一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统及方法，涉及废气处理技术领域，为解决氧化法在与吸收法进行联用时吸收法产生的废水中若含有有机物，则需要额外处理，并且臭氧催化氧化、等离子体、光催化反应器的出口臭氧逃逸较多的问题；本发明专利技术包括反应器、高压交流电源和循环液槽；反应器包括反应器外筒和反应器内筒；恶臭或低浓度有机废气以吸收和介质阻挡放电等离子体为主体，耦合以光催化氧化的方式处理；本发明专利技术能根据废气组分，灵活调整各级反应器的电压、催化剂涂层种类、吸收液pH，尽量提高污染物的净化效率，同时降低臭氧逃逸量，并通过液相氧化反应降低吸收液废水的后续处理难度。

【技术实现步骤摘要】
一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统及方法
本专利技术涉及废气处理
，具体为一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统及方法。
技术介绍
在工业生产过程中，常常会有恶臭气体和挥发性有机物排放进入大气中。恶臭污染是世界七大环境公害之一。恶臭气体不仅能带给人嗅觉的不适，还会引起恶心、头痛、厌食、失眠、心情烦躁等功能性疾病，严重时引起中毒，甚至诱发急性病并导致死亡。恶臭物质按组成分为含硫化合物(硫化氢、甲硫醇、甲硫醚等)，含氮化合物(氨、胺类、吲哚类)，烃类和含氧有机物(醛类、脂肪酸类)等。挥发性有机物按组成成分主要分为芳香烃类、卤代烃类、醛类、醇类、硫醇类、胺类、酮类、醚类等。这些VOCs排放到空气中不仅直接危害着人类的神经及免疫系统，还能在太阳光紫外线的作用下与NOx发生光化学反应，生成以臭氧为主要成分的光化学氧化剂，对人类及生态环境产生极大影响，并促进了灰霾天气的形成。随着经济的发展和人民环保意识的提高，环保部门每年收到关于恶臭气体的投诉有增无减。我国典型行业的VOCs污染也非常严重。因此恶臭气体和挥发性有机物污染的治理是我国环境保护必须解决的问题。除硫化氢、氨等无机物以外，恶臭气体的大部分成分属于挥发性有机物，因此恶臭气体和挥发性有机物的治理方法大体相同。目前常用的含恶臭和挥发性有机物废气的处理方法有冷凝法、吸收法、吸附法、热力焚烧法、催化氧化法、生物法、等离子体法、光催化法等。在实际应用过程中，为了确保处理效率，常常将两种及以上的方法进行联用，如吸收-催化氧化法、吸收-等离子体法、光催化-活性炭吸附法、吸附浓缩-热力焚烧法等。对于高浓度有机废气，可以直接采用热力焚烧法进行处理。对于低浓度有机废气，吸附浓缩-热力焚烧/催化燃烧法是目前最有效的方法，但该法更适用于大气量，在废气排放量较小的场合，该法的投资和运行成本通常超出了排污企业的承受范围；此外，当废气中含有H2S等气体时，需要考虑H2S对吸附剂的影响以及H2S氧化产物的二次污染问题。因此，在处理排放含H2S的恶臭或低浓度有机废气时，常用生物法或吸收法与臭氧催化氧化法、等离子体法、光催化法等氧化法联用，以有效去除废气中的H2S等无机污染物和其他有机污染物。生物法具有处理效率高、二次污染少等优点，在很多场景都有应用。但生物法也存在占地面积大、维护繁琐等问题，因而很多场景下使用吸收法与氧化法联用更合适。其中，臭氧催化氧化法、等离子体法、光催化法作为氧化法在恶臭气体处理领域有较多应用。这些氧化法在与吸收法进行联用时，吸收法产生的废水中若含有有机物，则需要额外处理，并且臭氧催化氧化、等离子体、光催化反应器的出口臭氧存在逃逸较多的问题；因此，亟需一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统及方法来解决这个问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统及方法，以解决氧化法在与吸收法进行联用时吸收法产生的废水中若含有有机物，则需要额外处理，臭氧催化氧化、等离子体、光催化反应器的出口臭氧逃逸较多的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，包括反应器、高压交流电源和循环液槽；反应器包括反应器外筒和反应器内筒，反应器内筒的下端安装有多孔筛板且位于反应器外筒内的下部，上端从反应器外筒上方伸出并开设有废气入口，反应器外筒上部开设有废气出口；反应器内筒的内部设有棒状电极，棒状电极的上部穿过反应器内筒的上端，反应器外筒的中部为导电材料制成的筒状电极，棒状电极的下端所在高度低于筒状电极的上端，高压交流电源的两端分别与棒状电极和筒状电极电性连接；反应器外筒与反应器内筒之间装有吸收液，吸收液通过循环液槽循环供给与更换。优选的，循环液槽设置有补液装置和循环泵，其中补液装置的补液管与循环液槽连通，反应器外筒的下部设有出液管并与循环液槽连通，反应器外筒的上部设有进液管并与循环泵的出液口连通，循环泵的进液口通过管路与循环液槽连通。优选的，反应器外筒和反应器内筒均为圆柱形，且二者轴心重合。优选的，反应器内筒和反应器外筒除了筒状电极以外的部分由有机玻璃、聚四氟乙烯或陶瓷等绝缘材料制成。