一种VOCs废气处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种VOCs废气处理系统，其包括依次连接联通的水幕喷淋塔、雾化喷淋塔、气液分离器、等离子体发生装置和红外加热装置；本发明专利技术实现了VOCs废气的去除率最高可达到90%以上，解决现有废气治理技术难以达到不断提高的排放标准要求，消除了VOCs废气对环境的排放污染；整个处理过程简单易操作、处理效率高、所需设备少，设备能耗低，很好的满足了现代企业对节能减排、提高生产效益的要求，对节约资源减少成本具有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种VOCs废气处理系统本专利技术是申请日为2017年6月21日、申请号为2017104779475、名称为“一种VOCs废气处理方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种VOCs废气处理系统。
技术介绍
近年来，全国多地发生了较为严重的大气污染事件，这使得人们对空气质量日益关心，同时各级政府和环保部门针对这个现象出台了多项专项政策，使得废气治理行业得以蓬勃发展。其中VOCs（挥发性有机物）废气治理行业由于早期多采用低技术含量、高运行成本的活性炭吸附法发展较慢。在各地环保提标后，有VOCs排放而未处理或处理后未达标的企业需要进行VOCs处理。目前的VOCs废气治理技术主要是吸附法（喷淋、活性炭吸附）、回收法（冷凝、喷淋）和直接去除法（低温等离子体、光催化氧化、浓缩燃烧）。燃烧法，主要有浓缩燃烧、热力燃烧和催化燃烧；浓缩燃烧法是利用有机废气大多组分都可燃，将高浓度VOCs进一步浓缩，提高浓度后直接燃烧的方法；热力燃烧是将天然气等燃料与VOCs混合后燃烧的方法；催化燃烧即通过催化剂的作用在较低的温度（250℃-450℃）下将VOCs完全氧化的方法。吸收（回收）法，主要包括溶剂吸收、静电吸附及冷凝回收；溶剂吸收法利用相似相溶原理，通过有机溶剂将VOCs吸收后进行分离再利用；冷凝回收则利用VOCs不同组分沸点不同，通过降温冷却回收某些组分；静电吸附主要用于含油废气的处理，利用静电场使小油滴带电后吸附回收。吸附法，主要采用活性炭吸附，活性炭主要通过微孔吸附及表面未平衡的范德瓦尔斯力和化学键力来吸附颗粒物或者气体分子，达到去除VOCs的目的。分解法，主要包括光催化、红外吸收微粒技术和低温等离子体法；光催化是基于光催化剂在紫外光照射下具有极强的氧化性的原理，将吸附在表面的VOCs气体分子氧化分解；低温等离子体法利用等离子体中的高能粒子和自由基将VOCs分解成CO2和水的方法。而传统方法存在对难处理废气去除率低（如喷淋、低温等离子体、活性炭吸附）、运行成本高（如活性炭吸附、浓缩燃烧、光催化氧化）等问题。比如活性炭吸附，一方面由于运行成本高，许多厂家的活性炭吸附设备处于长期停运，只在环保检查时使用；另一方面，活性炭在使用后需按照危险化学品处理，实用性大大降低，又如传统的低温等离子体处理技术，其采用工频高压电源或者直流高压电源，通过电晕放电等形式去除VOCs，然而其产生的等离子体中粒子无法打断一些大键能的化学键，使得其对某些VOCs去除率地下，甚至对于大分子被打成小分子，苯类有机物被处理后VOCs浓度反而比处理前高1-2倍。因此，提供一种将VOCs去除且去除率高、效率高、运行成本低、工艺简单、适用性广的废气处理技术是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的一个或多个不足，通过提供一种将水幕喷淋处理、雾化喷淋处理、气液分离处理、等离子体处理和红外吸收微粒处理方式相结合的VOCs废气处理系统，以实现低成本、高效率、安全的去除VOCs，改善生活环境，促进社会的可持续发展。为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案如下：一种VOCs废气处理方法，所述VOCs废气处理方法包括依次进行的水幕喷淋处理、雾化喷淋处理、气液分离处理、等离子体处理和红外吸收微粒处理步骤。在本专利技术的一些具体实施方式中，在所述水幕喷淋处理步骤中，将VOCs废气从水幕喷淋塔的底部通入，经水幕喷淋后从上部流出，所述水幕喷淋处理方式采用环形喷淋，所述环形喷淋包括多个喷洒部，多个所述喷洒部在所述水幕喷淋塔内呈螺旋型分布。在本专利技术的一些具体实施方式中，在所述雾化喷淋处理步骤中，喷淋液包括水液，将所述水液通过雾化器雾化形成层层水膜，所述水膜用于捕获VOCs废气中的细微颗粒，所述细微颗粒包括油漆颗粒、甲苯和二甲苯。在本专利技术的一些具体实施方式中，在所述气液分离处理步骤中，通过气液分离器将VOCs废气中的雾滴和/或液滴除去，所述气液分离器在常温常压下操作。在本专利技术的一些具体实施方式中，在所述等离子体处理步骤中，将经所述气液分离处理步骤处理过的VOCs废气沿平行于等离子体发生装置的等离子体发生电极的电场方向通过所述等离子体发生电极，使得VOCs废气中产生包括电子、正离子、中性粒子、自由基的整体呈电中性的等离子体；并且使得VOCs废气中的灰尘颗粒表面带电；等离子体与VOCs废气中的氧分子、水分子作用，生成具有强氧化性的H、O、OH、O3活性粒子，VOCs废气中的VOCs在活性粒子的作用下生成气态二氧化碳以及水。