CN217287851U - 一种挥发性有机物废气净化装置 - Google Patents

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屈广周
祝振飞
王乐
燕鹏程
张�荣
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Abstract

本实用新型属于废气处理设备技术领域，公开了一种挥发性有机物废气净化装置，等离子体与紫外光催化罐的气液混合出口通过管道与喷淋吸收与紫外光催化塔的气液混合进口连通；喷淋吸收与紫外光催化塔的出气口通过管道分别与活性炭吸附塔的进气口和臭氧毁灭器的进气口连通；活性炭吸附塔的出气口通过管道与臭氧毁灭器的进气口连通；吸收液循环泵的入口分别通过管道与储液罐、喷淋吸收与紫外光催化塔的吸收液出口以及等离子体与紫外光催化罐的吸收液排出口连通；吸收液循环泵的出口通过管道分别与等离子体与紫外光催化罐的第一吸收液进口、喷淋吸收与紫外光催化塔的第二吸收液进口及活性炭吸附塔的再生剂进口连通。本发明处理彻底、效率高、成本低。

Description

一种挥发性有机物废气净化装置
技术领域
本实用新型属于废气处理设备技术领域，尤其涉及一种挥发性有机物废气净化装置。
背景技术
目前，挥发性有机物(volatile organic compound，简称VOCs)是一类常温下易挥发有机化合物的统称。根据世界卫生组织的定义，VOCs是指沸点在50℃-250℃，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。美国环境保护局对其的定义是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的含碳化合物。在我国，VOCs通常是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、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10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。VOCs被认为是近地层臭氧和细颗粒物PM2.5生成的主要前体物，是导致城市雾霾和光化学烟雾的重要污染物来源。VOCs浓度过高时会引起人的急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、呕吐等症状；重者会出现肝中毒甚至昏迷，造成生命危险，这些将严重威胁着人体健康和环境安全。
现阶段，VOCs废气的净化技术主要有非破坏性的物理方法(如吸附、吸收、冷凝和膜分离等)和破坏性的化学方法(如化学氧化、燃烧、生物降解等)，其中物理方法中的吸附和吸收是最为传统的处理技术，而化学方法中的放电低温等离子体化学氧化和光催化化学氧化是近些年趋于成熟的现代方法。无论是传统的吸附与吸收还是现代的放电低温等离子体化学氧化与光催化化学氧化，这些单一的处理技术往往存在处理不够彻底、效率较低、成本较高、二次污染等问题。
如果能将放电低温等离子体氧化、光催化氧化、吸附、吸收等技术有机的结合，发挥各自优势，扬长避短，相互补充，将有助于解决单一技术和现有装置处理VOCs存在的上述诸多问题。
将上述几种技术结合的难度在于：某些技术运行的环境差异较大，似乎无法协调，如低温等离子体技术需要干燥的废气通过高压放电等离子体反应器来实现对VOCs的净化，而吸收法则属于湿法，要使用大量的液相吸收剂与废气充分接触才能有效净化VOCs废气，二者的运行环境似乎是相互抵触的。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的问题，更好地发挥各自优势，本实用新型提供了一种挥发性有机物废气净化装置。
本实用新型是这样实现的，一种挥发性有机物废气净化装置，所述挥发性有机物废气净化装置设置有等离子体与紫外光催化罐；等离子体与紫外光催化罐的气液混合出口通过管道与喷淋吸收与紫外光催化塔的气液混合进口连通；喷淋吸收与紫外光催化塔的出气口通过管道分别与活性炭吸附塔的进气口和臭氧毁灭器的进气口连通；活性炭吸附塔的出气口通过管道与臭氧毁灭器的进气口连通；
吸收液循环泵的入口分别通过管道与储液罐、喷淋吸收与紫外光催化塔的吸收液出口以及等离子体与紫外光催化罐的吸收液排出口连通；
吸收液循环泵的出口通过管道分别与等离子体与紫外光催化罐的第一吸收液进口、喷淋吸收与紫外光催化塔的第二吸收液进口以及活性炭吸附塔的再生剂进口连通；
等离子体与紫外光催化罐中介质阻挡放电反应器的导电层通过高压电线与放电等离子体电源连接。
进一步，所述等离子体与紫外光催化罐包括介质阻挡放电反应器、光催化剂支撑网板、光催化剂、紫外灯、第一吸收液进口和吸收液排出口；
等离子体与紫外光催化罐底侧安装有紫外灯，紫外灯穿过光催化剂支撑网板和光催化剂，等离子体与紫外光催化罐底部设置有第一吸收液进口和吸收液排出口。
进一步，所述介质阻挡放电反应器设置有同轴不锈钢低压电极管，同轴不锈钢低压电极管上端内部自上而下通过螺纹固定有进气室盖和同轴石英高压介质管上固定片，同轴不锈钢低压电极管下端内部自下而上通过螺纹固定有出气室盖和同轴石英高压介质管下固定片。
