一种基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统，包括按气流方向依次布置的自由基多相氧化塔和自由基气相氧化箱，所述自由基多相氧化塔与所述自由基气相氧化箱连通，所述自由基多相氧化塔通过注入活性氧分子来产生氧化性自由基，所述自由基气相氧化箱通过光解来产生氧化性自由基。VOCs污染物于自由基多相氧化塔内同时发生气‑气、气‑液、液‑液、气‑固和气雾多相氧化反应，被强烈快速降解，且塔内形成多相氧化‑水溶液注入活性氧分子再生‑激发强氧化性自由基源‑多相氧化的良性循环。未降解或未完全降解的污染物随后被自由基气相氧化箱中紫外灯产生的氧化性自由基和催化剂的复合活性组分高效捕获，并彻底氧化降解，无二次污染，环保节能。

An Exhaust Gas System of Automatic Coating Production Line Based on Oxidative Free Radical Treatment

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统
本专利技术涉及工业废气处理
，尤其涉及一种基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统。
技术介绍
涂装，是指对金属和非金属的表面覆盖保护层或装饰层。随着工业自动化技术的快速发展，涂装已由手工向工业自动化方向发展，涂装自动生产线越来越广泛深入到国民经济的多个工业领域。涂装自动生产线主要由前处理电泳线、密封底涂线、中涂线、面涂线、精修线及烘干系统组成，在喷漆和烘干过程会分别产生喷漆废气和烘干废气，通常混合收集后形成涂装自动生产线有机废气，污染成分主要为挥发性有机物(VOCs)，包括苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、甲基乙基酮、乙酸乙酯、四氯化碳等，浓度约为500～l000mg/m3，远远超过环保标准要求，必须经过严格处理才能达标排放。目前，涂装有机废气的治理技术主要有：吸附法、热力燃烧法、催化燃烧法、光解法等。涂装自动生产线若采用活性炭吸附法，通常采用常规活性炭吸附与催化燃烧相结合的处理工艺，是基于吸附和催化燃烧2个基本原理设计的，即吸附浓缩-催化燃烧销毁，采用2个以上活性炭吸附器连续工作，且各吸附器之间可交替使用。该方法要求活性炭要定期不断的再生，否则会导致活性炭的吸附性能逐渐下降。因此需要定期更换活性炭，还会产生活性炭危险废弃物。而热力燃烧法处理涂装自动生产线有机废气，会产生NOx、焦油、二恶英等毒性副产物，同时需消耗大量天然气。涂装自动生产线若采用沸石转轮吸附法，通常采用沸石转轮吸附与蓄热式焚烧炉相结合的处理工艺，是基于吸附和热力燃烧2个基本原理设计的，即转轮吸附浓缩-热力燃烧销毁，该方法所用的设备昂贵，运行时也需消耗大量天然气，同时会产生NOx、焦油、二恶英等毒性副产物。综上，现有的涂装自动生产线有机废气处理技术存在二次污染和运行成本高昂等问题，增加了企业的生产成本。因此，为解决涂装自动生产线废气中多种挥发性有机污染物的净化难题，尚需开发全新的有机废气处理技术及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的缺点和不足，提供基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统。本专利技术的处理系统能将涂装自动生产线废气中的多种挥发性有机物彻底氧化降解，无二次污染，运行成本较低。为实现其目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统，其包括按气流方向依次布置的自由基多相氧化塔和自由基气相氧化箱，所述自由基多相氧化塔与所述自由基气相氧化箱连通，所述自由基多相氧化塔通过注入活性氧分子来产生氧化性自由基，所述自由基气相氧化箱通过光解来产生氧化性自由基。优选地，所述自由基多相氧化塔和所述自由基气相氧化箱之间通过风管相连通。优选地，所述自由基多相氧化塔包括活性氧分子发生器和塔体；所述塔体内设有相互连通的第一级自由基多相氧化区、第二级自由基多相氧化区和水溶液收集槽，所述第一级自由基多相氧化区与所述第二级自由基多相氧化区并列相隔，所述水溶液收集槽设于所述第一级自由基多相氧化区和所述第二级自由基多相氧化区的下方。优选地，所述第一级自由基多相氧化区与所述第二级自由基多相氧化区通过隔板相隔，所述隔板与所述水溶液收集槽的水面之间留有间隔。优选地，所述塔体的外形为长方体，采用不锈钢或碳钢材料制成，所述塔体的内部作环氧树脂腐防涂层处理。优选地，所述活性氧分子发生器由介质阻挡放电管组成，通过电离空气产生活性氧分子。优选地，所述第一级自由基多相氧化区设有沿气流方向依次布置的废气进气口、第一级喷淋器和第一级催化填料层；所述第一级喷淋器与所述水溶液收集槽连通，所述第一级喷淋器与所述水溶液收集槽连通的管路上还设有第一级水泵和第一级射流器，所述第一级水泵和所述第一级射流器沿水流方向依次布置，所述第一级射流器还与所述活性氧分子发生器连通。优选地，所述第一级催化填料层由球状的第一催化剂组成，所述第一催化剂由过渡金属氧化物、活性炭和粘土组成。优选地，所述过渡金属氧化物包括铁、钴、锰、铜、镍、锌、银的氧化物中的至少一种。优选地，所述第二级自由基多相氧化区设有沿气流方向依次布置的第二级催化填料层、第二级喷淋器、第二级除雾填料层和出气口；所述第二级喷淋器与所述水溶液收集槽连通，所述第二级喷淋器与所述水溶液收集槽连通的管路上还设有第二级水泵和第二级射流器，所述第二级水泵和所述第二级射流器沿水流方向依次布置，所述第二级射流器还与所述活性氧分子发生器连通，所述出气口与所述自由基气相氧化箱的进气端连通。优选地，所述第二级催化填料层由球状的第二催化剂组成，所述第二催化剂由过渡金属氧化物、稀土金属氧化物、活性炭和粘土组成。优选地，所述过渡金属氧化物包括铁、钴、锰、铜、镍、锌、银的氧化物中的至少一种。优选地，所述稀土金属氧化物包括镧、铈、镨、钕、钇的氧化物中的至少一种。优选地，所述第二级除雾填料层由泰勒花环填料组成。优选地，所述自由基气相氧化箱包括箱体，所述箱体设有进气端和出气端，所述箱体内设有沿气流方向依次布置的第一级紫外灯区、第一级光解催化层、第二级紫外灯区和第二级光解催化层。优选地，所述第一级紫外灯区和所述第二级紫外灯区由能产生波长为185nm的紫外灯组成。优选地，所述箱体的外形为长方体，采用不锈钢或碳钢材料制成，所述箱体的内部作环氧树脂腐防涂层处理。优选地，所述第一级光解催化层和所述第二级光解催化层由吸附型二氧化钛-二氧化锰-氧化铜-氧化钴蜂窝催化剂构成。本专利技术的蜂窝催化剂既能增强TiO2吸附VOCs的能力，又能降低TiO2光生电子-空穴对复合的几率。优选地，所述蜂窝催化剂的制备方法为：以蜂窝陶瓷为载体，利用H-ZSM-5分子筛对二氧化钛、二氧化锰、氧化铜和氧化钴活性组分进行结构调控，并通过浸渍法使二氧化钛、二氧化锰、氧化铜和氧化钴负载于所述蜂窝陶瓷上制得。优选地，所述蜂窝陶瓷的规格为100mm×100mm×40mm。所述基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统的方法，包括如下步骤：(1)启动自由基多相氧化塔的活性氧分子发生器、第一级水泵、第二级水泵、及自由基气相氧化箱的第一级紫外灯区和第二级紫外灯区的紫外灯。水溶液收集槽中的水溶液在通过第一级水泵、第二级水泵分别进入第一级喷淋器、第二级喷淋器之前，先通过第一级射流器、第二级射流器注入活性氧分子发生器生成的活性氧分子(二氧基正离子O2+、臭氧O3)，形成吸收氧化液。然后借由第一级喷淋器、第二级喷淋器呈发散雾状喷入第一级催化填料层和第二级催化填料层。在填料区液体、气体、固体催化剂三相充分接触，在自由基多相氧化塔内激发产生强氧化性自由基源(羟基自由基·OH、过氧羟基自由基HOO·、超氧阴离子自由基·O2–)。(2)涂装自动生产线废气通过废气进气口进入自由基多相氧化塔，废气从第一级催化填料层上方进入具有吸附能力的第一级催化填料层，在第一级自由基多相氧化区内完成气-气反应、气-液反应、液-液反应、气-固反应和气雾反应，强烈快速降解废气携带的VOCs(苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、甲基乙基酮、乙酸乙酯等)污染物，把VOCs分解成小分子有机副产物、CO2和H2O，小部分VOCs和未降解产物被水溶液化学吸收。经过第一级自由基多相氧化区内多相催化氧化反应，大部分VOCs被氧化降解和吸收。随后，携带未反应VOCs和有机副产物的废气从隔板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统，其特征在于，包括按气流方向依次布置的自由基多相氧化塔和自由基气相氧化箱，所述自由基多相氧化塔与所述自由基气相氧化箱连通，所述自由基多相氧化塔通过注入活性氧分子来产生氧化性自由基，所述自由基气相氧化箱通过光解来产生氧化性自由基。

