CN208049708U - 大流量低温等离子体流化床废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，包括等离子体流化床和高压电源，所述等离子体流化床包括箱体其特征在于：所述箱体内四周设有固定支架；所述箱体顶端设有进料口和进气口，底端设有收料箱和排气口；所述进料口和收料箱与箱体一体化结构通过螺丝螺母与介质内管固定；所述介质内管外侧设有介质外管；所述介质外管一端与进料口密封连接，另一端与收料箱密封连接；所述介质外管在进气口位置附近设有风扇；所述介质内管与介质外管间有空隙，且在空隙中填满负载有金属氧化物催化剂的分子筛；本装置集等离子体和催化吸附技术为一体，能有效的降解和矿化有机废气中的毒性物质，设备简单，体积小，便于组装、移机以及清理。
Description
技术领域
本发明专利涉及废气处理，特别涉及一种大流量低浓度低温等离子体流化床式废气处理装置。
背景技术
一般挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70 Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10 Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。
挥发性有机物种类繁多，目前估计在100万种以上，而且还在迅速地增加着，按其组成和特性的不同可分为以下五类化合物：(1)烃类：包括烷烃(甲烷除外)、烯烃和芳烃等；(2)含氧有机物，如醛、醇、酮及酯等；(3)含氮有机物，如胺、酰胺和腈等；(4)含卤有机物，包括卤代烃、酰氯等；(5)含硫有机物，包括硫醇、硫醚、硫脲、硫酚及二硫化碳等。某些烃类、含氮有机物、含卤有机物及含硫有机物等物质会发出令人不愉快的臭味，产生恶臭废气。
大量含挥发性有机物废气，简称有机废气，排入大气，除使大气环境质量下降外，同时也给人体健康带来严重危害，对社会经济造成巨大损失，有机废气引起的各类纠纷和上诉的案例举不胜数，因此控制有机废气排放是必要的。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
目前低温等离子体处理有机废气通常只处理大流量低浓度，随着流量的增加，处理设备的体积设计的庞大同时成本也居高不下，如何处理低浓度并将处理风量控制在一定范围目前都没有很好的解决方案。
2、技术方案：
为了解决以上问题，本发明专利提供了一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置。
一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，其特征在于：包括等离子体流化床和高压电源；所述低温等离子体流化床包括箱体；所述箱体内四周设有固定支架；所述箱体顶端设有进料口和进气口，底端设有收料箱和排气口；所述进料口和收料箱与箱体一体化结构，并通过螺丝螺母与介质内管固定；所述介质内管外侧设有介质外管；所述介质外管一端与进料口密封连接，另一端与收料箱密封连接；所述介质外管在进气口位置附近设有风扇；所述介质内管与介质外管间有4-100mm空隙，且在空隙中填满负载有金属氧化物催化剂的分子筛；所述介质外管被金属电极包裹；所述金属电极连接有脉冲高压电源；所述排气口位置设有排气调节阀；所述进气口位置设有进气调节阀、换向阀和流量阀；所述低温等离子体流化床为两个，分别为等离子体流化床A和等离子体流化床B，且相互并联。
进一步地，所述介质内管和介质外管均为石英或刚玉材质。
进一步地，所述介质内管和介质外管的中充满的分子筛是加载了金属氧化物催化剂，催化剂为直径2-10mm小球状。
进一步地，所述金属电极可用网状金属包裹固定，或用金属喷涂加工方式将介质层外喷涂金属电极；
进一步地，所述脉冲高压电源是输出1~10微秒脉宽，频率为10~20KHz，峰值为30KV的高频高压脉冲电源。
进一步地，所述风扇对流化床中催化反应温度进行控制。
一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置的使用方法，其特征在于如下步骤：
步骤一：将加载了金属氧化物分子筛通过箱体顶端的进料口装入等离子体流化床A和等离子体流化床B，填满所述介质内管和介质外管之间的间隙；开启流量阀，同时关闭通入等离子体流化床B的换向阀，将待处理的有机废气通入等离子体流化床A，有机废气首先被吸附于所述加载了金属氧化物分子筛内；