进一步，所述进气室盖与同轴石英高压介质管上固定片之间设有进气室，出气室盖与同轴石英高压介质管下固定片之间设有出气室；同轴石英高压介质管设在同轴石英高压介质管上固定片和同轴石英高压介质管下固定片中间。进一步，所述进气室盖上开设有进气室气孔，进气室气孔通过管道连通VOCs废气管道与进气室；出气室盖上开设有出气室气孔，出气室气孔连通出气室与微孔曝气头；
同轴石英高压介质管上固定片上和同轴石英高压介质管下固定片上分别开设有上固定片进气孔和下固定片出气孔。
进一步，所述上固定片进气孔连通进气室与同轴不锈钢低压电极管和同轴石英高压介质管之间的空隙，下固定片进气孔连通下气室与同轴不锈钢低压电极管和同轴石英高压介质管之间的空隙；
同轴石英高压介质管内壁涂设有导电层，导电层通过高压电线与放电等离子体电源连接；同轴不锈钢低压电极管上端连接有固定法兰，介质阻挡放电反应器通过固定法兰固定在等离子体与紫外光催化罐顶部，固定法兰表面开设有气液混合出口。
进一步，所述光催化剂支撑网板设置在同轴不锈钢低压电极管的外壁与等离子体与紫外光催化罐内壁之间，光催化剂支撑网板上填装有光催化剂。
进一步，所述喷淋吸收与紫外光催化塔包括第二吸收液进口、出气口、吸收液喷淋头、除雾器、光催化剂支撑网板、光催化剂、紫外灯、气液混合液进口、吸收液出口；
喷淋吸收与紫外光催化塔顶盖分别开设有第二吸收液进口和出气口，在第二吸收液进口的下端安装有一个吸收液喷淋头，在出气口与吸收液喷淋头之间设置有除雾器；光催化剂支撑网板设置在喷淋吸收与紫外光催化塔内，光催化剂支撑网板上填装有光催化剂；喷淋吸收与紫外光催化塔的底部固定有紫外灯，紫外灯穿过光催化剂支撑网板和光催化剂；喷淋吸收与紫外光催化塔底部分别开设有气液混合液进口和吸收液出口。
进一步，所述活性炭吸附塔包括出气口、再生剂进口、再生剂分布器、进气口、再生剂出口、活性炭支撑网板、活性炭；
活性炭吸附塔的顶部分别开设有出气口和再生剂进口，在再生剂进口的下端安装有一个再生剂分布器；活性炭吸附塔的底部分别开设有进气口和再生剂出口；活性炭吸附塔内设置有活性炭支撑网板，活性炭支撑网板上填装有活性炭。
进一步，所述挥发性有机物废气净化装置还设置有控制配件，控制配件设置有储液罐的控制阀、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀、吸收液循环泵控制开关、吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀、气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀、流量计、放电等离子体电源控制开关、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关、臭氧毁灭器控制开关、吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀、再生剂进入活性炭吸附塔的控制阀、再生剂排出活性炭吸附塔的控制阀、进气风机控制开关和进气风机。
本实用新型的运行步骤为：检查各电路、气路和水路连接无误，确保各开关和控制阀关闭；打开储液罐的控制阀、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀和气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀，启动吸收液循环泵控制开关，向喷淋吸收与紫外光催化塔中注入吸收液；关闭吸收液循环泵控制开关、储液罐的控制阀和气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀，打开吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀和气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀，向等离子体与紫外光催化罐中的介质阻挡放电反应器中通入VOCs废气。
启动吸收液循环泵控制开关，调节吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀，使流量计的流量达到预定值；启动放电等离子体电源控制开关、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关和臭氧毁灭器控制开关；采集进入等离子体与紫外光催化罐中介质阻挡放电反应器的VOCs废气和臭氧毁灭器出气口尾气进行分析。
处理结束，关闭放电等离子体电源控制开关、吸收液循环泵控制开关、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀和臭氧毁灭器控制开关；打开吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀和储液罐的控制阀，将等离子体与紫外光催化罐中和喷淋吸收与紫外光催化罐中的吸收液排出；待吸收液排净后，关闭吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀、吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀和储液罐的控制阀；
