含有VOC气体的处理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及含有VOC气体的处理系统及方法，尤其是涉及一种无需添加任何氧化剂、处理成本低的含有VOC气体的处理系统及方法。本装置利用纳米级水泡爆破时产生的局部高温高压环境，打断有机化合物的分子键，实现降解含有气体中VOC的目的，该系统及方法在降解VOC过程中不需要使用任何的氧化剂，全部的分解过程只需要水参与；且回收后的水可以在循环水装置中，经过过滤等步骤重新参与含有VOC气体的处理过程，无任何损耗；由于没有其他氧化剂的参与，除了对环境和人体没有影响外，也极大的减轻了排放者的处理负担。

【技术实现步骤摘要】
一种含有VOC气体的处理系统及方法
本专利技术涉及含有VOC气体的处理系统及方法，尤其是涉及一种无需添加任何氧化剂、处理成本低的含有VOC气体的处理系统及方法。
技术介绍
VOC物质是指在常温下容易挥发的有机物质的总称，常见的有甲醛、甲苯和二甲苯等等。传统的喷涂行业在制品喷涂过程中使用大量的硝基漆原辅材料，硝基漆原辅材料含有大量的机溶剂，尤其是二甲苯、甲苯、苯等高挥发性溶剂含有的芳香烃既有毒又易燃，且极易挥发到环境中，造成向大气中排放了众多VOC，污染大气环境和危害人体健康。有机化合物不仅对人体有刺激作用，而且其中不少对内脏有毒害作用，还有的是致突变物与致癌物。有机化合物中的烯烃和某些芳香烃化合物，在大气中，在阳光的作用下，还可以和氮氧化物发生反应形成洛杉矶型的光化学烟雾或工业型光化学烟雾，造成二次污染。中国专利CN01138636公开了一种含有VOC有机废气的处理设备与处理方法，该专利整合臭氧氧化技术与传统湿式洗涤技术、并利用氧化剂(尤其是双氧水)来处理VOC废气，该种处理方式需要提供大量的双氧水，处理成本较高，且吸入双氧水蒸气或雾对人体呼吸道有强烈性，眼直接接触液体可致不可逆损伤甚至失明，操作过程中一旦有失误会产生不可估量的影响。且该处理方式有时候需要对含有VOC的气体进行重复处理，处理成本变高，处理效率低下，无形之中增加了企业的负担。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题而提供一种含有VOC气体的处理系统及方法。本专利技术的目的之一提供一种不需要任何氧化剂的含有VOC气体的处理系统及方法。本专利技术的目的之二是提供一种提高处理效率的含有VOC气体的处理系统及方法。本专利技术的目的之三是提供一种降低处理成本的含有VOC气体的处理系统及方法。本专利技术的目的之四是提供一种可循环利用水的含有VOC气体的处理系统及方法。为实现上述目的，本专利技术含有VOC气体的处理系统包括引风柜、反应塔、循环水装置及纳米水泡装置，所述的纳米水泡装置包括纳米水泡增压泵和纳米水泡发生器，所述的纳米水泡发生器通过纳米水泡增压泵连接循环水装置，所述的纳米水泡发生器依次设置有水流锥形入口、用于加速水流的增压管、用于缓速水流的锥形扩散口、管壁上设计有空穴的紊流管和喷射纳米级水泡的纳米水泡喷口。本专利技术含有VOC气体的处理方法，包括如下步骤：通过引风柜将含有VOC的气体引入反应塔内；纳米水泡装置产生纳米级水泡并与VOC气体混合；纳米级水泡与含有VOC的气体混合后瞬间爆破，形成4000K以上高温、40MPa以上高压的局部环境，该环境下水分子解裂成-H和-OH自由基，-H和-OH自由基使VOC气体的有机化合物分子键断裂、失去活性，固体粒子脱离，实现分解目的；爆破后的纳米级水泡重新形成小水滴并负载固体粒子或失去活性的有机化合物分子落入到循环水装置内，被处理后的VOC气体从反应塔顶部排出。本专利技术的贡献在于，提供了一种含有VOC气体的处理系统，该系统由于纳米水泡发生器的层数可根据情形确定，从进入引风柜到反应塔排出只需要一次处理即可使含有VOC的气体达到甚至低于排放标准；纳米级水泡爆破从而对含有VOC的气体中的有机化合物分子进行分解，不会对环境造成污染，也不需要使用任何的氧化剂，全部的分解过程只需要水参与；且回收后的水可以在循环水装置中，经过过滤等步骤重新参与含有VOC气体的处理过程，基本上没有任何损耗；由于没有其他氧化剂的参与，除了对环境和人体没有影响外，也极大的减轻了排放者的处理负担。【附图说明】图1为处理系统的结构示意图图2为纳米水泡发生器的剖面结构示意图图3为负离子增氧装置的电路示意图【具体实施方式】下列实施例是对本专利技术的进一步解释和补充，对本专利技术不构成任何限制。实施例1如图1、图2所示，本实施例的含有VOC气体的处理系统，包括引风柜10、反应塔20、循环水装置30及纳米水泡装置，所述的纳米水泡装置包括纳米水泡增压泵40和纳米水泡发生器50，所述的纳米水泡发生器通过纳米水泡增压泵40连接循环水装置30，所述的纳米水泡发生器50依次设置有水流锥形入口51、用于加速水流的增压管52、用于缓速水流的锥形扩散口53、管壁上设计有空穴的紊流管54和喷射纳米级水泡的纳米水泡喷口55。纳米水泡喷口喷出直径为50-500纳米的水泡。