本实用新型专利技术公开了一种嵌入式等离子体吸附催化处理VOCs的反应器，包括：卧式吸附催化固定床，该卧式吸附催化固定床顶部为进气侧，底部带出料口，两端为出气口，内部填充吸附催化剂；相互平行的若干个等离子体反应装置，每个等离子体反应器沿竖直向嵌入卧式吸附催化固定床内，底端封闭且与卧式吸附催化固定床底壁固定，顶端开放为进气口；倾斜式进气装置，位于卧式吸附催化固定床的上方，与所有等离子体反应装置的进气口连通。本实用新型专利技术集等离子体氧化技术、吸附技术和化学催化技术于一体，相互协同提高VOCs的降解效率及能量利用率，提高降解过程中的碳平衡，有效控制有害副产物的生成量，高效降解VOCs成为无害的CO2和H2O。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种嵌入式等离子体吸附催化处理VOCs的反应器，包括：卧式吸附催化固定床，该卧式吸附催化固定床顶部为进气侧，底部带出料口，两端为出气口，内部填充吸附催化剂；相互平行的若干个等离子体反应装置，每个等离子体反应器沿竖直向嵌入卧式吸附催化固定床内，底端封闭且与卧式吸附催化固定床底壁固定，顶端开放为进气口；倾斜式进气装置，位于卧式吸附催化固定床的上方，与所有等离子体反应装置的进气口连通。本技术集等离子体氧化技术、吸附技术和化学催化技术于一体，相互协同提高VOCs的降解效率及能量利用率，提高降解过程中的碳平衡，有效控制有害副产物的生成量，高效降解VOCs成为无害的CO2和H2O。【专利说明】-种嵌入式等离子体吸附催化处理VOCs的反应器
本技术涉及一种VOCs治理的反应器，尤其涉及一种嵌入式等离子体吸附催 化治理VOCs的反应器。
技术介绍
挥发性有机物（VOCs)是继粉尘之后的第二大类量大面广的大气污染物，它们不仅 会导致臭氧空洞、光化学烟雾等大气污染问题，而且大都为有毒物质，对人体健康产生巨大 危害。废气中的VOCs不仅种类繁多，而且浓度大都在几百ppm，处理难度极大。传统的VOCs 控制方法是利用活性炭对其进行吸附，但吸附后的活性炭往往直接抛弃填埋，很容易造成 二次污染。所以，近年来VOCs的控制研究逐步转向可以将VOCs转化为无害物质（〇) 2和!120 等)的方法。低温等离子体VOCs控制技术利用强电场下的气体放电产生具有很强化学活性 的高能电子、离子、自由基等物质，这些活性粒子在增强氧化能力、促进分子离解以及加速 化学反应等方面都具有很高的效率，可以对废气中低浓度的VOCs进行深度氧化，生成无害 的C0 2和H20,因而逐渐成为国内外VOCs控制技术研发的热点。介质阻挡放电是至少有一 个电极表面被绝缘电介质覆盖，或在放电空间插入绝缘电介质的一种放电形式。微放电是 介质阻挡放电的核心，微放电过程不仅起到储能作用，限制电流密度的自由增长，使放电稳 定并产生延时极短的脉冲，还能防止局部火花或弧光放电。而且介质阻挡放电能和吸附、催 化等技术结合，使等离子体氧化、化学吸附和催化发挥协同作用，高效无害的降解VOCs，因 而逐渐成为VOCs降解的最佳途径。 介质阻挡微放电能产生大量具有强化学活性的电子、离子和自由基，将有 机污染物氧化成〇) 2和!120等无害物质。然而研究表明单纯的介质阻挡微放电虽 然对苯、甲苯、三氯乙烯等具有较高的脱除效率，但存在能量利用率低、碳化率不高 等 问题。Magureanu 等人（Μ· Magureanu, Ν· Β· Mandache, et al. Applied Catalysis B-Environmental，2007, 74:270-277)使用介质阻挡放电处理三氯乙烯时发现，虽然取得 了 90%的脱除效率，但能量密度却达到了 500J/1，另外副产物中C02的选择率也只有25%， 处理过程中生成了较多的C0。最近，为了克服单纯介质阻挡微放电的缺点，组合介质阻挡 放电和化学催化来处理有机污染物逐步发展起来，脱除率、能量利用率和C0 2选择率都有 所提高（T Hammer，T.Kappes，et al. Catalysis Today，2004,89:5-14;R.B.Sun，Z.G.Xi，et al. Atmospheric Environment, 2007, 41:6853-6859)〇 Delagrange 等人（S. Delagrange, L. Pinard，et al· Applied Catalysis B. 2006:68:92-98)发现介质阻挡放电结合 Mn02/ Y -A1203催化剂可以使甲苯转化率从单独放电时的36%提高到88%，C02/C0的比率从0. 