停止向等离子体与紫外光催化罐中的介质阻挡放电反应器中通入VOCs废气，关闭气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀和气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀。
若活性炭吸附塔中的活性炭需要再生，则再生过程为：
检查各电路、气路和水路连接无误，确保各开关和控制阀关闭；打开再生剂进入活性炭吸附塔的控制阀、再生剂排出活性炭吸附塔的控制阀、储液罐的控制阀，启动吸收液循环泵控制开关，用活性炭再生剂冲洗活性炭吸附罐中的活性炭；待活性炭吸附罐中的活性炭清洗干净后，关闭吸收液循环泵控制开关、储液罐的控制阀、再生剂进入活性炭吸附塔的控制阀、再生剂排出活性炭吸附塔的控制阀；打开气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀和进气风机控制开关，启动进气风机，将活性炭吸附罐中的活性炭吹干；待活性炭再生完成后，关闭进气风机控制开关和气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀。
结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：VOCs废气经放电低温等离子体氧化、紫外光催化氧化、吸收剂吸收和活性炭吸附处理之后可以得以净化，适用于各种高低浓度的VOCs废气，具有处理彻底、效率高、成本低、无二次污染、能缓解活性炭吸附饱和以及原位再生活性炭等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种挥发性有机物废气净化装置结构示意图。
图中：1、等离子体与紫外光催化罐；101、介质阻挡放电反应器；101-1、同轴不锈钢低压电极管；101-2、进气室盖；101-3、同轴石英高压介质管上固定片；101-4、出气室盖；101-5、同轴石英高压介质管下固定片；101-6、进气室；101-7、出气室；101-8、同轴石英高压介质管；101-9、进气室气孔；101-10、出气室气孔；101-11、上固定片进气孔；101-12、下固定片出气孔；101-13、微孔曝气头；101-14、导电层；101-15、固定法兰；101-16、气液混合出口；102、光催化剂支撑网板；103、光催化剂；104、紫外灯；105、第一吸收液进口；106、吸收液排出口；2、喷淋吸收与紫外光催化塔；201、第二吸收液进口；202、出气口；203、吸收液喷淋头；204、除雾器；205、光催化剂支撑网板；206、光催化剂；207、紫外灯；208、气液混合液进口；209、吸收液出口；3、活性炭吸附塔；301、出气口；302、再生剂进口；303、再生剂分布器；304、进气口；305、再生剂出口；306、活性炭支撑网板；307、活性炭；4、臭氧毁灭器；401、进气口；402、出气口；5、吸收液循环泵；6、储液罐；7、放电等离子体电源；801、储液罐的控制阀；802、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀；803、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀；804、吸收液循环泵控制开关；805、吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀；806、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀；807、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀；808、气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀；809、流量计；810、放电等离子体电源控制开关；811、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关；812、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关；813、臭氧毁灭器控制开关；814、吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀；815、再生剂进入活性炭吸附塔的控制阀；816、再生剂排出活性炭吸附塔的控制阀；817、进气风机控制开关；818、进气风机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种挥发性有机物废气净化装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种挥发性有机物废气净化装置包括等离子体与紫外光催化罐1、喷淋吸收与紫外光催化塔2、活性炭吸附塔3、臭氧毁灭器4、吸收液循环泵5、储存池6、放电等离子体电源7以及控制配件。
等离子体与紫外光催化罐1的气液混合出口101-16通过管道与喷淋吸收与紫外光催化塔2的气液混合进口208连通；喷淋吸收与紫外光催化塔2的出气口202通过管道分别与活性炭吸附塔3的进气口304和臭氧毁灭器4的进气口401连通；活性炭吸附塔3的出气口301通过管道与臭氧毁灭器器4的进气口401连通。