步骤二：切换废气进口阀门，关闭流量阀，开启通入等离子体流化床B的换向阀，此时有机废气通入等离子体流化床B；
步骤三：启动连接所述高压端金属电极的脉冲高压电源，激励由内外介质组成的双介质阻挡结构构成的等离子体流化床A和等离子体流化床B，在脉冲高压电场的作用下，由于电子与分子/原子之间的电离、激发、电荷交换、彭宁电离等作用下，形成等离子体，同时位于所述内外介质分子筛的颗粒之间、颗粒内部孔隙也产生等离子体均匀放电，使被加载了金属氧化物分子筛吸附了的有机废气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活跃气体，并进行化学反应；
步骤四：活性气体通过扩散、迁移和轰击作用，完成所述被加载了金属氧化物催化剂的分子筛的脱附与再生，同时，有机废气中的有毒有害物质转变成CO2和水小分子物质；步骤五：CO2和水小分子物质通过所述出气口排出室外。
其有益效果是：在大流量低浓度低温度的情况下，集等离子体和催化吸附技术为一体，能有效的降解和矿化有机废气中的毒性物质，设备简单，体积小，便于组装和移机，可用于车载使用或者小型车间内使用。结构简单便于清理，方便拆卸，降低人力成本。通过多单元的串联并联使用，同时通过自动控制，出料调节阀可以控制废料的排放速度并按照流程进行自动切换，适用于大型工业生产产生的有机废气。风扇可对流化床整体的催化反应温度控制，有利于催化的均匀反应，来提高废气处理的效率。
附图说明
图1是本发明的结构透视图；
图2是本发明的外观示意图。
具体实施方式
下面结合附图来对发明专利进行详细说明。
如图1和图2所示，一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，其特征在于：包括等离子体流化床和高压电源6；所述低温等离子体流化床包括箱体；所述箱体内四周设有固定支架7；所述箱体顶端设有进料口2和进气口1，底端设有收料箱和排气口11；所述进料口2和收料箱与箱体一体化结构，并通过螺丝螺母与介质内管5固定；所述介质内管5外侧设有介质外管3；所述介质外管3一端与进料口2密封连接，另一端与收料箱密封连接；所述介质外管3在进气口1位置附近设有风扇4；所述介质内管5与介质外管3间有4-100mm空隙，且在空隙中填满负载有金属氧化物催化剂的分子筛；所述介质外管3被金属电极8包裹；所述金属电极8连接有脉冲高压电源6；所述排气口11位置设有排气调节阀10；所述进气口1位置设有进气调节阀13、换向阀12和流量阀14；所述低温等离子体流化床为两个，分别为等离子体流化床A16和等离子体流化床B15，且相互并联。
进一步地，所述介质内管5和介质外管3均为石英或刚玉材质。
进一步地，所述介质内管5和介质外管3的中充满的分子筛是加载了金属氧化物催化剂，催化剂为直径2-10mm小球状。
进一步地，所述金属电极8可用网状金属包裹固定，或用金属喷涂加工方式将介质层外喷涂金属电极；
进一步地，所述脉冲高压电源6是输出1~10微秒脉宽，频率为10~20KHz，峰值为30KV的高频高压脉冲电源。
进一步地，所述风扇4对流化床中催化反应温度进行控制。
一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置的使用方法，其特征在于如下步骤：
步骤一：将加载了金属氧化物分子筛通过箱体顶端的进料口2装入等离子体流化床A16和等离子体流化床B15，填满所述介质内管5和介质外管3之间的间隙；开启流量阀14，同时关闭通入等离子体流化床B15的换向阀12，将待处理的有机废气通入等离子体流化床A16，有机废气首先被吸附于所述加载了金属氧化物分子筛内；
步骤二：切换废气进口阀门，关闭流量阀14，开启通入等离子体流化床B15的换向阀12，此时有机废气通入等离子体流化床B15；
步骤三：启动连接所述高压端金属电极8的脉冲高压电源6，激励由内外介质组成的双介质阻挡结构构成的等离子体流化床A16和等离子体流化床B15，在脉冲高压电场的作用下，由于电子与分子/原子之间的电离、激发、电荷交换、彭宁电离等作用下，形成等离子体，同时位于所述内外介质分子筛的颗粒之间、颗粒内部孔隙也产生等离子体均匀放电，使被加载了金属氧化物分子筛吸附了的有机废气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活跃气体，并进行化学反应；