75 提高到1. 3,同时Μη02可以有效抑制03这一副产物的生成。另外，研究表明介质阻挡放电 和化学催化结合能够产生协同效应，介质阻挡放电能够促进催化剂表面活性物质的生成， 而催化剂的加入可以强化电离，在催化剂微孔内产生气体放电，从而促进活性物质的产生。 介质阻挡放电组合化学催化一定程度上提高了有机污染物的脱除效率，降低了能耗，抑制 了有害副产物的生成。但是由于VOCs在废气中的浓度一般较低(几百ppm)，而且存在形式 多样，导致能耗较高，C02选择率较低。为此，如何提高VOCs的降解效率，降低能耗，有效控 制有害降解副产物的生成，将成为等离子体催化结合处理V0CS技术的关键所在。而在反应 器方面的设计改进将是解决该关键问题的重要途径之一。 等离子体协同化学催化剂的反应器一般分为两段式和一段式。两段式反应器中催 化剂一般置于放电等离子体反应器之后，等离子体化学反应和诱导的催化反应分段进行。 对于两段式反应器，短寿命活性物种一般很难达到放电区下游的催化剂段，主要是由短寿 命活性粒子与气氛中的N 2、02、H20等分子发生反应形成长寿命的活性物种03、H 202等在催 化剂表面与VOCs分子发生反应，不能完全体现非热平衡等离子体与催化剂的协同作用。而 一段式反应器中催化剂与等离子体放电结合在一起，放电产生的短寿命活性物种如0(?)、 0 (3P)、〇H-能够迅速到达催化剂表面，对于改善催化剂表面的化学特性很重要的作用。两段 式反应器在脱除VOCs的应用上优势较小，正因为如此，目前的等离子体催化反应器主要为 一段式反应器。 但是一段式等离子体催化反应器由于要把吸附催化剂填充在等离子体反应器的 间隙内，但等离子体反应器的间隙往往在100?300_，填充的吸附催化剂有限，气体的停 留时间较短，吸附催化效果较差。而传统的二段式等离子体催化反应器，由于将等离子体和 吸附催化剂分成两段布置，等离子体过程中产生的活性粒子由于寿命极短，无法到达吸附 催化段，素以不能高效发挥等离子体和吸附催化之间的协同效应。
技术实现思路
本技术针对目前难以处理的低浓度VOCs废气，提供了一种等离子体吸附催 化治理VOCs的反应装置，该装置集等离子体氧化技术、吸附技术和化学催化技术于一体， 充分发挥各个技术的优势，提高了 VOCs的降解效率及能量利用率，同时也能提高降解过程 中的碳平衡，有效控制了有害副产物的生成量，高效降解VOCs成为无害的C0 2和H20。 -种嵌入式等离子体吸附催化处理VOCs的反应器，包括： 卧式吸附催化固定床，该卧式吸附催化固定床顶部为进气侧，底部带出料口，两端 为出气口，内部填充吸附催化剂； 规则布置的若干个等离子体反应装置，每个等离子体反应器沿坚直向嵌入所述卧 式吸附催化固定床内，底端封闭且与所述卧式吸附催化固定床底壁固定，顶端开放为进气 口，并伸出吸附催化固定床顶部； 进气装置，位于所述卧式吸附催化固定床的上方，与所有等离子体反应装置的进 气口连通。 该反应装置运行时，含VOCs的气体由进气装置进入反应器，首先通过等离子体反 应装置的上端开口进入等离子体反应装置，在放电气隙内发生等离子体氧化反应。之后经 过外电极过滤网进入到吸附催化层，完成进一步的吸附催化氧化作用，将VOCs彻底本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种嵌入式等离子体吸附催化处理VOCs的反应器，其特征在于，包括：卧式吸附催化固定床，该卧式吸附催化固定床顶部为进气侧，底部带出料口，两端为出气口，内部填充吸附催化剂；规则布置的若干个等离子体反应装置，每个等离子体反应器沿竖直向嵌入所述卧式吸附催化固定床内，底端封闭且与所述卧式吸附催化固定床底壁固定，顶端开放为进气口，并伸出吸附催化固定床顶部；进气装置，位于所述卧式吸附催化固定床的上方，与所有等离子体反应装置的进气口连通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴祖良，郑建明，侯培，陈斌，
申请(专利权)人：杭州尊邦科技有限公司，浙江工商大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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