一种去除低浓度VOCs的设备及其方法技术

本发明专利技术提供了一种去除低浓度VOCs的设备，涉及气体处理领域，包括电晕放电模块、吸附催化模块以及作为主体的密闭容器，所述吸附催化模块为一开口容器，包括阳极丝网、吸附催化剂、密封板，所述吸附催化剂内嵌于所述阳极丝网上，所述吸附催化剂上含有孔道；所述吸附催化模块，布置在所述密闭容器内，开口方向一致，并列排布，并被花板支撑，将所述密闭容器分成第一腔室与第二腔室，所述第一腔室与第二腔室均设有进口与出口，所述电晕放电模块为电晕放电极，悬挂于吸附催化模块的开口内侧以及开口外侧。本发明专利技术能够适应大气量、低浓度、高湿度、复合污染物较多等问题，可定期切换气流方向，延长催化剂使用寿命。长催化剂使用寿命。长催化剂使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种去除低浓度VOCs的设备及其方法


[0001]本专利技术涉及气体处理领域，具体属于一种去除低浓度VOCs的设备及其方法。

技术介绍

[0002]VOCs是大气污染的主要污染源，一般工业废气治理上一般是按照＜100ppm的为低浓度废气，100
‑
500ppm为中低浓度废气，500
‑
1000ppm为中等，1000ppm以上为高浓度废气。高浓度的VOCs可采用吸附、冷凝回收、催化氧化、TO、RTO等工艺进行处理，但低浓度的VOCs往往难以有效处理，或者处理成本过高。低浓度VOCs，尤其是嗅阈值较低的气态污染物成为异味物质，成为影响周围空气质量和观感质量的突出问题，异味扰民矛盾突出。
[0003]对于低浓度VOCs处理，目前常用技术包括吸附法、吸收法、生物滤池、催化氧化、光催化、燃烧法、低温等离子等方式。现状技术问题包括：
[0004]1)单纯的吸附法不能实现污染物降解，伴随脱附、消解处理等较多环节，对于低浓度大气量废气而言，设备数量多，运行成本高；
[0005]2)吸收法产生废水、废渣等，药剂消耗量大，废水废渣的二次处理成本高；
[0006]3)生物滤池法停留时间长，设备占地大，不能适应大气量的VOCs气体处理；
[0007]4)催化燃烧或直接燃烧处理能耗高，燃烧法产生二次污染；
[0008]5)单纯的低温等离子法能耗高，反应过程不可控，副产物种类复杂，存在臭氧逃逸风险；
[0009]6)分体式的低温等离子态耦合催化反应器，高能活性物质存在时间短，往往不能达到较好的耦合催化作用；
[0010]7)一体式的低温等离子体耦合催化反应器通常采用介质阻挡放电+内涂催化剂涂层或内嵌催化剂填料的方式，介质阻挡放电对介质条件要求较高，受水汽、油污、粉尘等影响较大，预处理成本高，系统运行稳定性较差；