吸收液循环泵5的入口分别通过管道与储液罐6、喷淋吸收与紫外光催化塔2的吸收液出口209以及等离子体与紫外光催化罐1的吸收液排出口106连通；吸收液循环泵5的出口通过管道分别与等离子体与紫外光催化罐1的第一吸收液进口105、喷淋吸收与紫外光催化塔2的第二吸收液进口201以及活性炭吸附塔3的再生剂进口302连通。
等离子体与紫外光催化罐1中介质阻挡放电反应器101的导电层101-14通过高压电线与放电等离子体电源7连接。
等离子体与紫外光催化罐1包括介质阻挡放电反应器101、光催化剂支撑网板102、光催化剂103、紫外灯104、第一吸收液进口105和吸收液排出口106。
等离子体与紫外光催化罐1底侧安装有4根紫外灯104，紫外灯104穿过光催化剂支撑网板102和光催化剂103，等离子体与紫外光催化罐1底部设置有第一吸收液进口105和吸收液排出口106。
介质阻挡放电反应器101包括同轴不锈钢低压电极管101-1、进气室盖101-2、同轴石英高压介质管上固定片101-3、出气室盖101-4、同轴石英高压介质管下固定片101-5、进气室101-6、出气室101-7、同轴石英高压介质管101-8、进气室气孔101-9、出气室气孔101-10、上固定片进气孔101-11、下固定片出气孔101-12、微孔曝气头101-13、导电层101-14、固定法兰101-15、气液混合出口101-16。
同轴不锈钢低压电极管101-1上端内部自上而下通过螺纹固定有进气室盖101-2和同轴石英高压介质管上固定片101-3，同轴不锈钢低压电极管101-1下端内部自下而上通过螺纹固定有出气室盖101-4和同轴石英高压介质管下固定片101-5；进气室盖101-2与同轴石英高压介质管上固定片101-3之间设有进气室101-6；出气室盖101-4与同轴石英高压介质管下固定片101-5之间设有出气室101-7；同轴石英高压介质管101-8设在同轴石英高压介质管上固定片101-3和同轴石英高压介质管下固定片101-4中间。进气室盖101-2上开设有进气室气孔101-9；出气室盖101-4上开设有出气室气孔101-10。进气室气孔101-9通过管道连通VOCs废气管道与进气室101-6；出气室气孔101-10连通出气室101-7与微孔曝气头101-13。同轴石英高压介质管上固定片101-3上和同轴石英高压介质管下固定片101-4上分别开设有上固定片进气孔101-11和下固定片出气孔101-12。上固定片进气孔101-11连通进气室101-6与同轴不锈钢低压电极管和同轴石英高压介质管之间的空隙，下固定片进气孔101-12连通下气室101-7与同轴不锈钢低压电极管和同轴石英高压介质管之间的空隙；同轴石英高压介质管101-8内壁涂设有石墨导电层101-14，石墨导电层101-14通过高压电线与放电等离子体电源7连接；同轴不锈钢低压电极管101-1上端连接有固定法兰101-15，介质阻挡放电反应器101通过固定法兰101-15固定在等离子体与紫外光催化罐1顶部，固定法兰101-15表面开设有气液混合出口101-16。
光催化剂支撑网板102设置在同轴不锈钢低压电极管101-1的外壁与等离子体与紫外光催化罐1内壁，距离等离子体与紫外光催化罐1底部10cm处的位置，光催化剂支撑网板102上填装有光催化剂103；
其中，等离子体与紫外光催化罐1为有机玻璃材质，高50cm，罐径25cm、壁厚0.8cm。紫外灯104长20cm、直径为2cm、功率为20W；第一吸收液进口105和吸收液排出口106孔径为1.5cm。同轴不锈钢低压电极管101-1为316L不锈钢材质的圆管，长35cm，内径10cm，壁厚0.3cm，上、下两端的内壁分别设置有8cm长的螺纹。进气室盖101-2材质为绝缘尼龙。出气室盖101-4材质为316L不锈钢钢。进气室101-6高为2cm；出气室101-7高为2cm；进气室气孔101-9为2个，孔径0.8cm；出气室气孔101-10为1个，孔径1.5cm；微孔曝气头101-13材质为半球形钛，上固定片进气孔101-11和下固定片出气孔101-12分别为4，孔径0.8cm；石墨导电层101-14厚度为0.2cm，气液混合出口101-16为1个，孔径为2.0cm。光催化剂支撑网板102为不锈钢材质的圆环形筛板，圆环外径24cm，圆环内径10.6cm，板厚0.5cm，筛孔0.15cm。光催化剂103为市售，粒径约为0.2cm，共重0.5kg。
喷淋吸收与紫外光催化塔2包括第二吸收液进口201、出气口202、吸收液喷淋头203、除雾器204、光催化剂支撑网板205、光催化剂206、紫外灯207、气液混合液进口208、吸收液出口209；喷淋吸收与紫外光催化塔2顶盖分别开设有第二吸收液进口201和出气口202，在第二吸收液进口201的下端安装有一个吸收液喷淋头203，在出气口202与吸收液喷淋头203之间设置有除雾器204，用以去除废气中夹带的雾沫或雾滴；光催化剂支撑网板205设置在距离喷淋吸收与紫外光催化塔2底部60cm处的位置；光催化剂支撑网板205上填装有光催化剂206，喷淋吸收与紫外光催化塔2的底部固定有紫外灯207，紫外灯207穿过光催化剂支撑网板205和光催化剂206；喷淋吸收与紫外光催化塔2底部分别开设有气液混合液进口208和吸收液出口209。