步骤四：活性气体通过扩散、迁移和轰击作用，完成所述被加载了金属氧化物催化剂的分子筛的脱附与再生，同时，有机废气中的有毒有害物质转变成CO2和水小分子物质；步骤五：CO2和水小分子物质通过所述出气口11排出室外。
其有益效果是：在大流量低浓度低温度的情况下，集等离子体和催化吸附技术为一体，能有效的降解和矿化有机废气中的毒性物质，设备简单，体积小，便于组装和移机，可用于车载使用或者小型车间内使用。结构简单便于清理，方便拆卸，降低人力成本。通过多单元的串联并联使用，同时通过自动控制，出料调节阀可以控制废料的排放速度并按照流程进行自动切换，适用于大型工业生产产生的有机废气。风扇可对流化床整体的催化反应温度控制，有利于催化的均匀反应，来提高废气处理的效率。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (6)
1.一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，其特征在于：包括等离子体流化床和高压电源（6）；所述低温等离子体流化床包括箱体；所述箱体内四周设有固定支架（7）；所述箱体顶端设有进料口（2）和进气口（1），底端设有收料箱和排气口（11）；所述进料口（2）和收料箱与箱体一体化结构，并通过螺丝螺母与介质内管（5）固定；所述介质内管（5）外侧设有介质外管（3）；所述介质外管（3）一端与进料口（2）密封连接，另一端与收料箱密封连接；所述介质外管（3）在进气口（1）位置附近设有风扇（4）；所述介质内管（5）与介质外管（3）间有4-100mm空隙，且在空隙中填满负载有金属氧化物催化剂的分子筛；所述介质外管（3）被金属电极（8）包裹；所述金属电极（8）连接有脉冲高压电源（6）；所述排气口（11）位置设有排气调节阀（10）；所述进气口（1）位置设有进气调节阀（13）、换向阀（12）和流量阀（14）；所述低温等离子体流化床为两个，分别为等离子体流化床A（16）和等离子体流化床B（15），且相互并联。
2.如权利要求1所述的一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，其特征在于：所述介质内管（5）和介质外管（3）均为石英或刚玉材质。
3.如权利要求1所述的一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，其特征在于：所述介质内管（5）和介质外管（3）的中充满的分子筛是加载了金属氧化物催化剂，催化剂为直径2-10mm小球状。
4.如权利要求1所述的一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，其特征在于：所述金属电极（8）可用网状金属包裹固定，或用金属喷涂加工方式将介质层外喷涂金属电极。
5.如权利要求1所述的一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，其特征在于：所述脉冲高压电源（6）是输出1~10微秒脉宽，频率为10~20KHz，峰值为30KV的高频高压脉冲电源。
6.如权利要求1所述的一种大流量低温等离子体流化床废气处理装置，其特征在于：所述风扇4对流化床中催化反应温度进行控制。
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| CN109485091A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-19 | 昆明理工大学 | 一种粒径可控的二氧化锡超细粉末的制备方法 |
| CN109865426A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 南京苏曼等离子科技有限公司 | 大流量低温等离子体流化床废气处理装置及其使用方法 |
| CN110345499A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-18 | 中国科学院力学研究所 | 等离子体流化床式自持催化燃烧转炉放散煤气方法、装置 |
| CN113019083A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-25 | 太原理工大学 | VOCs低温等离子体协同吸附催化一体化装置及其处理VOCs方法 |
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