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统，其特征在于，包括按气流方向依次布置的自由基多相氧化塔和自由基气相氧化箱，所述自由基多相氧化塔与所述自由基气相氧化箱连通，所述自由基多相氧化塔通过注入活性氧分子来产生氧化性自由基，所述自由基气相氧化箱通过光解来产生氧化性自由基。2.如权利要求1所述的基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统，其特征在于，所述自由基多相氧化塔包括活性氧分子发生器和塔体；所述塔体内设有相互连通的第一级自由基多相氧化区、第二级自由基多相氧化区和水溶液收集槽，所述第一级自由基多相氧化区与所述第二级自由基多相氧化区并列相隔，所述水溶液收集槽设于所述第一级自由基多相氧化区和所述第二级自由基多相氧化区的下方。3.如权利要求1所述的基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统，其特征在于，所述自由基气相氧化箱包括箱体，所述箱体设有进气端和出气端，所述箱体内设有沿气流方向依次布置的第一级紫外灯区、第一级光解催化层、第二级紫外灯区和第二级光解催化层。4.如权利要求2所述的基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统，其特征在于，所述第一级自由基多相氧化区设有沿气流方向依次布置的废气进气口、第一级喷淋器和第一级催化填料层；所述第一级喷淋器与所述水溶液收集槽连通，所述第一级喷淋器与所述水溶液收集槽连通的管路上还设有第一级水泵和第一级射流器，所述第一级水泵和所述第一级射流器沿水流方向依次布置，所述第一级射流器还与所述活性氧分子发生器连通。5.如权利要求2所述的基于氧化性自由基处理涂装自动生产线废气系统，其特征在于，所述第二级自由基多相氧化区设有沿气流方向依次布置的第二级催化填料层、第二级喷淋器、第二级除雾填料...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜长明，宋世炜，陈浩卓，
申请(专利权)人：广州尚洁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44