其中，喷淋吸收与紫外光催化塔2为有机玻璃材质，高120cm，塔径25cm、壁厚0.8cm。第二吸收液进口201和出气口202孔径分为2cm；光催化剂支撑网板205为不锈钢材质的圆形筛板，直径24cm，厚0.5cm，筛孔为0.15cm。光催化剂206为市售，粒径约为0.2cm，共重5kg。紫外灯207为4根长100cm、直径为2cm、功率为80W。气液混合液进口208和吸收液出口209孔径分别为1.5cm。
活性炭吸附塔3包括出气口301、再生剂进口302、再生剂分布器303、进气口304、再生剂出口305、活性炭支撑网板306、活性炭307；
活性炭吸附塔3的顶部分别开设有出气口301和再生剂进口302，在再生剂进口302的下端安装有一个再生剂分布器303；活性炭吸附塔3的底部分别开设有进气口304和再生剂出口305；活性炭吸附塔3内间隔相同距离设置有活性炭支撑网板306，每个活性炭支撑网板306上填装有活性炭307。
其中，活性炭吸附塔3为有机玻璃材质，塔高100cm，塔径25cm、壁厚0.8cm。出气口301和再生剂进口302孔径分别为1.5cm。进气口304和再生剂出口305孔径分别为1.5cm。活性炭支撑网板306设置了6个，直径24cm，厚0.5cm，筛孔0.15cm不锈钢材质。活性炭307为市售粒径约为0.2cm、长约2～3cm柱状煤基活性炭，共重1.5kg。
臭氧毁灭器4购置于江苏治水有数环保科技有限公司，型号为CW-OD-05。吸收液循环泵5购置于南方泵业有限公司，流量为1.5m3/h。储液罐6为自制的容积为50L的带盖容器。放电等离子体电源7为自制的高压交流电源，输出频率为3kHz，输出峰值电压为0～30kV可调。
控制配件包括储液罐的控制阀801、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀802、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀803、吸收液循环泵控制开关804、吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀805、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀806、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807、气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808、流量计809、放电等离子体电源控制开关810、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关811、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关812、臭氧毁灭器控制开关813、吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀814、再生剂进入活性炭吸附塔的控制阀815、再生剂排出活性炭吸附塔的控制阀816、进气风机控制开关817和进气风机818。
下面结合具体试验对本实用新型的技术方案作进一步的描述。
实施例一：采用本实用新型实施例提供的一种挥发性有机物废气净化系统的活性炭吸附处理含甲苯、甲醛和三氯乙烯的VOCs废气，废气流量为12Nm3/h，压力0.03MPa，在室温下运行，系统运行步骤为：
第一步，检查各电路、气路和水路连接无误，确保各开关和控制阀关闭；
第二步，打开气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807和气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808，向等离子体与紫外光催化罐1中的介质阻挡放电反应器101中通入VOCs废气；
第三步，采集进入介质阻挡放电反应器101的VOCs废气和臭氧毁灭器4的出气口402尾气进行分析；
第四步，处理结束，停止向介质阻挡放电反应器101中通入VOCs废气，关闭气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807和气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808。
得到的分析结果如表1所示：
表1本实施例一的处理结果
Figure BDA0003522933920000121
由表1可见，只通过本实用新型提供的一种挥发性有机物废气净化系统的活性炭吸附处理后，各污染物的去除率较低，甲苯、甲醛和三氯乙烯的平均去除率分别为15.3％、22.7％和20.3％，均未能实现达标排放，而且活性炭的吸附能力下降明显。
实施例二：采用本实用新型实施例提供的一种挥发性有机物废气净化系统的紫外光催化+活性炭吸附处理含甲苯、甲醛和三氯乙烯的VOCs废气，废气流量为12Nm3/h，压力0.03MPa，在室温下运行，系统运行步骤为：
第一步，检查各电路、气路和水路连接无误，确保各开关和控制阀关闭；
第二步，打开气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807和气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808，启动等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关811、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关812和臭氧毁灭器控制开关813，向等离子体与紫外光催化罐1中的介质阻挡放电反应器101中通入VOCs废气；
