[发明专利]一种VOCs废气治理系统和治理VOCs废气的方法

权利要求书

1.一种VOCs废气治理系统，其特征在于，包括：

第一喷淋塔，其上设置有进气口、出气口、喷淋液进口和塔釜液出口；

低温等离子反应器，其上设置有进气口和出气口；所述低温等离子反应器的进气口与所述第一喷淋塔的出气口相连接，其连接管道上设置有第一截止阀；

第二喷淋塔，其上设置有进气口、出气口、喷淋液进口、第一塔釜液出口、第二塔釜液出口和塔釜液回流口；所述第二喷淋塔的进气口与所述低温等离子反应器的出气口相连接，其连接管道上设置有第二截止阀；所述第二喷淋塔的喷淋液进口与所述第一喷淋塔的塔釜液出口相连接，其连接管道上设置有第一循环泵；所述第二喷淋塔的第一塔釜液出口与所述第一喷淋塔的喷淋液进口相连接，其连接管道上设置有第二循环泵；

UV光催臭氧反应器，其上设置有进气口、出气口、进液口和出液口；所述UV光催臭氧反应器的进液口与所述第二喷淋塔的第二塔釜液出口相连接，其连接管道上设置有第三截止阀；所述UV光催臭氧反应器的出液口与所述第二喷淋塔的塔釜液回流口相连接，其连接管道上设置有第三循环泵和第四截止阀；所述UV光催臭氧反应器的进气口与所述低温等离子反应器的出气口相连接，其连接管道上设置有第五截止阀；所述UV光催臭氧反应器的出气口与所述低温等离子反应器的进气口相连接，其连接管道上设置有第四循环泵和第六截止阀；

制氧机，所述制氧机的氧气出口与所述低温等离子反应器的进气口相连接，其连接管道上设置有第七截止阀。

2.根据权利要求1所述的治理系统，其特征在于，还包括用于调控第一喷淋塔pH值的pH调控装置。

3.根据权利要求1所述的治理系统，其特征在于，还包括用于向所述UV光催臭氧反应器内补进新鲜工艺水的液位补偿装置。

4.根据权利要求1所述的治理系统，其特征在于，还包括用于检测所述UV光催臭氧反应器内水体COD值的COD检测装置。

5.根据权利要求1所述的治理系统，其特征在于，所述UV光催臭氧反应器内装填的催化剂为单原子催化剂。

6.根据权利要求5所述的治理系统，其特征在于，所述单原子催化剂按照以下步骤制备得到：

a)将活性金属源化合物、单原子催化剂载体和溶剂混合，搅拌干燥，得到单原子催化剂前驱体；

b)将所述单原子催化剂前驱体在氢氦混合气氛中还原煅烧，得到单原子催化剂。

7.根据权利要求6所述的治理系统，其特征在于，步骤a)中，所述单原子催化剂载体按照以下步骤制备得到：

十六烷基三甲基溴化铵和钛源化合物在溶剂中进行溶剂热反应，得到单原子催化剂载体。

8.根据权利要求6所述的治理系统，其特征在于，步骤a)中，所述活性金属源化合物包括Cu源化合物、Fe源化合物、Au源化合物、Pt源化合物和Pd源化合物中的一种或多种。

9.根据权利要求6所述的治理系统，其特征在于，步骤b)中，所述煅烧的温度为100～400℃；所述煅烧的时间为30～120min。

10.一种在权利要求1～9任一项所述的治理系统中治理VOCs废气的方法，包括以下步骤：

A)打开第一截止阀和第二截止阀，并启动第一循环泵和第二循环泵，之后将VOCs废气送入第一喷淋塔的进气口中，所述VOCs废气依次经过第一喷淋塔的水洗、低温等离子反应器的低温等离子处理和第二喷淋塔的二次水洗后，在第二喷淋塔的出气口得到治理后废气；

B)VOCs废气治理过程中，第一喷淋塔和第二喷淋塔中的水洗液逐渐吸收饱和，水洗效果下降；待第二喷淋塔出气口排出的治理后废气中VOCs浓度超过设定值时，关闭第二循环泵，并打开第三截止阀，第一喷淋塔内的塔釜液经第一循环泵抽至第二喷淋塔中，接着随第二喷淋塔塔釜液一起进入到UV光催臭氧反应器内；

C)待第一喷淋塔塔釜液和第二喷淋塔塔釜液全部进入到UV光催臭氧反应器后，关闭第一循环泵、第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，打开第五截止阀、第六截止阀和第七截止阀，启动制氧机向低温等离子反应器中注入一定量的氧气后关闭制氧机和第七截止阀，注入的氧气在低温等离子反应器内进行等离子发生，之后氧气发生的低温等离子体进入到UV光催臭氧反应器内，开启UV光催臭氧反应器的UV照射装置，利用所述氧气发生的低温等离子体和UV光对UV光催臭氧反应器内的水体进行协同处理；期间，开启第四循环泵，通过第四循环泵使系统内的气体流动并形成闭环回路；

D)所述协同处理的过程中，UV光催臭氧反应器内的水体COD值逐渐降低，待所述COD值低于设定值时，关闭低温等离子反应器和UV光催臭氧反应器的UV照射装置，等待所述闭环回路内臭氧代谢至全部分解后，关闭第五截止阀、第六截止阀和第四循环泵，之后打开第四截止阀，并启动第三循环泵，使UV光催臭氧反应器内的水体抽送回第二喷淋塔中，抽送完毕后，关闭第三循环泵和第四截止阀；之后进行下一轮的步骤A)～D)操作。