[实用新型]一种基于自由基高级氧化的VOCs脱除系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及大气污染物控制领域，具体涉及一种基于自由基高级氧化的VOCs脱除系统。

背景技术

VOCs是挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds)的英文缩写。大量研究表明，VOCs通过呼吸道和皮肤进入人体后，能给人的呼吸、血液、肝脏等器官造成暂时性和永久性病变(例如会引发各种血液病和癌症)。工业生产中会产生各种有机物废气，主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等，这些有机废气会造成大气污染，危害人体健康。随着经济的快速发展和人们环保意识的提高，尾气中VOCs脱除问题越来越受到人们的关注。同时国家也制定了相应的法律法规对VOCs的排量作了严格的限制。研究开发VOCs的高效脱除技术已成为世界各国关注的热点问题。

在过去的几十年中，国内外研究人员对废气中VOCs脱除问题作了大量的研究并开发了多种VOCs脱除方法。按照脱除的基本原理，废气VOCs脱除方法主要包括冷凝回收法﹑吸收法﹑直接燃烧法﹑催化燃烧法和吸附法等。冷凝回收法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况，需要附属冷冻设备，主要应用于制药、化工行业，而印刷企业较少采用，应用范围受到局限。吸收法常用的是物理吸收，即将废气引入吸收液净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收。这种方法适用于大气量、低温度、低浓度的废气，但需配备加热解析回收装置，设备体积大、投资较高。直接燃烧法是利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧，将混合气体加热，使有害物质在高温作用下分解为无害物质。该方法工艺简单、投资小，适用于高浓度、小风量的废气，但对安全技术、操作要求较高。催化燃烧法是把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水，这种方法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、适用于高温或高浓度的有机废气，但催化剂容易中毒失活，稳定性差。活性炭吸附法脱除效率可达95％，设备简单、投资小，但活性炭更换频繁，增加了装卸、运输、更换等工作程序，导致运行费用增加。因此，到目前为止，尽管有多种VOCs脱除技术被开发和利用，但每一种技术几乎都有应用范围的限制和有诸多缺点。因此，继续开发更加经济有效的VOCs脱除技术具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型涉及一种基于自由基高级氧化的VOCs脱除系统，所述脱除系统基于的方法是采用紫外光辐射分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基作为VOCs的氧化剂，在撞击床中氧化脱除废气中的有害气体VOCs。

本实用新型的脱除系统的原理及反应过程如下：

1、由图1所示，采用电子自旋共振光普仪可测定到紫外光辐射过氧化氢系统中产生了羟基自由基。因此，紫外光辐射分解过氧化物首先是释放了具有强氧化性的羟基自由基，具体过程可用如下的化学反应(1)表示：

H₂O₂+UV 2×OH

(1)

2、由图2所示，采用电子自旋共振光普仪可测定到紫外光辐射过硫酸铵系统中产生了硫酸根和羟基自由基。因此，紫外光辐射分解过硫酸盐首先是释放了具有强氧化性的硫酸根和羟基自由基，具体过程可用如下的化学反应(2)和(3)表示：

3、产生的强氧化性的硫酸根和羟基自由基可将废气中的VOCs氧化脱除：

a×OH+bVOCs cCO₂+dH₂O+Carbon residues

(4)

反应产生的残炭溶液进入尾部分离塔过滤分离，分离后的残炭进入干燥塔干燥产生可作为燃料的残炭。

为实现以上目的，根据上述原理，本实用新型采用的实施方案如下：