第三步，采集进入介质阻挡放电反应器101的VOCs废气和臭氧毁灭器4的出气口402尾气进行分析；
第四步，处理结束，停止向介质阻挡放电反应器101中通入VOCs废气，关闭气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807、气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关811、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关812和臭氧毁灭器控制开关813。
得到的分析结果如表2所示：
表2本实施例二的处理结果
Figure BDA0003522933920000131
由表2可见，通过本实用新型提供的一种挥发性有机物废气净化系统的紫外光催化+活性炭吸附处理后，各污染物的去除率较活性炭吸附处理有所提高，甲苯、甲醛和三氯乙烯的平均去除率分别为24.2％、37.2％和28.1％，比活性炭吸附分别提高了8.9％、14.5％和7.8％，但仍无法实现达标排放。
实施例三：采用本实用新型实施例提供的一种挥发性有机物废气净化系统的喷淋吸收+紫外光催化+活性炭吸附处理处理含甲苯、甲醛和三氯乙烯的VOCs废气，废气流量为12Nm3/h，压力0.03MPa，吸收液为水，吸收液用量为25L，流量计709的流量控制在0.8m3/h，在室温下运行，系统运行步骤为：
第一步，检查各电路、气路和水路连接无误，确保各开关和控制阀关闭；
第二步，打开储液罐的控制阀801、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀802和气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀803，启动吸收液循环泵控制开关804，向喷淋吸收与紫外光催化塔中注入25L吸收液；
第三步，关闭吸收液循环泵控制开关804、储液罐的控制阀801和气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀803，打开吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀805、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀806、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807、气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关811、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关812和臭氧毁灭器控制开关813，向等离子体与紫外光催化罐1中的介质阻挡放电反应器101中通入VOCs废气；
第四步，启动吸收液循环泵控制开关804，调节吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀806，使流量计809的流量为0.8m3/h；
第五步，采集进入介质阻挡放电反应器101的VOCs废气和臭氧毁灭器4的出气口402尾气进行分析；
第六步，处理结束，关闭吸收液循环泵控制开关804、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关811、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关812、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀802、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀806和臭氧毁灭器控制开关813；
第七步，打开吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀814和储液罐的控制阀801，将等离子体与紫外光催化罐1中和喷淋吸收与紫外光催化罐2中的吸收液排出；
第八步，待吸收液排净后，关闭吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀814、吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀805和储液罐的控制阀801；
第九步，停止向介质阻挡放电反应器101中通入VOCs废气，关闭气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807和气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808。
得到的分析结果如表3所示：
表3本实施例三的处理结果
Figure BDA0003522933920000151
