[實用新型]一種治理惡臭氣體和工業VOCs的裝置

有效

• 申請號: 201020683338.9
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN201978653U
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 施耀;陳杰;邵振華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D53/74
• 分類號: B01D53/74;B01D53/72;B01D53/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型涉及環境保護技術領域，尤其涉及一種治理惡臭氣體和工業VOCs的裝置。

背景技術

當前，日益增長的有毒有害廢氣排放嚴重干擾居民的日常生活，惡化人們的生存環境，進而對人體健康和生態環境造成危害。具有異味的工業VOCs和惡臭尤其成為居民投訴的焦點。國內許多省市都已開展“清潔空氣行動”，因此尋求一種切實可行又經濟實惠的技術來控制工業排放的VOCs和惡臭已是刻不容緩。

生物法和活性炭吸附是目前控制工業VOCs和惡臭的最常見工藝。生物法具有投資及運行費用低等優點，但占地面積大，處理效果不穩定，啟動困難等缺點。活性炭在達到飽和吸附量前具有良好的除臭和吸附VOCs的效果，但其維護管理費用高，吸附飽和后廢炭再生能耗大，處置麻煩。

等離子體被稱作除固態、液態和氣態之外的第四種物質存在形態，是由電子、離子、自由基和中性粒子組成的導電性流體，整體保持電中性。在低溫等離子體內，有大量的高能電子及高能電子激勵產生的·O、·OH等活性粒子，將有害氣體污染物氧化成無害物或低毒物。與其他VOCs和惡臭廢氣治理技術相比，低溫等離子體技術具有工藝簡單、處理流程短、投資少、占地小、去除率高、運行費用低(主要表現為電費)、適用范圍廣等特點。

然而利用低溫等離子體處理VOCs和惡臭廢氣時，也還存在一些問題：1、對一些結構穩定的VOCs去除效率不高(如噴漆廢氣中的笨、甲苯等)；2、等離子體處理后的尾氣中含有大量臭氧，造成二次污染；3、放電區域小，污染氣體停留時間短。

發明內容

本實用新型提供了一種治理惡臭氣體和工業VOCs的裝置，解決了單一活性炭吸附再生困難，成本高，單一低溫等離子體技術去除率不高，存在二次污染的問題。

一種治理惡臭氣體和工業VOCs的裝置，包括筒狀的帶進氣口和出氣口的絕緣外殼，絕緣外殼的內腔中設有與高壓脈沖電源連接的電極，絕緣外殼的內壁從內到外依次附著有環繞電極的由活性炭纖維組成的吸附層和接地的金屬片。

所述高壓脈沖電源為納秒級脈沖電源，其作用為通過陡前沿、窄脈寬(納秒級)的高壓脈沖為等離子體反應器供能，產生脈沖電暈放電。其特點為采用納秒級脈沖高壓電源供能，電子被加速成為高能電子，而其它質量較大的離子由于慣性大來不及加速而基本保持靜止，從而避免了直流電暈加速離子而帶來的能量損耗。

優選的，所述的電極為具有多孔結構的燒結金屬，它以鎳鉻合金纖維為原料，通過過布氈、壓制和高溫燒結制成，有效直徑為0.5mm。該電極具有3D網狀多孔結構，不同的孔徑層形成孔徑梯度，孔徑以介孔(2-50nm)和大孔(＞50nm)為主，內部含有大量連通或半連通的孔隙，孔隙率可達80～90％，壓力損失小，耐高溫和易加工，是優良的催化劑載體。

更優選的，在所述電極上負載過渡金屬催化劑，可增強烴類和CO轉化成CO₂的選擇性，減少了含碳物質在催化電極表面的沉積，避免催化電極的腐蝕問題。所述過渡金屬催化劑為Mn、Cu、Fe、Pb、V、Ni、Co和Ti中的至少一種。

活性炭纖維直徑15～20μm，比表面積1300～1500m²/g，孔容0.9～1.2mL/g，平均孔徑1.8～2.0nm。在處理惡臭氣體和VOCs時，活性炭纖維吸附和再生同時進行。其原理為：惡臭氣體或VOCs進入裝置時，在高能電子和等離子體活性粒子作用下發生一系列反應，分解為無害物質，同時少量未反應的惡臭氣體或VOCs、反應過程中產生的O₃、·O和·OH等活性粒子被活性炭纖維吸附并繼續發生反應，吸附在活性炭纖維上的惡臭氣體或VOCs分子被氧化分解，活性炭纖維得以再生。

優選的，所述的金屬片和吸附層之間設有由微孔陶瓷組成的阻隔層，更優選為，在阻隔層上負載過渡金屬催化劑，所述過渡金屬為Mn、Cu、Fe、Pb、V、Ni、Co和Ti中的至少一種。可增強有機小分子和CO轉化?成CO₂的選擇性，促進吸附在活性炭纖維上的惡臭或VOCs分子的完全降解，防止活性炭纖維孔道堵塞。

所述金屬片為鋁片。

所述絕緣外殼由聚甲基丙烯酸甲酯制成。