别约为281吨、533吨、39700吨，粗略估算，由此排放到大气环境中的VOCs约为2.5~3.3万吨。从地区分布来看，广州、深圳和中山是广东省汽车涂装行业油漆及涂料消耗量及VOCs排放量最大的城市。其中，广州汽车涂装行业VOCs排放量均占95%左右。这说明了现有环境中VOCs排放量很大。

近年来，汽车工业快速发展，其环境保护工作也得到了相应的发展，但是在汽车涂装过程VOCs污染控制方面不容乐观。根据调查结果，大型的汽车企业基本针对涂装过程有机废气有控制技术，主要有吸附、吸收、焚烧法和催化燃烧四种末端污染控制技术，一些企业实行部分有机溶剂回收。

以下对几种处理方法进行比较：

一，吸收法；原理为是废气中一种或多种组分溶解于吸收剂或者与吸收剂反应，不能溶解的组分保留在气相中，混合气体的各组分得以分离。吸收法可处理浓度范围变化较大的有机废气，吸收装置和操作过程均很简单；优点为不需要其余的能源消耗、成本低廉；缺点为：处理效率低、溶液消耗大以及废水处理量大。

二，吸附法；原理是利用吸附法处理有机废气的应用比较广泛，其原理就是通过吸附剂对有机物质的吸附作用，将有机废气中绝大多数的有机物质吸附在吸附剂的表面上，然后脱附，吸收剂可以再生，再生后的吸附剂可重新投入使用；优点是处理效率较高、能耗低；缺点是吸附材料的吸附容量有限，需要频繁再生。

三，焚烧法；原理是利用高温去除VOCs，分解为CO2与H2O；优点是处理效率高、处理时间短；缺点是反应温度高，会产生NOx等二次污染物，并且燃烧热量未回收，浪费能源。

四，催化燃烧法；原理是利用催化剂使VOCs在低于着火点温度下焚烧完全，分解为CO2与H2O而消除污染；优点是处理效率高、处理时间短、处理量大；缺点是催化剂容易失活、初期投资大、不能回收热量。

对于工业VOCs废气的治理，从原理上看可供选择的工艺与方法很多，在各种工艺方法中每种技术与工艺都有其独特的特点，显然也存在各自的缺点和局限性。由于要治理的废气使用情况千差万别，因此在选用工艺处理设备时需要视具体情况来决定。有些工艺就不适用，而在能适用的方法中，也存在优化选型的问题，因此在选择治理VOCS废气的技术与工艺应从多方面综合考虑。因此上述VOCs处理方法均无法满足市场的需求。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种净化处理效果好、成本低及省时省力的工业VOCs废气分解净化处理设备。

为实现上述目的，本实用新型提供一种工业VOCs废气分解净化处理设备，包括第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和用于处理残留尾气的第三喷淋塔；所述第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和第三喷淋塔依次相连，且第三喷淋塔的末端连接烟囱，且第三喷淋塔与烟囱之间设置有风机；喷漆有机废气依次通过第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和第三喷淋塔处理后得到达标的气体；且该达标的气体通过风机排入烟囱内后，通过烟囱进行排放。

其中，所述第一喷淋塔过滤的废气颗粒物直径在10-100μm之间；高压静电吸附装置高压静电吸附的废气颗粒物的直径在1-10μm之间；所述第一光子分解装置分解废气颗粒物的直径在1μm以下。

其中，所述高压静电吸附装置包括前置过滤器、高压静电器、后置过滤器和控制模块；所述高压静电器位于前置过滤器和后置过滤器之间，且前置过滤器和后置过滤器上均设有用于感应气体质量的传感器，所述传感器与控制模块的输入端电连接，且所述控制模块的输出端分别与前置过滤器和后置过滤器电连接；第一喷淋塔处理后的废气依次通过前置过滤器、高压静电器和后置过滤器后排入第一光子分解装置。

其中，所述高压静电器包括电离器和集尘器，所述电离器位于离子区内，所述集尘器位于极板区；经过前置过滤器过滤的气体通过电离器后形成位于离子区的带电微粒；带电微粒达到极板区后由集尘器上的集电极吸附。

其中，所述喷漆有机废气通过管道输送至第一喷淋塔的塔体内。

与现有技术相比，本实用新型提供的工业VOCs废气分解净化处理设备，具有如下有益效果：

1）本实用新型中喷漆有机废气是依次通过首次喷淋、高压静电吸附、首次光子分解、二次喷淋、二次光子分解和三次喷淋的净化处理，该设备的改进使得处理方式节约了废气净化的后期维护和运营成本；可实现无人化操作；省时省力，改变了传统废气净化技术路线大多采用废气物态的转移处理的方式，本案中最终得到的气体彻底将工业废气分解成达到国家排放标准的气体，实现真正意义上的“安全、环保、高效、优质、经济”。