由表3可见，通过本实用新型提供的一种挥发性有机物废气净化系统的喷淋吸收+紫外光催化+活性炭吸附，甲醛的去除率有明显提高，平均去除率达到77％，达到了排放标准，而甲苯和三氯乙烯的去除率没有明显提高。
实施例四：采用本实用新型实施例提供的一种挥发性有机物废气净化系统的放电低温等离子体+紫外光催化+喷淋吸收+活性炭吸附处理含甲苯、甲醛和三氯乙烯的VOCs废气，废气流量为12Nm3/h，压力0.03MPa，吸收剂为水，吸收液用量为25L，流量计709的流量控制在0.8m3/h，放电等离子体电源的输出峰值电压为12.8kV，在室温下运行，系统运行步骤为：
第一步，检查各电路、气路和水路连接无误，确保各开关和控制阀关闭；
第二步，打开储液罐的控制阀801、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀802和气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀803，启动吸收液循环泵控制开关804，向喷淋吸收与紫外光催化塔中注入25L吸收液；
第三步，关闭吸收液循环泵控制开关804、储液罐的控制阀801和气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀803，打开吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀805、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀806、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807、气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808，向等离子体与紫外光催化罐1中的介质阻挡放电反应器101中通入VOCs废气；
第四步，启动吸收液循环泵控制开关804，调节吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀806，使流量计809的流量为0.8m3/h；
第五步，启动放电等离子体电源控制开关810、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关811、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关812和臭氧毁灭器控制开关813；
第六步，采集进入介质阻挡放电反应器101的VOCs废气和臭氧毁灭器4的出气口402尾气进行分析；
第七步，处理结束，关闭放电等离子体电源控制开关810、吸收液循环泵控制开关804、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关811、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关812、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀802、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀806和臭氧毁灭器控制开关813；
第八步，打开吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀814和储液罐的控制阀801，将等离子体与紫外光催化罐1中和喷淋吸收与紫外光催化罐2中的吸收液排出；
第九步，待吸收液排净后，关闭吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀814、吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀805和储液罐的控制阀801；
第十步，停止向介质阻挡放电反应器101中通入VOCs废气，关闭气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀807和气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀808。
得到的分析结果如表4所示：
表4本实施例四的处理结果
Figure BDA0003522933920000171
由表4可见，通过本实用新型提供的一种挥发性有机物废气净化系统的放电低温等离子体+紫外光催化+喷淋吸收+活性炭吸附处理后，各污染物均实现达标排放，甲醛的去除率达到了90％以上。
综上所述，本实用新型提供的一种采用放电低温等离子体+紫外光催化+喷淋吸收+活性炭吸附组合工艺的挥发性有机物废气净化系统，VOCs废气经放电低温等离子体氧化、紫外光催化氧化、喷淋吸收和活性炭吸附处理之后得以净化，适用于各种高低浓度的VOCs废气，具有处理彻底、效率高、成本低、无二次污染、能缓解活性炭吸附饱和以及原位再生活性炭等优点。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述挥发性有机物废气净化装置设置有：
等离子体与紫外光催化罐；
