废气处理系统及废气处理方法技术方案

本发明专利技术提供一种废气处理系统及废气处理方法，废气处理系统包括微纳米气泡生成装置、气源供给装置、加压处理装置、催化氧化反应装置，形成微纳米气泡催化氧化体系对待处理废气进行降解脱除，本发明专利技术通过加压处理装置的加压处理形成再生微纳米气泡，并通过催化氧化反应装置形成微纳米气泡催化氧化体系，基于活性氧或自由基对废气进行降解脱除，适用性广，可处理水溶性的醛、酮类VOCs以及非水溶性的苯、甲苯类VOCs等多种VOCs，无需对待处理废气进行除湿、浓缩等预处理措施，在较温和条件下即可实现VOCs有机废气的高效、低成本催化氧化降解和脱除，运行效能更高、处理成本更低，环保无毒，降解废气经简单处理即可排放。

【技术实现步骤摘要】
废气处理系统及废气处理方法
本专利技术属于废气处理
，特别是涉及一种废气处理系统及废气处理方法。
技术介绍
挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，简称为VOCs)，是普遍存在于室内外空气及工业排放的污染物，成分比较复杂，主要包括烃类、醇类、醛类、脂类、卤代烃及低沸点的多环芳香烃等。VOCs是雾霾、臭氧等形成的重要前体物，本身具有刺激性、毒性、易燃、易爆等特点，对环境生态和人类健康都会造成严重的危害。因此，VOCs治理已成为当前环境保护领域研究的热点问题。目前常用的VOCs处理方法有吸收法、冷凝法、吸附法、生物法、热氧化法、等离子体法、电化学法、膜分离法、光催化法及电子床加热法等。但是以上方法均存在一定程度不足，例如，吸附法吸附剂再生成本较高；冷凝法适用于高浓度、具有较好的经济效益VOCs回收；催化燃烧法催化剂具有选择性，存在二次污染风险，投入成本也较高；膜分离法元件造价高、使用寿命短；生物法设备占用较大的空间，受温度、冲击负荷影响较大等。对于有毒、有害、不需回收的VOCs，热氧化法是一种较彻底的处理方法。目前，氧化法可分为催化氧化法和热氧化法，催化氧化法所用的催化剂主要分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂，贵金属催化剂以极细颗粒的形式分布在催化剂载体上，载体一般为金属或陶瓷的蜂窝和散装填料，非贵金属催化剂多是过渡元素金属氧化物与粘合剂混合后制成各种形状的催化剂，热氧化法可分为热力燃烧式、间壁式和蓄热式，它们的主要区别在于热量回收方式的不同，但是以上氧化法均存在能耗高，投入成本高等问题。目前，寻求更加高效的处理方法是未来治理VOCs的主要方向。因此，如何提供一种废气处理系统及废气处理方法以解决上述问题实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种废气处理系统及废气处理方法，用于解决现有技术中难以有效处理VOCs废气等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种废气处理系统，包括：微纳米气泡生成装置，用于生成初级微纳米气泡；气源供给装置，与所述微纳米气泡生成装置相连通，用于向所述微纳米气泡装置中提供生成所述初级微纳米气泡所需要的气体源；加压处理装置，与所述微纳米气泡生成装置相连通，所述加压处理装置接收所述初级微纳米气泡并对所述初级微纳米气泡进行加压处理，以形成再生微纳米气泡；催化氧化反应装置，所述催化氧化反应装置包括反应腔室、废气进口及净气出口，所述反应腔室与所述加压处理装置相连通以接收所述再生微纳米气泡，且所述反应腔室中添加有催化剂，以基于所述再生微纳米气泡及所述催化剂形成微纳米气泡催化氧化体系，所述废气进口用于向所述反应腔室中输入待处理废气，以基于所述微纳米气泡催化氧化体系对所述待处理废气进行处理，所述净气出口用于排出所述待处理废气经所述微纳米气泡催化氧化体系处理后得到的净化气；其中，所述反应腔室还与所述微纳米气泡生成装置相连通，以将所述反应腔室中的液体输入至所述微纳米气泡生成装置中作为生成所述初级微纳米气泡所需要的液体源。可选地，所述微纳米气泡生成装置包括气液混合泵及多孔板中的任意一种。可选地，所述气源供给装置包括臭氧发生器，所述臭氧发生器与所述微纳米气泡生成装置和所述催化氧化反应装置之间的管路相连通。可选地，所述加压处理装置包括加压管道及压力罐中的至少一种，当所述加压装置包括所述加压管道和所述压力罐时，所述加压管与所述压力罐串联设置。可选地，所述加压处理装置与所述催化氧化反应装置的所述反应腔室通过喷淋液循环管路相连通，所述喷淋液循环管路包括喷淋液释放喷头，所述喷淋液释放喷头包括旋流喷头。可选地，所述催化氧化反应装置还包括与所述反应腔室相连通的酸碱浓度监测装置。可选地，所述催化氧化反应装置还包括气液分离装置，所述气液分离装置与所述反应腔室及所述净气出口均相连通，所述净化气经由所述气液分离装置自所述净气出口排出。