[发明专利]处理含油烟、粉尘复杂工业有机废气的方法及设备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理复杂工业废气的方法，更具体地说，本发明涉及一种处理含油烟、粉尘复杂工业有机废气的方法及设备与应用。

背景技术

工业生产过程排放的废气中的污染物由于其成分复杂、浓度较低，难以在后续过程中在催化剂上充分接触和有效去除，因而使得一些控制技术花费较多且相对困难。光催化氧化技术对去除微量有机污染物存在一定的潜在优势。但是，在流量大的工业有机废气处理过程中，由于有机废气在光催化氧化装置中停留时间不够长，导致光催化剂不能有效地、一次性地氧化降解废气中的有机物。另外，随着光催化剂处理废气的时间延长，光催化剂的催化效率会随着处理负荷的增加而有所降低。更重要的是，复杂工业废气中含有的大量颗粒物如油烟、粉尘等会随着运行时间的延长严重影响和遮蔽光催化剂，从而导致光催化净化的效率逐渐降低。因此，在实际工业废气的处理过程中，利用单独的光催化氧化技术难以达到理想的污染控制效果。因此，将光催化氧化技术与其他处理废气的技术特别是对颗粒物具有很好拦截和净化能力的技术进行集成化研究是光催化技术应用于复杂工业有机废气污染控制的必然选择。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的不足，提供一种处理含油烟、粉尘复杂工业有机废气的方法。

本发明的另一目的在于提供实现上述处理含油烟、粉尘复杂工业有机废气的方法的设备。

本发明的再一个目的在于提供上述设备在处理复杂工业废气中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种处理含油烟、粉尘复杂工业有机废气的水喷淋预处理-等离子体除尘-光催化氧化联用方法，包括以下步骤：

(1)水喷淋预处理：通过集气罩收集待处理的含油烟、粉尘复杂工业有机废气，经喷淋塔水洗将废气中油烟和大颗粒粉尘进行去除，消除油烟和大颗粒粉尘对后续等离子体除尘器和光催化反应装置的影响，延长电极和光催化剂的寿命，得到去除油烟和大颗粒粉尘后的废气；

(2)等离子体除尘：去除油烟和大颗粒粉尘后的废气进入等离子体除尘器，废气中粒径大于2.5μm的小颗粒粉尘得到有效去除，进一步消除颗粒物对光催化剂的遮蔽作用，延长光催化剂的寿命，得到去除颗粒物后的废气；

(3)光催化氧化：去除颗粒物后的废气进入光催化反应装置，在光催化剂的作用下，大部分挥发性有机物分解为小分子有机物或矿化为CO₂和H₂O，完成对含油烟、粉尘复杂工业有机废气的处理。

本发明所述的大颗粒粉尘是指动力学直径100微米以上的粉尘，所述小颗粒粉尘是指动力学直径100微米以下的粉尘。

一种实现所述处理含油烟、粉尘复杂工业有机废气的方法的设备，所述的设备包括用于收集气体的集气罩、喷淋塔以及等离子体除尘器-光催化氧化一体化反应器；所述的集气罩、喷淋塔以及等离子体除尘器-光催化氧化一体化反应器通过管道依次相连；其中，所述的喷淋塔与等离子体除尘器-光催化氧化一体化反应器之间以及设备出气口均设置有风机。

所述的喷淋塔中所用喷淋液为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾等中的一种或多种混合物水溶液。

所述的等离子体除尘器-光催化氧化一体化反应器由等离子体除尘器和光催化反应装置采用一体化无缝连接制成。

所述的等离子体除尘器优选为高压等离子体除尘器。

所述的光催化反应装置包含用于激发光催化剂的紫外灯、光催化剂和流过式光催化固定床；所述的紫外灯、光催化剂和流过式光催化固定床依次排布，光催化剂固定在流过式光催化固定床上。

所述的光催化剂为负载在多孔结构泡沫镍上的纳米TiO₂-SiO₂复合光催化剂或者纳米ZnO-SnO₂复合光催化剂；所述的光催化剂需被紫外光激发，才能有效分解有机废气中挥发性有机物质。

所述的设备可以应用于各种复杂工业废气的处理，特别适用于各种工业车间排放含油烟、粉尘和挥发性有机物的复杂有机无机混合废气的直接净化处理。