一种有机废气净化装置及净化方法制造方法及图纸

本申请提供了一种有机废气净化装置及净化方法，所述的净化装置包括气‑水混合器、位于所述的气‑水混合器下侧的并与所述的气‑水混合器相连通的气‑水分离器，所述的气‑水混合器设置有一废气入口，所述的气‑水混合器的上侧设置有废气等离子体处理器，所述的废气等离子体处理器包括与所述的气‑水混合器相连通的作为阻挡介质的第一管道、位于第一管道内的与所述的气‑水分离器相连通的作为接地电极的第二管道、贴于第一管道外壁上的高压电极，所述的第二管道的上端部设置有一用于将所述的第二管道内的水分布至第一管道内的布水器，在所述的第二管道的外壁上形成水膜层，所述的水膜层与所述第一管道的管道壁形成双介质阻挡层。

An organic waste gas purification device and purification method

The application provides an organic waste gas purification device and a purifying method. The purification device includes a gas mixer, a gas separator located on the lower side of the gas mixer and connected with the gas mixer. The gas mixer is provided with an exhaust inlet, and the gas mixture is mixed with water. An exhaust plasma processor is provided on the upper side of the device. The exhaust gas plasma processor comprises a first pipe as a barrier medium connected with the gas mixer, and a second pipe connected to the ground electric pole in the first pipe and attached to the first pipe line. The upper end of the second pipe is provided with a water distributor for distributing the water inside the second pipe into the first pipe, forming a water film on the outer wall of the second pipe, and the water film layer and the pipe wall of the first pipe are formed into a double medium barrier layer.

