磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法和装置，该方法是将工业废气通入由电晕电极和带有催化剂涂层电滤布产生的电晕区，气体中的颗粒物在电晕区被荷电，同时在电晕区内产生低温等离子体，荷电颗粒物和低温等离子体在磁场力和电场力的作用下向电滤布移动，不同粒径的颗粒物得到沉降去除；同时低温等离子体在电滤布上催化剂的作用下对气体中有毒有害成分进行氧化，实现有毒气体的净化；本发明专利技术有效利用了电场和磁场的耦合作用及低温等离子体净化气体技术，提高工业废气中颗粒物的去除效率，不仅对难以去除的粒径为0.1~2.5mm的细颗粒亚微米粒子有良好的效果，还实现了对有毒气体的净化。

Method and device for purifying toxic gas by magnetic enhanced electric filter dust removal combined with low temperature plasma

The invention discloses a method and a device for purifying toxic gases by magnetic enhanced electrofiltration combined with low temperature plasma. The method is to pass industrial waste gas into the corona area produced by corona electrodes and a filter cloth with catalyst coating. Particles in the gas are charged in the corona area, and low temperature plasma is produced in the corona area. The body, the charged particles and the low-temperature plasma move to the electrofilter cloth under the action of the magnetic field force and the electric field force, and the particles with different sizes are settled and removed; at the same time, the low-temperature plasma oxidizes the poisonous and harmful components in the gas under the action of the catalyst on the filter cloth to realize the purification of the poisonous gas; the invention is effective and advantageous. The coupling effect of electric field and magnetic field and low temperature plasma technology were used to improve the removal efficiency of particulate matter in industrial waste gas. It not only has a good effect on fine submicron particles with a diameter of 0.1-2.5mm, but also realizes the purification of toxic gases.

【技术实现步骤摘要】
磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法和装置
本专利技术涉及除尘及气体净化领域，具体涉及一种磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法和装置。
技术介绍
