本实用新型专利技术涉及一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除系统。主要设有排放源、风机、除尘器、烟气冷却器、臭氧发生器、上下对喷雾化床、循环泵一和二、填料层、紫外灯管、雾化喷嘴、除雾器、储液箱以及产物后处理系统。来自排放源的VOCs在烟道中先被臭氧预氧化为有机中间体。紫外光激发过氧化物产生硫酸根和羟基自由基进一步氧化VOCs以及被臭氧氧化产生的有机中间体，最终分解产物是无害的CO2和H2O。该系统能够高效脱除烟气中的VOCs，且脱除过程无二次污染，是一种具有广阔应用前景的新型VOCs净化系统。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及大气污染物控制领域，具体涉及一种臭氧结合光解过氧化物的 VOCs脱除系统。
技术介绍
VOCs是挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds)的英文缩写。大量研 宄表明，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。研宄开发 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，国内外研宄人员对废气中VOCs脱除问题作了大量的研宄并 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。
技术实现思路
本技术涉及一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除系统，主要设有排放源、 风机、除尘器、烟气冷却器、臭氧发生器、上下对喷雾化床、循环泵一和二、填料层、紫外灯 管、雾化喷嘴、除雾器、储液箱以及产物后处理系统。 本技术系统的反应过程及原理如下： 1、由图1所示，采用电子自旋共振（ESR)仪可测定到系统中产生了硫酸根自由基 和羟基自由基。因此，臭氧结合光辐射过氧化物首先是释放了具有强氧化性的硫酸根自由 基和羟基自由基，具体过程可用如下的化学反应（1)_(6)表示： H202+UV - 2 ? OH (1) ? 0+H202- ? OH+HO 2 ? (6) 2、产生的强氧化性的硫酸根自由基和羟基自由基可将烟气中的VOCs深度氧化为 洁净的〇)2和H 20,无二次污染： a ? 0H+bV0Cs - cC02+dH20+Carbon residues (7) 3、该系统能够高效脱除烟气中的VOCs，且脱除过程无二次污染，是一种具有广阔 应用前景的新型烟气净化系统。 为实现以上目的，本技术采用的技术方案如下： 本技术所述的一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除系统，所述系统设有 排放源、风机、除尘器、烟气冷却器、臭氧发生器、上下对喷雾化床、循环泵一和循环泵二、储 液箱以及产物后处理系统；所述上下对喷雾化床自上而下依次设有烟气出口、除雾器、雾化 喷嘴、紫外灯管、填料层以及底部出口；排放源通过烟道连接除尘器入口，除尘器的出口连 接烟气冷却器的入口，所述烟气冷却器的出口连接上下对喷雾化床的底部，臭氧发生器通 过管道连接于烟气冷却器与上下对喷雾化床的连接管道上，所述储液箱通过管道进入上下 对喷雾化床内，所述管道上设有至少一组上下对称的雾化喷嘴；所述上下对喷雾化床内上 下对称的雾化喷嘴之间设有紫外灯管排。 所述储液箱进入上下对喷雾化床的管道上设有将过氧化物溶液引入的喷雾化床 的循环泵一；所述上下对喷雾化床的溶液出口设有将过氧化物溶液引入储液箱的循环泵 --〇 上下对喷雾化床的截面为正方形或矩形，内部设有一组以上的紫外灯管排，每组 紫外灯管排上下均设有雾化喷嘴。紫外灯管排上部的雾化喷嘴向下喷溶液，紫外灯管排下 部的雾化喷嘴向上喷溶液。相邻两组紫外灯管排之间的距离A位于l〇 Cm-5〇Cm之间。紫外 灯管排中相邻两根紫外灯管的间距B位于3cm-30cm之间。紫外灯管一端（右端）插入后 固定在上下对喷雾化床壁中，且应当密封，防止烟气从间隙中流过造成管排其它地方烟气 分布不均匀。另一端（左端）穿过上下对喷雾化床壁面后预留长度C应在lcm以上，以便 于紫外灯管后期更换和维修。每组紫外灯管排垂直方向（上下方向）上布置的最佳紫外灯 管数目是5-10跟，水平方向布置的最佳紫外灯管数目可由上下对喷雾化床的截面积和选 择的紫外灯管间距计算确定。 该系统的工作过程如下：来自排放源的烟气由风机牵引，经除尘器除尘和烟气冷 却器降温后，再由填料层布风后进入上下对喷雾化床。臭氧发生器产生的臭氧由入口 e汇 入烟气中，并且在烟道中先对烟气中的VOCs进行预氧化。来自储液箱的过氧化物溶液由循 环泵1抽吸，并由雾化喷嘴雾化后喷入上下对喷雾化床。紫外灯辐射紫外光激发过氧化物 产生硫酸根和羟基自由基进一步氧化VOCs以及被臭氧氧化产生的有机中间体。从上下对 喷雾化床上部回落的溶液由出口 b，经循环泵2重新吸入储液箱循环喷淋雾化。VOCs的最 终分解产物是无害的〇)2和H 20。 烟道上设有臭氧发生器产生臭氧预氧化烟气中的VOCs。为了避免臭氧在高温 下自分解，臭氧发生器位于烟气冷却器之后和上下对喷雾化床入口之前，最佳臭氧入口浓 度为20ppm-1000ppm。上下对喷雾化床的最佳烟气入口温度为20-70°C，有效液气比为 0? 5-6. OL/m3,过氧化物的最佳浓度位于0? lmol/L-3. Omol/L之间，溶液的pH位于1. 0-7. 5 之间，最佳的溶液温度为20-70°C。紫外光有效辐射强度为10 y W/cm2-500 y W/cm2,紫外线 有效波长为150nm-365nm。烟气中VOCs的含量不高于2000mg/m 3。所述的过氧化物包括双 氧水和过硫酸铵中的一种或两种的混合。所述的排放源包括燃煤锅炉、内燃机、工业窑炉 、冶炼/炼焦尾气、垃圾焚烧炉以及石油化工设备尾气中的一种或多种的组合。 本技术的优点及显著效果： 1.中国专利（ZL201210431594. 2)提出了一种利用电解工艺脱除VOCs的方法，但 该方法系统和工艺复杂，电耗和应用成本高。本技术采用的一种臭氧结合光解过氧化 物的VOCs脱除方法非常简单，脱除过程稳定可靠，应用成本较低。 2.中国专利（ZL 201410247572. X)提出了一种利用吸附、冷凝和膜分离相结合 的VOCs脱除方法及工艺，但该方法工艺复杂，应用成本高，尤其是尾部的膜分离技术不稳 定，难以工业应用，而本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除系统，其特征在于：所述系统设有排放源、风机、除尘器、烟气冷却器、臭氧发生器、上下对喷雾化床、循环泵一和循环泵二、储液箱以及产物后处理系统；所述上下对喷雾化床自上而下依次设有烟气出口、除雾器、雾化喷嘴、紫外灯管、填料层以及底部出口；排放源通过烟道连接除尘器入口，除尘器的出口连接烟气冷却器的入口，所述烟气冷却器的出口连接上下对喷雾化床的底部，臭氧发生器通过管道连接于烟气冷却器与上下对喷雾化床的连接管道上，所述储液箱通过管道进入上下对喷雾化床内，所述管道上设有至少一组上下对称的雾化喷嘴；所述上下对喷雾化床内上下对称的雾化喷嘴之间设有紫外灯管排。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杨先，张军，刘勇，郝建刚，
申请(专利权)人：南京朗洁环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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