[实用新型]工业有机废气低温等离子体集成净化装置

说明书

技术领域

本实用新型属于环境保护技术领域，涉及一种用于工业低浓度复合有机废气治理的净化装置。

背景技术

工业有机废气主要来源于石油化工、污水处理、垃圾处理、化学制药、航天、电子工业、皮革加工等生产过程中，不仅污染车间环境，危害岗位工作人员身体健康，而且是诱发光化学烟雾的主要前体污染物，对城市空气质量构成了严重的威胁。由于工业有机废气具有风量大、浓度低、多组分复合污染的特点，且气体风量与有机废气浓度波动较大，其治理难度相对较大。

目前，国内外用于工业有机废气的处理方法主要有催化燃烧法、吸附法、吸收法、冷凝法、生物法及等离子体氧化法等。催化燃烧法净化效率高，但缺点是设备体积较大，一次性投资及设备运行能耗较大，且存在安全隐患。吸附法主要用活性炭吸附，净化效果理想，但活性炭吸附饱和后需要再生，再生后的有机废气仍需处理。吸收法、冷凝法应用范围受限。生物法投资和运行费用较低，但运行操作复杂、占地面积较大，存在二次污染的可能性。等离子体氧化法对有机废气的去除效率虽然高，但缺点是等离子体自由基反应过程中同时产生O₃、NO_x、及纳米尺度气溶胶粒子等有害副产物。因此，申请人提出一种低温等离子体与分子筛吸附、催化相结合净化装置，在达到较高去除效果的同时抑制二次污染。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种基于低温等离子体与分子筛吸附、催化协同作用的工业有机废气净化装置，不仅可以提高等离子体去除有机气体的能量利用率，而且能有效地控制二次污染问题。

为实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种工业有机废气低温等离子体集成净化装置，其特征在于，在装置壳体内依次串联低温等离子体单元与分子筛吸附/催化单元，装置壳体外配有产生等离子体的高频脉冲电源、循环风机及引风机；其中：

所述的等离子体单元采用流光电晕放电反应器，反应器放电极为线状或锯齿状金属电极，接地极为金属板状电极，等离子体由高频脉冲电源产生；

所述的分子筛吸附/催化单元由2个分子筛吸附/催化模块构成的独立仓室并联组成，独立仓室内分子筛吸附/催化模块由蜂窝状分子筛、线型电极及金属网状电极构成，并连接高频脉冲电源，与外接气体管道、管道进出口阀门、循环风机相连接。

所述的蜂窝状分子筛、线型电极及金属网状电极组装成一体式结构。

所述分子筛吸附/催化单元由多级分子筛吸附/催化模块组成。

所述的分子筛吸附/催化模块中的金属网状电极为接地极，中间的线型电极为高压放电极。

所述的分子筛吸附/催化模块中蜂窝状分子筛具有较强的憎水性，它由等体积浸渍法或阳离子交换法负载含有活性组分Mn、Ag、Cu、Ti、Co、Ni、Ce中任意两种或两种以上的复合金属氧化物催化剂。

本实用新型的技术效果表现在：

1）本实用新型将低温等离子体与分子筛吸附、催化相结合，避免了低温等离子体要完全氧化降解有机气体，需要注入更高的能量，造成能耗高，能量利用率低的缺点，同时有效地控制了等离子体放电过程中产生的O₃、NO_x、纳米尺度气溶胶粒子等有害副产物造成的二次污染。

2）有机气体先经过等离子体氧化预处理后，一方面可以起到预除尘效果，减少气体中颗粒物对分子筛吸附性能的影响，避免了采用先吸附浓缩后等离子体降解方法因吸附剂受粉尘堵塞造成吸附能力下降问题；另一方面分子筛吸附了等离子体放电产生的活性组分（如O₃等），能够充分利用这类物质进一步参与催化氧化降解分子筛中吸附的未完全降解的中间产物，提高去除率；此外，在等离子体再生分子筛时，也有利于解吸更多的活性物质参与氧化降解过程，缩短再生时间。

3）分子筛吸附/催化单元采用由蜂窝状分子筛、金属网状及线型电极组装为一体式的紧凑模块结构，一方面使分子筛直接置于等离子体放电区域，分子筛的再生效果更好，催化剂的使用寿命更长；另一方面，系统更加紧凑，气体流通阻力也大大减小。

4）分子筛吸附/催化单元采用内部气体循环，提高了等离子体放电过程产生的强氧化性自由基（如O₃等）的循环利用率，同时提高了分子筛中吸附态污染物的脱附速率，大大缩短分子筛原位再生时间。

5）低温等离子体与分子筛吸附、催化三者相结合，可以显著提高能量利用率，减少二次污染，系统紧凑，操作简单，一次投资和运行费用低。

附图说明

图1为工业有机废气低温等离子体集成净化装置的结构示意图；