随着我国经济及科学技术的发展，大量的废气排入到空气中，使得大气环境质量明显变差，雾霾天气开始席卷全国各地，给人的生产生活带来了诸多不便，也给人类的身体健康带来巨大的威胁。例如在工业排放的废气中，颗粒物和有毒有害气体是其中最为重要的污染物。大量的颗粒物落在植物叶子上影响植物生长，落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蚀作用。粒径在3.5µm以下的颗粒物，能被吸入人的支气管和肺泡中并沉积下来，引起或加重呼吸系统的疾病。其次，工业废气中含有的主要有毒气体有SO2、NO、H2S和VOCs等，其中SO2不仅遇空气中水蒸气生成硫酸雾，常与“飘尘”结合在一起危害动物及植物，而且还是酸雨的直接造成者，NO是光化学烟雾的主要反应物，当光化学烟雾含量超过0.3ppm时，会直接影响到人们的身体健康及生活环境。VOCs超过一定浓度时，会刺激人的眼睛和呼吸道，伤害人类的大脑和神经系统。若想对工业废气进行彻底的净化，不仅需要因此若能采取干法高效除尘脱除废气中细颗粒物，同时还要对废气中的有毒有害气体进行净化，这样则有望实现工业废气全组分回收，可产生显著的环境效益和经济效益。对于颗粒物产的去除主要干法除尘，常见的废气干法除尘有旋风除尘、布袋除尘、膜过滤、电除尘和电-袋除尘技术。传统旋风装置可以净化高温、高工业浓度的废气，且结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，但除尘效率仅为20%-30%，且大多用来去除5µm以上的粒子，对细颗粒物效果不佳。袋式装置是的以广泛推广应用的除尘技术，结构简单，维护操作方便。对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响，净化后粉尘排放浓度可小于30mg/m3，但其操作温度一般要求低于280℃，且对细微粉尘的处理效果不理想，且其都只是一个单一的装置，对有毒有害气体没有任何转化而直接排入空气。低温等离子体净化技术是近年来发展起来的另一种废气治理新技术，在高压下产生的低温等离子体以极快的速度反复轰击废气中的气体分子，去激活、电离、裂解废气中的各种成分，通过氧化等一系列复杂的化学反应，使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质，或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质，对于废气中有毒或污染性气体有较好处理效果，而且两者都是在高压电场环境下才能发挥作用，不用过多的额外投资，只需要利用其现有的条件就可达到效率最大化。因此，为了达到既能除尘又能净化气体的效果，两种或多种技术耦合作用的方式开始受到人们的关注，各种技术的联合使用可以很好的利用单个技术的优点，达到最高的净化效率。例如，把电除尘技术和袋式除尘技术结合起来的电袋除尘技术，专利《电袋复合装置电区顶部阴极电磁振打装置》(授权公告号CN203155405U）介绍了一种阴极电磁振打装置，主要是合理改善了一些机械振打的劣势，避免了二次飞扬加重的情况，对于电袋装置的使用寿命及稳定性有了一定程度的提高，但是该方法仅仅从外部利用电磁作用改善电袋装置中部分装置的使用效果，没有从技术层面将电磁调控利用到底。电除尘和旋风除尘结合发展起来的电旋风除尘技术，专利《一种电磁协同电滤除尘的方法及装置》（授权公告号CN105727676A）中介绍了一种通过电场和磁场协同作用来去除含尘废气中的细颗粒物的方法及装置，该方法虽然提高了细颗粒物的去除效率，但是对于在高压下产生的等离子的产生及其对有毒有害气体的净化效果方面没有考虑。专利《一种低温等离子体驱动光催化气体净化装置》（授权公告号CN200610013499.5）介绍了一种通过低温等离子体净化气体的装置，通过低温等离子体在光催化材料的作用下对低浓度有害气体进行快速，彻底的净化。该方法虽然对室内低浓度有害气体有很好的去除效果，但对工业废气中细颗粒物并没有良好的去除效果。随着大气污染的逐年加重且污染物成分越来越复杂，单纯的复合除尘技术已经难以满足越来越严格的排放要求，亟需经济高效多元化的除尘技术。
技术实现思路
本专利技术针对工业废气中细小颗粒物难以有效去除及有毒有害气体直接排放等问题，提供了一种磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法，该方法是利用电场、磁场和低温等离子体净化技术协同作用有毒气体的方法，不仅可以达到对工业废气中细颗粒物高效去除，同时还可以对工业废气中的有毒气体进行净化。本专利技术方法是将湿度为30%-80%的工业废气通入由电晕电极和带有催化剂涂层电滤布产生的电晕区，在0-150℃下气体中的颗粒物在电晕区被荷电，同时在电晕区内产生低温等离子体，荷电颗粒物和低温等离子体在磁场力和电场力的作用下向电滤布移动，粒径大于电滤布上孔的孔径的颗粒物由于电滤布的阻挡及重力作用发生沉降，粒径小于电滤布上孔的孔径的颗粒物通过电吸附、电磁凝并作用得以从气相中分离，沉积在电滤布上的颗粒物通过脉冲除尘的方式去除；同时低温等离子体在电滤布上催化剂的作用下对气体中有毒有害成分进行氧化，实现有毒气体的净化。本专利技术电滤布性质结构稳定、能导电、具有孔隙、耐高温，可根据具体要求来调节其形状和孔隙来满足具体需求，兼具集尘和颗粒捕集的效果。