优选的，棒状电极为导电材料制成且位于反应器内筒的轴心处。优选的，反应器内筒的内壁涂有催化剂层，催化剂层为以二氧化钛为载体的光催化剂，或以活性氧化铝、活性炭为载体的臭氧氧化或分解催化剂。在上述任一方案中，优选的，包括反应器、高压交流电源和循环液槽的废气处理装置设置有多级，多级废气处理装置依次串联，相邻两级废气处理装置之间还设置有反应器间连接管，反应器间连接管的一端与上一级反应器的废气出口连通，另一端连通下一级反应器的废气入口。本专利技术提供的另一技术方案：一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理方法，包括具体以下步骤：恶臭或低浓度有机废气从废气入口进入反应器内筒，废气在棒状电极和筒状电极之间的高压电场的作用下发生电离，棒状电极周围生成电晕，气体中产生OH自由基以及O3等活性物质，这些活性物质将废气中的恶臭物质和挥发性有机物初步氧化；废气经多孔筛板形成小气泡分布于吸收液中，气泡中的气体在电场作用下继续电离生成活性物质，气泡内部发生气相的氧化反应，废气中部分易溶于吸收液的组分溶解，气泡中的部分活性组分通过液膜进入吸收液，吸收液中发生液相氧化反应，当吸收液为酸性时，可吸收废气中的NH3等碱性组分，并能促进液相中OH自由基和O3对有机物的氧化反应，当吸收液为碱性时，可吸收废气中的H2S等酸性组分，并促进O3分解，避免O3逸出形成二次污染；吸收液由反应器底部排出进入循环液槽，经过添加物料和调整pH后打回反应器内部，当循环液槽内的吸收液达到一定浓度时，排掉多余的吸收液并补充新液；在等离子体和光催化的双重作用下，废气中的有机物一部分被完全氧化为CO2和H2O，一部分被不完全氧化为小分子量的醛类、有机酸等物质，废气中易溶的H2S、NH3及部分有机物则溶解于吸收液中并在其中氧化，净化后的废气经废气出口排出。优选的，净化后的废气经废气出口、反应器间连接管和下一级反应器的废气入口进入下一级反应器的反应器内筒，废气经多级反应器处理达标后经最后一级反应器的废气出口排放。优选的，最后一级反应器的催化剂层为臭氧分解催化剂。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、该多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，反应器内筒内壁可涂覆光催化剂，使得内筒中的气相污染物能被进一步氧化，并且由于催化剂层不与吸收液接触，有利于延长催化剂使用寿命。2、该多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，最后一级反应器的内筒内壁可涂覆臭氧分解催化剂，避免等离子体生成的高浓度臭氧逸出反应器形成二次污染。3、该多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，废气经筛板进入吸收液时形成小气泡，气液接触面积大，利于气相和液相的物质交换，等离子体反应生成的活性物质通过液膜进入液相后，可氧化溶解于吸收液的有机污染物及其氧化副产物，气相中未能及时参与反应的活性粒子在进入液相后可以继续氧化液相中的污染物，提高了活性粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，其特征在于：包括反应器(1)、高压交流电源(11)和循环液槽(12)；反应器(1)包括反应器外筒(5)和反应器内筒(4)，反应器内筒(4)的下端安装有多孔筛板(9)且位于反应器外筒(5)内的下部，上端从反应器外筒(5)上方伸出并开设有废气入口(2)，反应器外筒(5)上部开设有废气出口(3)；反应器内筒(4)的内部设有棒状电极(6)，棒状电极(6)的上部穿过反应器内筒(4)的上端，反应器外筒(5)的中部为导电材料制成的筒状电极(7)，棒状电极(6)的下端所在高度低于筒状电极(7)的上端，高压交流电源(11)的两端分别与棒状电极(6)和筒状电极(7)电性连接；反应器外筒(5)与反应器内筒(4)之间装有吸收液(10)，吸收液(10)通过循环液槽(12)循环供给与更换。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，其特征在于：包括反应器(1)、高压交流电源(11)和循环液槽(12)；反应器(1)包括反应器外筒(5)和反应器内筒(4)，反应器内筒(4)的下端安装有多孔筛板(9)且位于反应器外筒(5)内的下部，上端从反应器外筒(5)上方伸出并开设有废气入口(2)，反应器外筒(5)上部开设有废气出口(3)；反应器内筒(4)的内部设有棒状电极(6)，棒状电极(6)的上部穿过反应器内筒(4)的上端，反应器外筒(5)的中部为导电材料制成的筒状电极(7)，棒状电极(6)的下端所在高度低于筒状电极(7)的上端，高压交流电源(11)的两端分别与棒状电极(6)和筒状电极(7)电性连接；反应器外筒(5)与反应器内筒(4)之间装有吸收液(10)，吸收液(10)通过循环液槽(12)循环供给与更换。