2）本实用新型中高压静电吸附+UV光子分解技术结合，可以克服传统工艺中各种方法各自的缺点。降低设备的运行能耗，同时还可以提对VOCs废气的降解效率，多种技术与工艺的结合可使研发的设备装置更具实用性，从客户角度出发，本研发设备将具有更高的处理效率和效益，节能省电，设备体积不大，不占用空间，安装方便；而且改善工厂内的工作环境。

3）整套设备运行可靠，使用寿命长，操作维护简便。

附图说明

图1为本实用新型的工业VOCs废气分解净化处理设备的结构示意图；

图2为本实用新型中高压静电吸附装置的结构示意图。

主要元件符号说明如下：

10、第一喷淋塔11、高压静电吸附装置

12、第一光子分解装置13、第二喷淋塔

14、第二光子分解装置15、第三喷淋塔

16、风机17、烟囱

111、前置过滤器112、高压静电器

113、后置过滤器114、控制模块

115、传感器1121、离子区

1122、极板区。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1，本实用新型提供一种工业VOCs废气分解净化处理设备，包括第一喷淋塔10、高压静电吸附装置11、第一光子分解装置12、第二喷淋塔13、第二光子分解装置14和用于处理残留尾气的第三喷淋塔15；第一喷淋塔10、高压静电吸附装置11、第一光子分解装置12、第二喷淋塔13、第二光子分解装置14和第三喷淋塔15依次相连，且第三喷淋塔15的末端连接烟囱16，且第三喷淋塔15与烟囱16之间设置有风机17；喷漆有机废气依次通过第一喷淋塔10、高压静电吸附装置11、第一光子分解装置12、第二喷淋塔13、第二光子分解装置14和第三喷淋塔15处理后得到达标的气体；且该达标的气体通过风机17排入烟囱16内后，通过烟囱16进行排放。第一喷淋塔10过滤颗粒直径在10-100μm之间的废气颗粒物，高压静电吸附装置11吸附颗粒直径在1-10μm之间的废气颗粒物，第一光子分解装置12分解颗粒直径在1μm以下的废气颗粒物，第二喷淋塔13处理低分子有机酸废气，第二光子分解装置14分解废气中恶臭气体，第三喷淋塔15处理残留尾气.

本相较于现有技术，本实用新型提供的工业VOCs废气分解净化处理设备，其具有如下优势：

1）本实用新型中喷漆有机废气是依次通过首次喷淋、高压静电吸附、首次光子分解、二次喷淋、二次光子分解和三次喷淋的净化处理，该处理方式节约了废气净化的后期维护和运营成本；可实现无人化操作；省时省力，改变了传统废气净化技术路线大多采用废气物态的转移处理的方式，本案中最终得到的气体彻底将工业废气分解成达到国家排放标准的气体，实现真正意义上的“安全、环保、高效、优质、经济”。

2）本实用新型中高压静电吸附+UV光子分解技术结合，可以克服传统工艺中各种方法各自的缺点。降低设备的运行能耗，同时还可以提对VOCs废气的降解效率，多种技术与工艺的结合可使研发的设备装置更具实用性，从客户角度出发，本研发设备将具有更高的处理效率和效益，节能省电，设备体积不大，不占用空间，安装方便；而且改善工厂内的工作环境。

3）整套设备运行可靠，使用寿命长，操作维护简便。

请进一步参阅图2，高压静电吸附装置11包括前置过滤器111、高压静电器112、后置过滤器113和控制模块114；高压静电器112位于前置过滤器111和后置过滤器113之间，且前置过滤器111和后置过滤器113上均设有用于感应气体质量的传感器115，传感器115与控制模块114的输入端电连接，且控制模块114的输出端分别与前置过滤器111和后置过滤器113电连接；第一喷淋塔10处理后的废气依次通过前置过滤器111、高压静电器112和后置过滤器113后排入第一光子分解装置12。由传感器实时感应前置过滤器附近的废气的质量及后置过滤器附近的废气质量，并将感应信号发送给控制模块处理，控制模块处理后发送控制对应的过滤器工作与否。高压静电器112包括电离器和集尘器，电离器位于离子区1121内，集尘器位于极板区1122；经过前置过滤器111过滤的气体通过电离器后形成位于离子区1121的带电微粒；带电微粒达到极板区1122后由集尘器上的集电极吸附。

该高压静电吸附装置11中高压静电器112分为净化整流室和高压静电场，净化整流室采用重力惯性净化方法对第一有机废气中的大粒径污染物进行分级物理分离，并且均衡整流；均衡整流后剩余的小粒径污染物进入作为次级过滤的高压静电场中，该小粒径污染物被高压静电吸附在极板上后，第一有机废气中的1-10μm之间的废气颗粒物被处理，且得到第二有机废气排出至首次光子分解工艺中。作为次级过滤的高压静电场其具体方法为：首先使小粒径污染物中的含尘漆雾粒子离子化；其次使含尘漆雾粒子气流中的粒子带电；最后，使含尘漆雾粒子撞击至集电极板而被收集吸附。通过高压静电吸附装置的吸附，使得净化效果更好，且整个过程无需人工参与，省时省力，且使用安全。

