一种低温等离子体联合喷淋-紫外降解VOCs系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种低温等离子体联合喷淋

【技术实现步骤摘要】
一种低温等离子体联合喷淋
‑
紫外降解VOCs系统及方法


[0001]本专利技术属于废气处理
，具体属于一种低温等离子体联合喷淋
‑
紫外降解VOCs系统及方法。

技术介绍

[0002]挥发性有机化合物(VOCs)与空气中的氮氧化物在光照的条件下发生反应，会产生光化学烟雾，造成城市雾霾等环境问题。此外，长时间暴露于含有VOCs的环境中，会导致人体产生各种疾病，如呼吸系统损害、急性中毒等。
[0003]目前低温等离子体去除VOCs面临降解不够充分，排放O3和气溶胶等环境污染物的问题。为提高低温等离子体对VOC的降解效率、矿化率并减少副产物O3、气溶胶等有害物质的排放，目前现有技术一方面是在低温等离子体反应器中填充分子筛(如13X、HZSM
‑
5)、铁电材料、金属氧化物(如：MnO2)等，填料的添加虽然在一定程度上减少了副产物排放，并提高降解率，但随反应进行，填料表面逐渐被有机中间产物覆盖而失活，使得降解效率下降；另一方面是在低温等离子体后串联生物降解技术或固相催化氧化技术，其中生物技术由于存在生物培养、要求特殊环境(O3对微生物具有毒害作用)从而造成操作复杂，和运行成本高等问题，而固相催化氧化技术面临气
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固相接触不均匀，催化剂失活等因素。
[0004]低温等离子体放电产生的O3虽然会危害环境，但从另一个角度来讲，O3(氧化还原电位2.07)具有较强的氧化性能。但常温下，由于臭氧反应的选择性，很难直接与VOC发生反应，而臭氧分解产生的羟基自由基(
·
OH)，却是不具有选择性的强的氧化剂(氧化还原电位2.8)能够氧化VOC。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统及方法，提供一种经济的、环境友好型的降解低浓度VOCs的技术。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统，包括预处理装置、低温等离子体装置和喷淋
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紫外装置，所述预处理装置的出口与低温等离子体装置的进口连接，所述低温等离子体装置的出气口与喷淋
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紫外装置的进气口连通，所述喷淋
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紫外装置沿高度方形中交替设置有多个紫外灯层和喷淋层，所述喷淋
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紫外装置顶部设置有出气口，底部设置有储液腔体。
[0007]进一步的，所述喷淋
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紫外装置中还设置有均流筛板，所述均流筛板设置在紫外灯层和喷淋层之间，所述均流筛板与喷淋层之间距离为400mm～900mm。
[0008]进一步的，两两喷淋层之间的距离为1100mm～1500mm，所述喷淋层上设置有多个液体喷孔，所述液体喷孔喷淋出的喷淋液体与进入喷淋
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紫外装置的气体的液气比为2L/m3～5L/m3。
[0009]进一步的，紫外灯层(8)均匀设置有多个紫外灯，所述紫外灯的波长为185nm～254nm。
[0010]进一步的，所述喷淋
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紫外装置出气口处还设置有除雾器，所述除雾器距离喷淋
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紫外装置出气口500mm～1000mm。
[0011]进一步的，所述储液腔体的出口通过液体输送管道与循环泵的进口连通，循环泵的出口通过液体输送管道与所述喷淋层连通。
[0012]进一步的，所述低温等离子体装置为板式结构，包括交错放置的多个高压电极和接地电极，所述高压电极和接地电极大小相等，所述低温等离子体装置的输出电压设置为15kV～30kV。
[0013]进一步的，还包括气流均布装置，所述气流均布装置分别设置在所述低温等离子体装置进气口和出气口处，所述流均布装置上设置有多个通孔，所述通孔的孔径为30mm～50mm。
[0014]进一步的，所述预处理装置包括第一过滤装置、第二过滤装置和集尘槽，所述第一过滤装置和第二过滤装置并排设置，所述第一过滤装置的孔径为1mm～3mm，所述第二过滤装置的孔径为0.3mm～0.8mm，所述第一过滤装置和第二次过滤装置之间的距离为400mm～800mm，所述集尘槽设置在第一过滤装置和第二过滤装置的底部。
[0015]本专利技术还提供一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
[0016]S1 VOCs气体进入预处理装置进行预处理；
[0017]S2预处理后的VOCs气体进入低温等离子体装置进行预降解，得到的VOCs气体和降解产生的副产物O3共同通入喷淋
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紫外装置中；
[0018]S3喷淋层喷出喷淋液体，VOCs气体被逐渐被喷淋液体的液滴捕集，VOCs气体直接被臭氧氧化或被紫外灯层分解O3产生的羟基自由基间接氧化；
[0019]S4喷淋液体捕获气体后进入储液腔体中，被氧化后的VOCs气体经喷淋
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紫外装置顶部的出其气口直接排入大气中；