可选地，所述催化氧化反应装置还包括加热装置，以对所述反应腔室进行加热处理。可选地，所述催化氧化反应装置还包括氧化剂入口，用于向所述反应腔室中输入氧化剂，所述再生微纳米气泡、所述催化剂以及所述氧化剂构成所述微纳米气泡催化氧化体系，其中，所述氧化剂包括过氧化氢、氯化铁、硫酸铁、铁酸钠、铁酸钾、过氧乙酸、重铬酸钠、重铬酸钾、铬酸、硝酸、高锰酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、高铁酸钠、高铁酸钾、次氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠以及过硼酸钾中的至少一种；所述催化氧化反应装置中的所述催化剂包括非贵金属催化剂及贵金属催化剂中的至少一种，其中所述非贵金属催化剂包括氯化铁、硫酸铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、氯化铜及硫酸铜中的至少一种，所述贵金属催化剂包括金、铂及钯中的至少一种。本专利技术还提供一种废气处理方法，所述废气处理方法包括如下步骤：提供如上述方案中任意一项所述的废气处理系统；启动所述废气处理系统并向所述催化氧化反应装置的所述反应腔室中至少添加所述催化剂，以形成所述微纳米气泡催化氧化体系；向所述反应腔室中通入所述待处理废气，并基于所述微纳米气泡催化氧化体系对所述待处理废气进行处理，并基于所述净气出口排出所述净化气。可选地，基于所述加压处理装置对所述初级微纳米气泡进行加压处理的压力介于0.1Mpa-1.5Mpa之间；所述反应腔室中的液体的温度控制在25℃-70℃之间；所述气体源包括空气、氧气及臭氧中的至少一种。可选地，基于所述微纳米气泡生成装置生成所述初级微纳米气泡的过程中还包括控制所述气体源与所述液体源比例的步骤，所述气体源与所述液体源的比例控制在1:1-1:20之间。可选地，形成所述微纳米气泡催化氧化体系的过程中还包括添加氧化剂的步骤，所述再生微纳米气泡、所述催化剂以及所述氧化剂构成所述微纳米气泡催化氧化体系，其中所述氧化剂的浓度介于0.1％-5％之间，所述氧化剂包括过氧化氢、氯化铁、硫酸铁、铁酸钠、铁酸钾、过氧乙酸、重铬酸钠、重铬酸钾、铬酸、硝酸、高锰酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、高铁酸钠、高铁酸钾、次氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠以及过硼酸钾中的至少一种。可选地，所述催化氧化反应装置中的所述催化剂包括非贵金属催化剂及贵金属催化剂中的至少一种，其中所述非贵金属催化剂包括氯化铁、硫酸铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、氯化铜及硫酸铜中的至少一种，所述贵金属催化剂包括金、铂及钯中的至少一种。如上所述，本专利技术的废气处理系统及废气处理方法，通过加压处理装置的加压处理形成再生微纳米气泡，并通过催化氧化反应装置形成微纳米气泡催化氧化体系，基于活性氧或自由基对废气进行降解脱除，适用性广，可处理醛类、酮类等水溶性VOCs，苯类、甲苯类等非水溶性VOCs，无需对待处理废气(如VOCs废气)进行除湿、浓缩等预处理措施，在较温和条件下即可实现VOCs有机废气的高效、低成本催化氧化降解和脱除，运行效能更高、处理成本更低，环保无毒，废气经简单处理即可排放。附图说明图1显示为本专利技术废气处理系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废气处理系统，其特征在于，所述废气处理系统包括：/n微纳米气泡生成装置，用于生成初级微纳米气泡；/n气源供给装置，与所述微纳米气泡生成装置相连通，用于向所述微纳米气泡装置中提供生成所述初级微纳米气泡所需要的气体源；/n加压处理装置，与所述微纳米气泡生成装置相连通，所述加压处理装置接收所述初级微纳米气泡并对所述初级微纳米气泡进行加压处理，以形成再生微纳米气泡；/n催化氧化反应装置，所述催化氧化反应装置包括反应腔室、废气进口及净气出口，所述反应腔室与所述加压处理装置相连通以接收所述再生微纳米气泡，且所述反应腔室中添加有催化剂，以基于所述再生微纳米气泡及所述催化剂形成微纳米气泡催化氧化体系，所述废气进口用于向所述反应腔室中输入待处理废气，以基于所述微纳米气泡催化氧化体系对所述待处理废气进行处理，所述净气出口用于排出所述待处理废气经所述微纳米气泡催化氧化体系处理后得到的净化气；/n其中，所述反应腔室还与所述微纳米气泡生成装置相连通，以将所述反应腔室中的液体输入至所述微纳米气泡生成装置中作为生成所述初级微纳米气泡所需要的液体源。/n