2.根据权利要求1所述的一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，其特征在于：所述循环液槽(12)设置有补液装置(13)和循环泵(14)，其中补液装置(13)的补液管与循环液槽(12)连通，反应器外筒(5)的下部设有出液管并与循环液槽(12)连通，反应器外筒(5)的上部设有进液管并与循环泵(14)的出液口连通，循环泵(14)的进液口通过管路与循环液槽(12)连通。


3.根据权利要求1所述的一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，其特征在于：所述反应器外筒(5)和反应器内筒(4)均为圆柱形，且二者轴心重合。


4.根据权利要求1所述的一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，其特征在于：所述反应器内筒(4)和反应器外筒(5)除了筒状电极(7)以外的部分由有机玻璃、聚四氟乙烯或陶瓷等绝缘材料制成。


5.根据权利要求1所述的一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，其特征在于：所述棒状电极(6)为导电材料制成且位于反应器内筒(4)的轴心处。


6.根据权利要求1所述的一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，其特征在于：所述反应器内筒(4)的内壁涂有催化剂层(8)，催化剂层(8)为以二氧化钛为载体的光催化剂，或以活性氧化铝、活性炭为载体的臭氧氧化或分解催化剂。


7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种多级气液双相介质阻挡放电的废气处理系统，其特征在于：包括反应器(1)、高压交流电源(11)和循环液槽(12)的废气处理装置设置有多级，多级废气处理装置依次串联，相邻两级废气处理装置之间还设置有反应器间连接管(15)，反应器间连接管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：范维义，安忠义，陈磊，李启超，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，中冶华天安徽节能环保研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34