【技术实现步骤摘要】
一种有机废气净化装置及净化方法
本申请涉及一种有机废气净化装置及净化方法，尤其涉及一种高效、清洁，适用有机废气浓度范围广、综合运行成本较低、过程安全的水膜/石英管双介质阻挡放电等离子体有机废气净化装置及净化方法。
技术介绍
随着我国国民经济的迅速发展，特别是化学工业和制造业的发展，挥发性有机物(VOCs)的工业排放源及排放量不断增加。在表面喷涂过程常会产生含有机溶剂的废气，如二甲苯、甲苯、醋酸乙脂、丁酮等；在有机化学品合成及石油炼制等过程也会排放大量不同的恶臭废气，其中往往含有低沸点、高挥发性的有机化合物，既有毒又易燃易爆。VOCs不仅对人体有刺激、毒害作用，有的还是致突变物与致癌物。且VOCs中的烯烃和某些芳香烃化合物一旦进入环境，暴露在阳光下，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，形成雾霾。因此，继除尘、脱硫、脱硝和机动车污染治理以后，VOCs废气的环境污染已成为目前大气污染控制领域亟待解决的问题。急需开发一种高效、清洁、应用范围广、运行成本低廉的工业废气净化技术与装置。等离子体技术应用于VOCs废气的治理，因其过程不需要添加任何化学试剂、处理过程简单且效果好、综合运行成本较低等技术优势，近年来已成为VOCs废气治理的焦点研究方向且相关技术成果已成功应用于VOCs废气的实际治理中。现已开发出单独等离子体VOCs废气直接处理技术；等离子体催化氧化技术，包括催化剂置入放电区或置入放电区后端的协同催化氧化技术；此外，还有等离子体技术与其他废气治理技术的组合技术。由于等离子体的产生过程是利用在电极对之间施加高电压对充填其间的气体放电并使其电离、击穿气体层形成稳定放电过程所产生的电中性的气体“电浆”，其中包括大量活性物种，如各种自由基、高能电子等。因此，利用空气放电等离子体技术可实现对气流中VOCs的直接高效氧化净化。但也正是因为如此，在利用等离子体技术处理VOCs废气的过程中存在引燃、发生火灾或爆炸的安全隐患。因此，现有文献报道的等离子体处理技术只适合处理进气浓度低于1000mg/m3的VOCs废气；同时也存在等离子体处理过程会产生副产物，如臭氧、NOX，硝酸盐类或有机中间产物，如焦油等残留在尾气中，形成新的二次污染；或产生的硝酸盐、次生有机物等被催化剂所吸附或沉积在催化剂表面，导致催化剂的失活，引起等离子体协同催化氧化效果的下降及其维护、运行成本的增加。因此，这些问题又成为限制等离子体技术在VOCs废气处理领域应用亟待解决的技术问题。申请内容为解决现有等离子体处理技术适用有机废气浓度低及产生的副产物造成二次污染等问题，本申请要解决的技术问题是提供一种适用有机废气浓度范围广、综合运行成本较低、过程安全的有机废气净化装置及净化方法。为了解决上述技术问题，一种有机废气净化装置，所述的净化装置包括气-水混合器、位于所述的气-水混合器下侧的并与所述的气-水混合器相连通的气-水分离器，所述的气-水混合器设置有一废气入口，所述的气-水混合器的上侧设置有废气等离子体处理器，所述的废气等离子体处理器包括第一管道、位于第一管道内的第二管道、贴于第一管道外壁上的高压电极，所述的第一管道的下端与所述的气-水混合器相连通，所述的第二管道的下端与所述的气-水分离器相连通，所述的第二管道的上端部设置有一布水器，所述的布水器用于使所述的第二管道内的水分布至第二管道外壁，在第二管道的外壁形成向下流动的水膜层，所述的第一管道和第二管道之间形成供废气至下而上通过的放电区，在一种优选实施方案中，所述的第一管道和第二管道同轴设置。优选地，所述的第一管道为石英或陶瓷材料制成，所述的第二管道为导电耐腐蚀材料制成，如不锈钢材料，所述的第二管道为接地电极，所述的高压电极为紧贴在所述的第一管道外壁上的不锈钢网。优选地，所述的废气等离子体处理器还包括一中频高压电源，所述的高压电极与所述的中频高压电源的高压电极相接，所述的第二管道与所述的中频高压电源的接地极相接。优选地，所述的第一管道的上端部还设置有除雾回流装置，所述的除雾回流装置用于除去放电区内废气中的水分，并使废气中的水分流向至所述的第二管道的外壁。优选地，所述的第一管道的上端部还连通有一引风管，所述的引风管上还设置有一引风机，所述的引风管为PP等耐腐蚀，不导电的有机材料加工而成。优选地，所述的第二管道与所述的气-水分离器的连通管道上还设置有一用于将所述的气-水分离器中的水输送至所述的第二管道内的水泵。优选地，所述的净化装置还包括安装在气-水分离器中的液位传感器、安装在废气等离子体处理器出风口的气体监测传感器、用于向所述的气-水分离器中补充水的自动补水器。本申请还提供一种有机废气净化装置的废气净化方法，所述的净化方法包括以下步骤：(1)首先使用水泵将气-水分离器中的水输送至第二管道内，进入第二管道的水流从下往上流至布水器中折流沿第二管道的外壁形成垂直向下的水膜层，所述的水膜层在重力作用下经过所述的气-水混合器，并下落至所述的气-水分离器中；(2)开启高压电源，在第一管道和第二管道之间形成高压放电区，对经过放电区的水膜层进行高压放电处理；(3)然后再开启引风机，使废气从废气入口进入所述的气-水混合器，在气-水混合器内，VOCs废气与放电后的去离子水混合、预氧化后被充分吸收，吸收VOCs的水溶液依靠重力自流进入气-水分离器中进行气/水分离，经水吸收后上升的废气气流进入废气等离子体处理器的放电区进行等离子体氧化处理，同时在放电水的界面被进一步吸收处理。优选地，所述的净化方法还包括，步骤(4)，处理后的气流再经过在废气等离子体处理器上端安装的除雾回流装置将雾滴拦截、脱出，产生的含有等离子体处理二次污染物的脱雾水与第二管道外层水膜并流后回流到气-水混合器中循环使用。优选地，所述的气-水混合器中气/水体积比为2～100。本申请的一种有机废气净化装置及净化方法，在气-水混合器内，VOCs废气与放电后的去离子水混合、预氧化后被充分吸收，以降低气相中VOCs的浓度，避免在放电过程因气相VOCs浓度高引发火灾、爆炸的风险。处理后的气流再经过在废气等离子体处理器上端安装的除雾回流装置将雾滴拦截、脱出，产生的含有等离子体处理二次污染物的脱雾水与第二管道外层水膜并流后回流到气-水混合器中循环使用。这样就实现了充分利用双介质阻挡高压放电产生的未完全利用的臭氧、过氧化氢及其它二次活性产物(如氮氧化物等)对高浓度VOCs废气的安全、高效处理，拓展了以往等离子体技术安全处理废气时的允许进气浓度，同时又能够有效解决等离子体直接处理过程形成的臭氧、氮氧化物及有机副产物排放造成的二次环境污染问题。附图说明图1是本申请所述的一种有机废气净化装置的结构示意图；图2是图1的A-A方向的截面图，其中：11、引风机；12、引风管；2、气-水混合器；21、废气入口；3、气-水分离器；31、水泵；32、第二管道(接地电极)；4、废气等离子体处理器；41、高压电极；42、第一管道；43、中频高压电源；5、布水器；6、除雾回流装置；7、仪表控制系统；8、水膜层。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施，但所举实施例不作为对本申请的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机废气净化装置，其特征在于，所述的净化装置包括气‑水混合器、位于所述的气‑水混合器下侧的并与所述的气‑水混合器相连通的气‑水分离器，所述的气‑水混合器设置有一废气入口，所述的气‑水混合器的上侧设置有废气等离子体处理器，所述的废气等离子体处理器包括第一管道、位于第一管道内的第二管道、贴于第一管道外壁上的高压电极，所述的第一管道的下端与所述的气‑水混合器相连通，所述的第二管道的下端与所述的气‑水分离器相连通，所述的第二管道的上端部设置有一布水器，所述的布水器用于使所述的第二管道内的水分布至第二管道外壁，在第二管道的外壁形成向下流动的水膜层，所述的第一管道和第二管道之间形成供废气至下而上通过的放电区。