本实用新型提供的工业VOCs废气分解净化处理设备，其工作方法流程为：

第一步，喷漆有机废气通过管道输送至首次喷淋处理工艺中；在输送过程中喷漆有机废气中颗粒直径大于100μm的漆雾颗粒物在管道中沉降；

第二步，首次喷淋处理喷漆有机废气中颗粒直径在10-100μm之间的废气颗粒物，并得到第一有机废气；

第三步，高压静电吸附第一有机废气中颗粒直径在1-10μm之间的废气颗粒物，并得到第二有机废气；

第四步，首次光子分解第二有机废气中颗粒直径在1μm以下的废气颗粒物，并得到第三有机废气；

第五步，二次喷淋处理第三有机废气中的低分子有机酸废气，并得到第四有机废气；

第六步，二次光子分解第四有机废气中的恶臭气体并得到第五有机废气；

第七步，三次喷淋处理第五有机废气中残留的尾气后得到达标的气体；且达标后的气体进行烟囱排放。

在本实施例中，第一喷淋她的喷淋处理具体方法为：液体从第一喷淋塔的塔顶向下以雾状或小液滴状喷洒而下，喷漆有机废气则由第一喷淋塔的塔体逆向流入；流入后达到气液的充分接触；充分接触后由喷淋塔处理器吸附和过滤直径在10-100μm之间的废气颗粒物，通过吸附和过滤得到的废气颗粒物溶于液体中，并产生沉淀；而产生的具有清洁度的第一有机废气与被污染的液体分离后，将第一有机废气排入静电吸附工序中。第一有机废气是通过除雾处理后排入高压静电吸附工序中的。该第一喷淋塔的工作原理是：第一喷淋塔利用气体与液体间的接触，将气体中的污染物传送到液体中，然后再将清洁气体与被污染的液体分离，达到净化空气的目的。该第一喷淋塔为填充式喷淋塔。该喷淋处理方式可冷却废气、去除颗粒及净化气体，再经过除雾段处理后，排入下一处理环节。该第一喷淋处理过程的分析有：喷漆有机废气浓度较低，风量较大，其浓度通常在1000mg/M3以下，一般情况下，粒径>100μm的漆雾颗粒物很容易就在管道中沉降，而喷淋塔处理器能够吸附和过滤10um-100μm之间的废气颗粒物，有一部分有机废气和色素颜料溶于水中，并产生沉淀。通过喷淋塔处理之后的废气温度有一定程度的降低，有利于下一级设备对有机废气进行更精细有效的处理。

在本实施例中，高压静电吸附装置的处理具体方法为：第一有机废气先进入作为初级过滤的净化整流室，净化整流室采用重力惯性净化方法对第一有机废气中的大粒径污染物进行分级物理分离，并且均衡整流；均衡整流后剩余的小粒径污染物进入作为次级过滤的高压静电场中，该小粒径污染物被高压静电吸附在极板上后，第一有机废气中的1-10μm之间的废气颗粒物被处理，且得到第二有机废气排出至首次光子分解工艺中。作为次级过滤的高压静电场其具体方法为：首先使小粒径污染物中的含尘漆雾粒子离子化；其次使含尘漆雾粒子气流中的粒子带电；最后，使含尘漆雾粒子撞击至集电极板而被收集吸附。

该高压静电吸附过程中有一个油雾粒子与气流分离的步骤，该步骤是采用漆雾净化器完成的，具体为：1.漆雾荷电，在放电极与集电极之间施加高电压，放电极发生电晕放电，使气体漆雾电离，生成空间电荷。含有漆雾气流经过电场空间时，空间电荷通过碰撞或者扩散附着在漆雾分子上，使漆雾分子荷电；2.漆雾沉降，荷电后的漆雾分子在电场中受到库仑力的作用，驱使漆雾分子向集电极运动，经过一定时间后沉积在集电极表面；3.清洗，集电极表面上的漆雾沉积到一定的厚度后，采用高压水枪对集电极进行表面清洗，清洗后吹干，集电板又可以重新工作。高压静电吸附装置采用双重净化设计，有初级过滤的净化整流室和次级过滤的高压静电场，高压静电吸附装置的电晕电场异极间具有5-15千伏特的电位差，使不导电的气体分子经分解或电子附着成为自由离子。当气流通过集中电场区域时，含尘漆雾粒子经离子撞击带电而移向具相反电性的收集电极。换言之，收集机制的第一步使含尘漆雾粒子离子化，第二步使含尘漆雾粒子气流中的粒子带电。第三步使含尘漆雾粒子撞击至集电极板而被收集。理论上，分离带电粒子的电力与粒子带电量及收集电场强度之积成正比。该高压静电吸附处理过程的分析有：废气排放口在进行管道对接时，管道设计不能随意连接任意直径的管道，要按照现场废气排放口的流量来确定接入管道的尺寸，当废气进入高压静电吸附装置前，先进行降速降温处理，由第一喷淋塔过滤废气管道中的较大直径的污染物，降速后的废气风速为5M/S以下；经过第一喷淋塔吸附和过滤的废气再进入高压静电吸附，进行二次预处理，1.0μm以上的大分子颗粒物和部分有机废气在这里被拦截，并被高压静电极板吸附在极板上，二次预处理过滤后的废气大部分为1.0μm以下的小分子颗粒物或VOCs类的臭味或刺激性气味气体，以含有“三苯类废气”为主，此类废气将从高压静电吸附装置的出口排出，然后进入第一分子光解装置。