[0020]S5当含有VOCs气流停止通入后，继续向喷淋
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紫外装置中通入空气，利用臭氧和紫外光将喷淋液体中残留的有机物进一步氧化。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0022]本专利技术的一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统，通过低温等离子体的预处理提高VOCs的水溶性，通过喷淋
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紫外装置中喷淋层喷出的水相将低温等离子体放电产生的气溶胶颗粒截留在水相当中，延长VOCs在喷淋
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紫外系统中的停留时间，同时利用了低温等离子体源源不断产生的副产物O3为喷淋
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紫外系统提供氧化剂，紫外光可有效促进O3向
·
OH的转化，从而促进VOCs的深度氧化，提高去除率及矿化率，减少了对大气环境的危害。
[0023]本专利技术的喷淋
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紫外系统不需要添加任何催化剂，当停止通入VOCs时，继续泵送空气，在O3+UV条件下能够完全氧化溶液中剩余的有机化合物，不会排放有机废水。
附图说明
[0024]图1：低温等离子体耦合喷淋
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紫外系统结构示意图(箭头代表气体流动方向)正视图：
[0025]图2：本专利技术预处理装置示意图；
[0026]图3：本专利技术气流均布装置示意图；
[0027]图4：本专利技术低温等离子体装置的高压电极和接地电极的左视图；
[0028]图5：本专利技术均布筛板示意图；
[0029]图6：本专利技术喷淋层示意图；
[0030]图7：本专利技术紫外灯层示意图；
[0031]附图中：1第一过滤装置、2第二过滤装置、3集尘槽、4气流均布装置、5高压电极、6接地电极；71出气口，72进气口、8紫外灯层、9均流筛板、10喷淋层、11除雾器、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统，其特征在于，包括预处理装置、低温等离子体装置和喷淋
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紫外装置，所述预处理装置的出口与低温等离子体装置的进口连接，所述低温等离子体装置的出气口(71)与喷淋
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紫外装置的进气口(72)连通，所述喷淋
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紫外装置沿高度方形中交替设置有多个紫外灯层(8)和喷淋层(10)，所述喷淋
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紫外装置顶部设置有出气口，底部设置有储液腔体(13)。2.根据权利要求1所述的一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统，其特征在于，所述喷淋
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紫外装置中还设置有均流筛板(9)，所述均流筛板(9)设置在紫外灯层(8)和喷淋层(10)之间，所述均流筛板(9)与喷淋层(10)之间距离为400mm～900mm。3.根据权利要求1所述的一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统，其特征在于，两两喷淋层(10)之间的距离为1100mm～1500mm，所述喷淋层(10)上均匀设置有多个液体喷孔(15)，所述液体喷孔(15)喷淋出的喷淋液体与进入喷淋
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紫外装置的气体的液气比为2L/m3～5L/m3。4.根据权利要求1所述的一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统，其特征在于，所述紫外灯层(8)均匀设置有多个紫外灯，所述紫外灯的波长为185nm～254nm。5.根据权利要求1所述的一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统，其特征在于，所述喷淋
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紫外装置出气口处还设置有除雾器(11)，所述除雾器(11)距离喷淋
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紫外装置出气口500mm～1000mm。6.根据权利要求1所述的一种低温等离子体联合喷淋
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紫外降解VOCs系统，其特征在于，所述储液腔体(13)的出口通过液体输送管道(12)与循环泵(14)的进口连通，循环泵(14)的出口通过液体输送管道(12)与所述喷淋层...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦彩虹，姜超超，郭孟柯，刘蓉蓉，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：