【技术特征摘要】
1.一种有机废气净化装置，其特征在于，所述的净化装置包括气-水混合器、位于所述的气-水混合器下侧的并与所述的气-水混合器相连通的气-水分离器，所述的气-水混合器设置有一废气入口，所述的气-水混合器的上侧设置有废气等离子体处理器，所述的废气等离子体处理器包括第一管道、位于第一管道内的第二管道、贴于第一管道外壁上的高压电极，所述的第一管道的下端与所述的气-水混合器相连通，所述的第二管道的下端与所述的气-水分离器相连通，所述的第二管道的上端部设置有一布水器，所述的布水器用于使所述的第二管道内的水分布至第二管道外壁，在第二管道的外壁形成向下流动的水膜层，所述的第一管道和第二管道之间形成供废气至下而上通过的放电区。2.如权利要求1所述的一种有机废气净化装置，其特征在于，所述的第一管道为石英或陶瓷材料制成，所述的第二管道为导电耐腐蚀材料制成，所述的第二管道为接地电极，所述的高压电极为紧贴在所述的第一管道外壁上的不锈钢网。3.如权利要求2所述的一种有机废气净化装置，其特征在于，所述的废气等离子体处理器还包括一中频高压电源，所述的高压电极与所述的中频高压电源的高压电极相接，所述的第二管道与所述的中频高压电源的接地极相接。4.如权利要求1所述的一种有机废气净化装置，其特征在于，所述的第一管道的上端部还设置有除雾回流装置，所述的除雾回流装置用于除去放电区内废气中的水分，并使废气中的水分流向至所述的第二管道的外壁。5.如权利要求1所述的一种有机废气净化装置，其特征在于，所述的第一管道的上端部还连通有一引风管，所述的引风管上还设置有一引风机。6.如权利要求1所述的一种有机废气净化装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德启，赵春凤，刘帅，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32