在本实施例中，二次光子分解工艺的具体方法为：第四有机废气通过排风设备输送到第二光子分解装置中，第二光子分解装置运用高能UV紫外线光束及臭氧对第二有机废气中恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外；且第四有机废气通过二次光子分解得到的第五有机废气排入三次喷淋工艺中。本装置利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射恶臭气体，改变恶臭气体如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯、硫化物（如H₂S）、VOC类（如苯、甲苯、二甲苯等）的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO₂、H₂O等。利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。恶臭气体利用排风设备输入到本净化设备后，净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。利用高能UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应，彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。

本二次光子分解装置使用的性能优势有:

一、高效除恶臭：能高效去除挥发性有机物（VOC）、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味，脱臭效率可达99.9%以上，脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准（GB14554-93）和1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）。

二、无需添加任何物质：只需要设置相应的排风管道和排风动力，使恶臭气体通过本设备进行脱臭分解净化，无需添加任何物质参与化学反应。

三、适应性强：UV高效光解废气净化设备可适应低浓度，大气量，不同恶臭气体物质的脱臭净化处理，可每天24小时连续工作，运行稳定可靠。

四、运行成本低：本设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本设备能耗低，设备风阻极低＜30pa,可节约大量排风动力能耗。

五、优质进口材料制造：防火、防腐蚀性能高，采用不锈钢材质，设备使用寿命在十五年以上。

六、环保高科技专利产品：采用国际上最先进技术理念，通过专家及我公司工程技术人员长期反复的试验，开发研制出的，具有完全自主知识产权的高科技环保净化产品，可彻底分解恶臭气体中有毒有害物质，并能达到完美的脱臭效果，经分解后的恶臭气体，可完全达到无害化排放，绝不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种工业VOCs废气分解净化处理设备，其特征在于，包括第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和用于处理残留尾气的第三喷淋塔；所述第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和第三喷淋塔依次相连，且第三喷淋塔的末端连接烟囱，且第三喷淋塔与烟囱之间设置有风机；喷漆有机废气依次通过第一喷淋塔、高压静电吸附装置、第一光子分解装置、第二喷淋塔、第二光子分解装置和第三喷淋塔处理后得到达标的气体；且该达标的气体通过风机排入烟囱内后，通过烟囱进行排放。

2.根据权利要求1所述的工业VOCs废气分解净化处理设备，其特征在于，所述第一喷淋塔过滤的废气颗粒物直径在10-100μm之间；高压静电吸附装置高压静电吸附的废气颗粒物的直径在1-10μm之间；所述第一光子分解装置分解废气颗粒物的直径在1μm以下。

3.根据权利要求2所述的工业VOCs废气分解净化处理设备，其特征在于，所述高压静电吸附装置包括前置过滤器、高压静电器、后置过滤器和控制模块；所述高压静电器位于前置过滤器和后置过滤器之间，且前置过滤器和后置过滤器上均设有用于感应气体质量的传感器，所述传感器与控制模块的输入端电连接，且所述控制模块的输出端分别与前置过滤器和后置过滤器电连接；第一喷淋塔处理后的废气依次通过前置过滤器、高压静电器和后置过滤器后排入第一光子分解装置。

4.根据权利要求3所述的工业VOCs废气分解净化处理设备，其特征在于，所述高压静电器包括电离器和集尘器，所述电离器位于离子区内，所述集尘器位于极板区；经过前置过滤器过滤的气体通过电离器后形成位于离子区的带电微粒；带电微粒达到极板区后由集尘器上的集电极吸附。

5.根据权利要求1所述的工业VOCs废气分解净化处理设备，其特征在于，所述喷漆有机废气通过管道输送至第一喷淋塔的塔体内。