在本专利技术的一些具体实施方式中，所述等离子体发生电极包括一组高电压电极和一组接地电极，所述高电压电极与接地电极均包覆有绝缘介质，所述高电压电极与接地电极均呈线型排列；所述高电压电极连接高压电源，所述高压电源为正极性直流高压电源、正极性脉冲高压电源或正极性直流叠加交流高压电源中的一种或其组合。在本专利技术的一些具体实施方式中，在所述红外吸收微粒处理步骤中，其通过红外加热装置加热经过所述等离子体处理步骤处理过的VOCs废气，以使废气中的VOCs吸收红外能量并和残留在气流中等离子体进一步作用，且分解形成二氧化碳和水；所述红外加热装置包括红外线发射器、气体容置腔，以及分布在所述气体容置腔内壁上的红外吸收微粒，所述气体容置腔内设有多个立柱，多个所述立柱使气流呈蛇形流通，所述红外线发射器的输出波长为760-850nm的红外光。在本专利技术的一些具体实施方式中，所述VOCs废气处理方法采用如下处理系统进行处理：所述处理系统包括依次连接联通的水幕喷淋塔、雾化喷淋塔、气液分离器、等离子体发生装置和红外加热装置；所述水幕喷淋塔包括多个喷洒部，多个所述喷洒部在所述水幕喷淋塔内呈螺旋型分布；所述雾化喷淋塔包括雾化器和喷淋液，所述喷淋液通过所述雾化器形成层层膜状雾滴；所述等离子体发生装置包括等离子体发生电极和高压电源，所述等离子体发生电极包括一组高电压电极和一组接地电极，所述高电压电极与所述接地电极均包覆有绝缘介质，所述高电压电极与所述接地电极均呈线型排列；所述高电压电极连接所述高压电源，所述高压电源为正极性直流高压电源、正极性脉冲高压电源或正极性直流叠加交流高压电源中的一种或其组合；所述红外加热装置包括红外线发射器、气体容置腔，以及分布在所述气体容置腔内的红外吸收微粒，所述气体容置腔内设有多个立柱，多个所述立柱使气流呈蛇形流通，所述红外线发射器的输出波长为760-850nm的红外光。进一步地，所述等离子体发生装置还包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器，用于实时监测所述等离子体发生装置内的压力和温度。在本专利技术中，所述VOCs废气处理方法处理后的废气中VOCs总去除率大于等于75%，其中，废气中：苯≤17mg/m³；甲苯≤60mg/m³；二甲苯≤90mg/m³。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、本专利技术将水幕喷淋处理、雾化喷淋处理、气液分离处理、等离子体处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VOCs废气处理系统，其特征在于，所述处理系统包括依次连接联通的水幕喷淋塔、雾化喷淋塔、气液分离器、等离子体发生装置和红外加热装置；/n所述水幕喷淋塔包括多个喷洒部，多个所述喷洒部在所述水幕喷淋塔内呈螺旋型分布；/n所述雾化喷淋塔包括雾化器和喷淋液，所述喷淋液通过所述雾化器形成层层膜状雾滴，所述膜状雾滴用于捕获VOCs废气中的细微颗粒，所述细微颗粒包括油漆颗粒、甲苯和二甲苯；/n所述等离子体发生装置包括等离子体发生电极和高压电源，所述等离子体发生电极包括一组高电压电极和一组接地电极，所述高电压电极与所述接地电极均包覆有绝缘介质，所述高电压电极与所述接地电极均呈线型排列；其中，将经所述气液分离器处理过的VOCs废气沿平行于所述等离子体发生装置的等离子体发生电极的电场方向通过所述等离子体发生电极，使得VOCs废气中产生包括电子、正离子、中性粒子、自由基的整体呈电中性的等离子体；并且使得VOCs废气中的灰尘颗粒表面带电；等离子体与VOCs废气中的氧分子、水分子作用，生成具有强氧化性的H、O、OH、O

【技术特征摘要】
1.一种VOCs废气处理系统，其特征在于，所述处理系统包括依次连接联通的水幕喷淋塔、雾化喷淋塔、气液分离器、等离子体发生装置和红外加热装置；
所述水幕喷淋塔包括多个喷洒部，多个所述喷洒部在所述水幕喷淋塔内呈螺旋型分布；
所述雾化喷淋塔包括雾化器和喷淋液，所述喷淋液通过所述雾化器形成层层膜状雾滴，所述膜状雾滴用于捕获VOCs废气中的细微颗粒，所述细微颗粒包括油漆颗粒、甲苯和二甲苯；
所述等离子体发生装置包括等离子体发生电极和高压电源，所述等离子体发生电极包括一组高电压电极和一组接地电极，所述高电压电极与所述接地电极均包覆有绝缘介质，所述高电压电极与所述接地电极均呈线型排列；其中，将经所述气液分离器处理过的VOCs废气沿平行于所述等离子体发生装置的等离子体发生电极的电场方向通过所述等离子体发生电极，使得VOCs废气中产生包括电子、正离子、中性粒子、自由基的整体呈电中性的等离子体；并且使得VOCs废气中的灰尘颗粒表面带电；等离子体与VOCs废气中的氧分子、水分子作用，生成具有强氧化性的H、O、OH、O3活性粒子，VOCs废气中的VOCs在活性粒子的作用下生成气态二氧化碳以及水；
所述红外加热装置包括红外线发射器、气体容置腔，以及分布在所述气体容置腔内壁上的红外吸收微粒，所述气体容置腔内设有多个立柱，多个所述立柱使气流呈蛇形流通，所述红外加热装置用于加热经过所述等离子体发生装置处理过的VOCs废气，以使废气中的VOCs吸收红外能量并和残留在气流中等离子体进一步作用，且分解形成二氧化碳和水。

【专利技术属性】
技术研发人员：卞忠华，
申请(专利权)人：江苏春申堂药业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32