电滤布制备方法参照：授权公告号CN104213303B“一种电滤布及其应用”中的方法制得；在电滤布上涂布一层催化剂，电滤布上孔保留，孔的孔径为0.5-10μm。所述电滤布上的催化剂涂层材料为Ag、Pt、Pd、Mn、Fe或Cu涂层。所述电滤布上的催化剂涂层材料为TiO2-SiO2、Fe2O3-TiO2、Fe3O4-TiO2、CeO2-TiO2、MnO2-TiO2、ZrO2-TiO2、Ag2O-ZrO2、Fe2O3-Al2O3、Fe3O4-Al2O3、CeO2-Al2O3、MnO2-Al2O3、ZrO2-Al2O3、Ag2O-Al2O3或TiO2-SiO2-Al2O3。催化剂的制备采用溶胶-凝胶法，具体参考“樊璐、同帜、张帅等.溶胶凝胶法制备TiO2–SiO2复合薄膜及特性表征[J].粉末冶金技术,2017,35(2):89-93.”中的方法，然后再利用无水H2SiO3作为粘黏剂把催化剂涂抹在电滤布上。所述工业废气的通入速度为10m/s~23m/s，工业废气中氧气浓度不低于3%。所述电晕电极和带有催化剂涂层电滤布外接电源，电源电压为30kV～100kV。所述电晕电极为中心骨刺状电极、线状电极、栅状电极中的一种。所述磁场强度为0.1～70T，磁场发生器可以为螺旋设置于壳体外的线圈，可使这个壳体内部形成磁场区通过调控放电电压、磁场强度和方向及电场强度可以来调控强化对不同粒度颗粒物的高效去除。本专利技术另一个目的是提供一种完成上述方法的装置包括壳体、脉冲清灰系统、磁场发生器、电晕电极、灰斗、中空柱状的电滤布，在壳体底部设置有灰斗，壳体下部一侧开有一个以上的进气口，磁场发生器设置在壳体外，其产生的磁场覆盖壳体内除尘空间，一个以上的中空柱状的电滤布和一个以上电晕电极交替设置在壳体内顶部，中空柱状的电滤布和电晕电极外接电源，脉冲清灰系统包括鼓风机、一个以上的通气管、出气管，鼓风机通过通气管与中空柱状的电滤布连通，通气管上设置脉冲阀，脉冲阀和脉冲控制仪连接，通气管上设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法，其特征在于：将湿度为30%‑80%的工业废气通入由电晕电极和带有催化剂涂层电滤布产生的电晕区，在0‑150℃下气体中的颗粒物在电晕区被荷电，同时在电晕区内产生低温等离子体，荷电颗粒物和低温等离子体在磁场力和电场力的作用下向电滤布移动，粒径大于电滤布上孔的孔径的颗粒物由于电滤布的阻挡及重力作用发生沉降，粒径小于电滤布上孔的孔径的颗粒物通过电吸附、电磁凝并作用得以从气相中分离，沉积在电滤布上的颗粒物通过脉冲除尘的方式去除；同时低温等离子体在电滤布上催化剂的作用下对气体中有毒有害成分进行氧化，实现有毒气体的净化。

【技术特征摘要】
1.一种磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法，其特征在于：将湿度为30%-80%的工业废气通入由电晕电极和带有催化剂涂层电滤布产生的电晕区，在0-150℃下气体中的颗粒物在电晕区被荷电，同时在电晕区内产生低温等离子体，荷电颗粒物和低温等离子体在磁场力和电场力的作用下向电滤布移动，粒径大于电滤布上孔的孔径的颗粒物由于电滤布的阻挡及重力作用发生沉降，粒径小于电滤布上孔的孔径的颗粒物通过电吸附、电磁凝并作用得以从气相中分离，沉积在电滤布上的颗粒物通过脉冲除尘的方式去除；同时低温等离子体在电滤布上催化剂的作用下对气体中有毒有害成分进行氧化，实现有毒气体的净化。2.根据权利要求1所述的磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法，其特征在于：电滤布上的催化剂涂层材料为Ag、Pt、Pd、Mn、Fe或Cu。3.根据权利要求1所述的磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法，其特征在于：电滤布上的催化剂涂层材料为TiO2-SiO2、Fe2O3-TiO2、Fe3O4-TiO2、CeO2-TiO2、MnO2-TiO2、ZrO2-TiO2、Ag2O-ZrO2、Fe2O3-Al2O3、Fe3O4-Al2O3、CeO2-Al2O3、MnO2-Al2O3、ZrO2-Al2O3、Ag2O-Al2O3或TiO2-SiO2-Al2O3。4.根据权利要求1所述的磁强化电滤除尘协同低温等离子体净化有毒气体的方法，其特征在于：工业废气的通入速度为10m/s~23m/s，工业废气中氧气浓度不低于3%。5.根据权利要求1所述的磁强...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，张航，李军燕，李志顺成，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53