进行含有VOC的气体的处理时，首先通过引风柜10将含有VOC的气体引入到反应塔20内，由于引风柜10的体积大于VOC废气的接驳口，使含有VOC气体的气流速度在引风柜10内减慢，在引风柜10内缓慢上升，这时，纳米水泡增压泵40从循环水装置30内吸水并压入到纳米水泡发生器50内，当水进入到水流锥形入口51后，受压并加速穿过增压管52，随后进入到锥形扩散口53时，水流突然减速，在紊流管54内形成紊流现象，紊流管54设计有微小空穴，在空穴的作用下使水流形成直径为50-500纳米的纳米级水泡，纳米级的水泡从纳米水泡喷口55喷出，并与含有VOC的气体混合。由于纳米级水泡具有以下特性，可以使得采用纳米级水泡分解含有VOC的气体成为得以实现：首先，纳米水泡迅速崩溃产生超声波对液体分子挤压，改变了介质原来的密度，使其增大；而在稀疏相位时，使液体分子稀疏，进一步离散，介质的密度减小。当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时，在负压相(即稀疏相)内，液体分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡，微泡进一步长大成为空化气泡。这些气泡一方面可以重新溶解于液体介质之中，也可能上浮并消失；另一方面，随着声场的变化而继续长大，直到负压达到最大值，在紧接着的压缩过程中，这些空化气泡被压缩，其体形缩小，有的甚至影响超声波降解有机物的因素。纳米级水泡迅速崩溃过程中，瞬间能产生4000K的高温、50MPa高压，持续数微秒后，热点随之冷却，并伴随有强烈的冲击波和达100m/s速度的微射流。这些条件足以使有机物在纳米级水泡内发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解或自由基反应，为VOC的降解创造了一个极端的物理环境。其次，当液体处于超声场中时，压力波形成高压条件，足以打开结合力较强的化学键，使得水分子H2O分解为-H和-OH自由基或者生成H2O2，产生的氧化性自由基扩散到水体中，再通过纳米水泡的方式与VOC发生反应。再次，纳米级水泡在崩溃的瞬间，产生4000K的高温。这种极端环境对挥发进入纳米级水泡的有机气体，及纳米级水泡气液界面处的有机物，有热解断键作用，使得VOC得到降解。该装置产生的纳米级水泡的直径为50-500纳米，意味着同等质量的水可产生更多的纳米级水泡，能更充分的与含有VOC的气体混合，降解更为彻底。实施例2如图1、图2所示，本实施例对实施例1进行了进一步的改进，要求纳米水泡喷口55喷洒纳米级水泡的范围覆盖整个反应塔的横截面。该种改进使得纳米级水泡能充分的与含有VOC的气体混合，最大程度上的降低气体中的VOC含量。实施例3如图1、图2所示，本实施例对实施例2进行了进一步的改进，使纳米水泡喷口55的朝向与含有VOC的气体的气流方向逆向。该种改进使含有VOC的气体与纳米级水泡对撞，减缓含有VOC气体的气流速度，延长纳米级水泡与VOC的接触时间，使反应时间更充分，提高反应效率，同时对撞使纳米级水泡与含有VOC气体之间形成涡流，增本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有VOC气体的处理系统，包括引风柜、反应塔、循环水装置及纳米水泡装置，其特征在于：所述的纳米水泡装置包括纳米水泡增压泵和纳米水泡发生器，所述的纳米水泡发生器通过纳米水泡增压泵连接循环水装置，所述的纳米水泡发生器依次设置有水流锥形入口、用于加速水流的增压管、用于缓速水流的锥形扩散口、管壁上设计有空穴的紊流管和喷射纳米级水泡的纳米水泡喷口，所述的纳米水泡喷口喷出直径为50‑500纳米的水泡。

【技术特征摘要】
1.含有VOC气体的处理系统，包括引风柜、反应塔、循环水装置及纳米水泡装置，其特征在于：所述的纳米水泡装置包括纳米水泡增压泵和纳米水泡发生器，所述的纳米水泡发生器通过纳米水泡增压泵连接循环水装置，所述的纳米水泡发生器依次设置有水流锥形入口、用于加速水流的增压管、用于缓速水流的锥形扩散口、管壁上设计有空穴的紊流管和喷射纳米级水泡的纳米水泡喷口，所述的纳米水泡喷口喷出直径为50-500纳米的水泡；通过引风柜将含有VOC的气体引入反应塔内；纳米水泡装置产生纳米级水泡并与VOC气体混合；纳米级水泡与含有VOC的气体混合后瞬间爆破，形成4000K以上高温、40MPa以上高压的局部环境，该环境下水分子解裂成-H和-OH自由基，-H和-OH自由基使VOC气体的有机化合物分子键断裂、失去活性，固体粒子脱离，实现分解目的；爆破后的纳米级水泡重新形成小水滴并负载固体粒子或失去活性的有机化合物分子落入到循环水装置内，被处理后的VOC气体从反应塔顶部排出。2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于：纳米水泡喷口喷洒纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祚辉，胡俊杰，
申请(专利权)人：佛山山象环保工程服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44