【技术特征摘要】
1.一种废气处理系统，其特征在于，所述废气处理系统包括：
微纳米气泡生成装置，用于生成初级微纳米气泡；
气源供给装置，与所述微纳米气泡生成装置相连通，用于向所述微纳米气泡装置中提供生成所述初级微纳米气泡所需要的气体源；
加压处理装置，与所述微纳米气泡生成装置相连通，所述加压处理装置接收所述初级微纳米气泡并对所述初级微纳米气泡进行加压处理，以形成再生微纳米气泡；
催化氧化反应装置，所述催化氧化反应装置包括反应腔室、废气进口及净气出口，所述反应腔室与所述加压处理装置相连通以接收所述再生微纳米气泡，且所述反应腔室中添加有催化剂，以基于所述再生微纳米气泡及所述催化剂形成微纳米气泡催化氧化体系，所述废气进口用于向所述反应腔室中输入待处理废气，以基于所述微纳米气泡催化氧化体系对所述待处理废气进行处理，所述净气出口用于排出所述待处理废气经所述微纳米气泡催化氧化体系处理后得到的净化气；
其中，所述反应腔室还与所述微纳米气泡生成装置相连通，以将所述反应腔室中的液体输入至所述微纳米气泡生成装置中作为生成所述初级微纳米气泡所需要的液体源。


2.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述微纳米气泡生成装置包括气液混合泵及多孔板结构中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述气源供给装置包括臭氧发生器，所述臭氧发生器与所述微纳米气泡生成装置和所述催化氧化反应装置之间的管路相连通。


4.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述加压处理装置包括加压管道及压力罐中的至少一种，当所述加压装置包括所述加压管道和所述压力罐时，所述加压管与所述压力罐串联设置。


5.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述加压处理装置与所述催化氧化反应装置的所述反应腔室通过喷淋液循环管路相连通，其中，所述喷淋液循环管路包括喷淋液释放喷头，所述喷淋液释放喷头包括旋流喷头。


6.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述催化氧化反应装置还包括与所述反应腔室相连通的酸碱浓度监测装置。


7.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述催化氧化反应装置还包括气液分离装置，所述气液分离装置与所述反应腔室及所述净气出口均相连通，所述净化气经由所述气液分离装置自所述净气出口排出。


8.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述催化氧化反应装置还包括加热装置，以对所述反应腔室进行加热处理。


9.根据权利要求1-8中任意一项所述的废气处理系...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜标，李继香，王雯娟，赵延琴，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31