等离子体与紫外光催化罐的气液混合出口通过管道与喷淋吸收与紫外光催化塔的气液混合进口连通；喷淋吸收与紫外光催化塔的出气口通过管道分别与活性炭吸附塔的进气口和臭氧毁灭器的进气口连通；活性炭吸附塔的出气口通过管道与臭氧毁灭器的进气口连通；
吸收液循环泵的入口分别通过管道与储液罐、喷淋吸收与紫外光催化塔的吸收液出口以及等离子体与紫外光催化罐的吸收液排出口连通；
吸收液循环泵的出口通过管道分别与等离子体与紫外光催化罐的第一吸收液进口、喷淋吸收与紫外光催化塔的第二吸收液进口以及活性炭吸附塔的再生剂进口连通；
等离子体与紫外光催化罐中介质阻挡放电反应器的导电层通过高压电线与放电等离子体电源连接。
2.如权利要求1所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述等离子体与紫外光催化罐包括介质阻挡放电反应器、光催化剂支撑网板、光催化剂、紫外灯、第一吸收液进口和吸收液排出口；
等离子体与紫外光催化罐底侧安装有紫外灯，紫外灯穿过光催化剂支撑网板和光催化剂，等离子体与紫外光催化罐底部设置有第一吸收液进口和吸收液排出口。
3.如权利要求2所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述介质阻挡放电反应器设置有同轴不锈钢低压电极管，同轴不锈钢低压电极管上端内部自上而下通过螺纹固定有进气室盖和同轴石英高压介质管上固定片，同轴不锈钢低压电极管下端内部自下而上通过螺纹固定有出气室盖和同轴石英高压介质管下固定片。
4.如权利要求3所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述进气室盖与同轴石英高压介质管上固定片之间设有进气室，出气室盖与同轴石英高压介质管下固定片之间设有出气室；同轴石英高压介质管设在同轴石英高压介质管上固定片和同轴石英高压介质管下固定片中间。
5.如权利要求3所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述进气室盖上开设有进气室气孔，进气室气孔通过管道连通挥发性有机废气管道与进气室；出气室盖上开设有出气室气孔，出气室气孔连通出气室与微孔曝气头；
同轴石英高压介质管上固定片上和同轴石英高压介质管下固定片上分别开设有上固定片进气孔和下固定片出气孔。
6.如权利要求5所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述上固定片进气孔连通进气室与同轴不锈钢低压电极管和同轴石英高压介质管之间的空隙，下固定片进气孔连通下气室与同轴不锈钢低压电极管和同轴石英高压介质管之间的空隙；
同轴石英高压介质管内壁涂设有导电层，导电层通过高压电线与放电等离子体电源连接；同轴不锈钢低压电极管上端连接有固定法兰，介质阻挡放电反应器通过固定法兰固定在等离子体与紫外光催化罐顶部，固定法兰表面开设有气液混合出口。
7.如权利要求2所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述光催化剂支撑网板设置在同轴不锈钢低压电极管的外壁与等离子体与紫外光催化罐内壁之间，光催化剂支撑网板上填装有光催化剂。
8.如权利要求1所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述喷淋吸收与紫外光催化塔包括第二吸收液进口、出气口、吸收液喷淋头、除雾器、光催化剂支撑网板、光催化剂、紫外灯、气液混合液进口、吸收液出口；
喷淋吸收与紫外光催化塔顶盖分别开设有第二吸收液进口和出气口，在第二吸收液进口的下端安装有一个吸收液喷淋头，在出气口与吸收液喷淋头之间设置有除雾器；光催化剂支撑网板设置在喷淋吸收与紫外光催化塔内，光催化剂支撑网板上填装有光催化剂；喷淋吸收与紫外光催化塔的底部固定有紫外灯，紫外灯穿过光催化剂支撑网板和光催化剂；喷淋吸收与紫外光催化塔底部分别开设有气液混合液进口和吸收液出口。
9.如权利要求1所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述活性炭吸附塔包括出气口、再生剂进口、再生剂分布器、进气口、再生剂出口、活性炭支撑网板、活性炭；
活性炭吸附塔的顶部分别开设有出气口和再生剂进口，在再生剂进口的下端安装有一个再生剂分布器；活性炭吸附塔的底部分别开设有进气口和再生剂出口；活性炭吸附塔内设置有活性炭支撑网板，活性炭支撑网板上填装有活性炭。
10.如权利要求1所述挥发性有机物废气净化装置，其特征在于，所述挥发性有机物废气净化装置还设置有控制配件，控制配件设置有储液罐的控制阀、吸收液进入喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入臭氧毁灭器的控制阀、吸收液循环泵控制开关、吸收液排出喷淋吸收与紫外光催化罐的控制阀、吸收液进入等离子体与紫外光催化罐的控制阀、气体排出喷淋吸收与紫外光催化罐进入活性炭吸附塔的控制阀、气体排出活性炭吸附塔进入臭氧毁灭器的控制阀、流量计、放电等离子体电源控制开关、等离子体与紫外光催化罐中紫外灯控制开关、喷淋吸收与紫外光催化塔中紫外灯控制开关、臭氧毁灭器控制开关、吸收液排出等离子体与紫外光催化罐的控制阀、再生剂进入活性炭吸附塔的控制阀、再生剂排出活性炭吸附塔的控制阀、进气风机控制开关和进气风机。
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