[发明专利]一种湿式低温等离子体脱除烟气中有机污染物系统

说明书

本发明公开了一种湿式低温等离子体脱除烟气中有机污染物系统，包括湿式等离子体催化氧化塔；所述等离子体催化氧化塔内设有至少一个催化反应单元，所述催化反应单元包括喷淋器、催化剂填料层和等离子体放电电极；所述喷淋器设于催化剂填料层的上方，所述等离子体放电电极包括上电极和下电极，上电极设于催化剂填料层与喷淋器之间，下电极设于催化剂填料层下方。本发明所述系统将烟气在湿式等离子体催化氧化塔中经等离子体和催化剂的协同作用，实现烟气中多种有机污染物被等离子体和催化剂协同降解，吸附到催化剂表面的有机物彻底降解矿化为无机物，在等离子体作用下使置于等离子体放电区域内的原子级催化剂原位再生，实现烟气中有机污染物的分解。

技术领域

本发明涉及一种废气处理装置，具体涉及一种湿式低温等离子体脱除烟气中有机污染物系统。

背景技术

燃煤锅炉或工业窑炉在生产过程中燃烧消耗大量的煤炭，同时产生大量烟气，烟气中携带排放大量污染物，主要包括粉尘、NO_x、SO₂和有机污染物。燃煤产生的有机污染物种类复杂且浓度极低，主要以半挥发性有机物和挥发性有机物为主，这些有机污染物对生态环境和人体健康均构成重大威胁。目前，针对燃煤过程排放有机污染物还主要停留在生成机理、排放特性的研究阶段，对末端控制措施研究甚少，更缺乏高效的针对性控制手段。国内外针对工业源有机污染物排放控制已有大量的研究和应用基础，形成了多种控制有机污染物的方法和技术，主要包括吸附法、热力燃烧法、光催化法、生物法等。吸附法活性炭吸附更换周期短、不耐湿度和高温，产生大量废活性炭；热力燃烧法设备投资成本高，需辅助燃料，运行能耗大，产生NO_x等二次污染；光催化氧化法不耐湿度和高温，产生大量废气紫外灯管；生物法设备体积庞大且不耐高温，处理效率不稳定，无法实现稳定达标排放。综上，现有的工业有机污染物单一处理技术存在二次污染或无法稳定达标的问题，而且处理能力有限，难以解决燃煤烟气中浓度低、组分复杂、总量大、毒性高的有机污染物的净化难题，急需开发全新的燃煤烟气有机污染物处理技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种湿式低温等离子体脱除烟气中有机污染物系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种湿式低温等离子体脱除烟气中有机污染物系统，包括湿式等离子体催化氧化塔；所述等离子体催化氧化塔下部设有进气口和吸收液出水口，所述等离子体催化氧化塔内设有至少一个催化反应单元，所述催化反应单元包括喷淋器、催化剂填料层和等离子体放电电极；所述催化剂填料层内设有催化剂填料，所述喷淋器设于催化剂填料层的上方，所述等离子体放电电极包括上电极和下电极，上电极设于催化剂填料层与喷淋器之间，下电极设于催化剂填料层下方。

本发明将等离子体电极(上电极和下电极)分别布置于催化填料层的上方和下方，使催化填料层区域在上电极和下电极施加高压电的情况下在催化填料间隙中产生等离子体微放电现象。

因此，本发明所述系统将烟气在湿式等离子体催化氧化塔中经等离子体和催化剂的协同作用，实现烟气中多种有机污染物被等离子体和催化剂协同降解，吸附到催化剂表面的有机物彻底降解矿化为无机物，在等离子体作用下使置于等离子体放电区域内的原子级催化剂原位再生，溶于喷淋吸收液的有机污染物也同时被降解，可实现喷淋吸收液的长期重复使用、极低或无二次污染的产生。

可以根据烟气的具体处理情况设置多级催化反应单元。

优选地，所述催化剂填料为负载催化剂的多孔载体；所述催化剂为金属催化剂和/或金属氧化物催化剂。优选地，所述多孔载体为多孔陶瓷。所述多孔陶瓷结构可为块状、球形，更优选地，所述多孔载体为球形多孔陶瓷。

优选地，所述催化剂为Pt、Ag、Au、Pd、Rh、Co、Ir、Fe及其氧化物的至少一种。所述催化剂为原子级催化剂，可以为一种或多种金属催化剂或结合金属氧化物催化剂，但不限于上述催化剂。