技术实现思路

[0011]本申请提供了一种去除低浓度VOCs的设备，包括电晕放电模块、吸附催化模块以及作为主体的密闭容器，所述吸附催化模块为一开口容器，包括阳极丝网、吸附催化剂、密封板，其中密封板为开口容器的底，阳极丝网为开口容器的主体，所述吸附催化剂内嵌于所述阳极丝网上，所述吸附催化剂上含有孔道；所述吸附催化模块有两个以上，布置在所述密闭容器内，开口方向一致，并列排布，并被花板支撑，将所述密闭容器分成第一腔室与第二腔室，所述第一腔室与第二腔室均设有进口与出口，所述电晕放电模块为电晕放电极，悬挂于吸附催化模块的开口内侧以及开口外侧。
[0012]优选的，所述催化剂为锰基催化剂。
[0013]优选的，所述催化剂为多级孔材料。
[0014]优选的，所述催化剂的材料结晶学孔径为0.4
‑
0.7nm。
[0015]优选的，所述催化剂孔道的形状为蜂窝状。
[0016]优选的，所述阳极丝网为双层丝网结构，所述吸附催化剂安装在阳极丝网的两侧丝网中间。
[0017]优选的，电离电压不低于120kV，电场强度不低于15kV/cm。
[0018]一种去除低浓度VOCs的方法，基于上述去除低浓度VOCs的设备，步骤如下：
[0019]步骤一：将含有VOCs的气体从第一腔室的进口送入，处理后的洁净气体从第二腔室的出口排出；
[0020]步骤二：第一腔室内的电晕放电极周期性供电；
[0021]步骤三：定期切换为将含有VOCs的气体从第二腔室的进口送入，处理后的洁净气体从第一腔室的出口排出，同时第二腔室内的电晕放电极周期性供电。
[0022]优选的，在步骤二及步骤三所述的电晕放电极一个供电周期内，电晕放电极分区供电，每次开启10％比例的电晕放电极，每个供电分区供电5
‑
10min。
[0023]优选的，含有VOCs的气体流经吸附催化模块的流速不高于1.5m/min，催化剂体积空速不高于10000h
‑1。
[0024]本申请提供的一种去除低浓度VOCs的设备，其采用吸附催化双效材料，首先使低浓度VOCs在吸附催化剂表面相对富集；在吸附饱和后，开启等离子放电电源，激发大量短寿命自由基并同样在吸附催化剂表面富集，吸附催化剂的微孔结构表面成为反应活性中心，在催化剂作用下完成多相降解反应，VOCs被断链矿化为小分子脱附离开吸附催化剂层并最终排放，吸附催化剂表面微孔结构得到更新，放电电源关闭，进入下一个吸附周期。
[0025]本专利技术实现先吸附浓缩低浓度污染物，后吸附高能粒子，再实现污染物的低温催化氧化，实现污染物高效净化和在线更新吸附催化剂的双重效果。
[0026]本申请相对于现有技术的优势：
[0027]特点：1、采用电晕放电的等离子放电方式激发高能粒子(包括氧自由基和羟基自由基等)，能够适应高湿度、复合污染物较多等问题；
[0028]2、采用板电极丝网内嵌吸附催化剂的复合阳极结构，与电晕放电极组成电离+吸附催化模块，确保激发出的自由基能够迅速进入吸附催化剂中参与反应；
[0029]3、若干组电离吸附催化模块并联布置，采用连续吸附，间歇电离催化氧化的运行方式，实现污染物先吸附浓缩，后高能催化氧化，达到污染物净化和在线更新吸附催化剂的功能。
[0030]4、通过双向流，解决吸附催化层沿气流方向上的吸附浓度不均和催化氧化强度不均的问题，避免远离放电极的吸附催化剂内反应不彻底的问题，定期切换流向，可处理未反应完全残留在催化剂中的污染物，延长催化剂使用寿命；
[0031]5、通过双向流，实现大气量清灰，避免吸附催化剂层堵塞。
[0032]6、电晕电离极布置在吸附催化剂正反两侧，充分利用气体流道空间，设备基本无无效空间。
附图说明
[0033]图1为电晕放电模块与吸附催化模块结构图；
[0034]图2为本专利技术的整体结构图。
[0035]其中：1电晕放电极，2阳极丝网，3吸附催化剂，4花板，5密封板，6含有VOCs的气体，
7洁净气体。
具体实施方式
[0036]如图1所示，为电晕放电模块与吸附催化模块；所述吸附催化模块的外形为开口容器，主体部分为板阳极丝网2与内嵌于阳极丝网2的吸附催化剂3，顶部为密封板5，所述阳极丝网2与吸附催化剂3共同形成复合阳极结构。电晕放电模块由电晕放电极1组成，所述电晕放电极1布设于吸附催化模块的开口内以及开口外；开口外或者开口内的电晕放电极1不会同时带电，当开口内的电晕放电极1带电或者开口外的电晕放电极1带电时，含有VOCs的气体6按照图中虚线空心箭头的指示方向，从带电侧的电晕放电极1处流入、穿过吸附催化模块后流出；
[0037]所述吸附催化模块的外形为开口容器，结构是筒状、U型箱式或者板式结构，以方便VOCs气体分子和被电晕放电极1激活的高能粒子能够被吸附催化模块充分吸收。以三氯乙烯为例，吸附催化作用能够显著增强放电等离子体对VOCs的去除能力，放电能量利用率可达到13g/kWh，去除效率从单纯电晕放电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除低浓度VOCs的设备，其特征在于包括电晕放电模块、吸附催化模块以及作为主体的密闭容器，所述吸附催化模块为一开口容器，包括阳极丝网、吸附催化剂、密封板，其中密封板为开口容器的底，阳极丝网为开口容器的主体，所述吸附催化剂内嵌于所述阳极丝网上，所述吸附催化剂上含有孔道；所述吸附催化模块有两个以上，布置在所述密闭容器内，开口方向一致，并列排布，并被花板支撑，将所述密闭容器分成第一腔室与第二腔室，所述第一腔室与第二腔室均设有进口与出口，所述电晕放电模块为电晕放电极，悬挂于吸附催化模块的开口内侧以及开口外侧。2.根据权利要求1所述的一种去除低浓度VOCs的设备，其特征在于所述催化剂为锰基催化剂。3.根据权利要求1所述的一种去除低浓度VOCs的设备，其特征在于所述催化剂为多级孔材料。4.根据权利要求3所述的一种去除低浓度VOCs的设备，其特征在于所述催化剂的材料结晶学孔径为0.4
‑
0.7nm。5.根据权利要求1所述的一种去除低浓度VOCs的设备，其特征在于所述催化剂结构形式为蜂窝状。6.根据权利要求1所述的一种去除低浓度VOCs的设备，其特征在于所述阳极丝网为双...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠斌，田昊，杨振亚，沈达，
申请(专利权)人：江苏省环保集团有限公司，
类型：发明
国别省市：