[發明專利]一種有機廢氣等離子處理裝置及處理方法

在審

• 申請號: 201710242190.1
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106925086A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 龔聯克
• 申請（專利權）人: 南京永研電子有限責任公司
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

一種有機廢氣的處理方法屬于環保技術領域，具體涉及到一種有機廢氣的等離子降解處理裝置和方法。

背景技術：

揮發性有機物(Volatile Organic Compounds)簡稱VOCS指碳氫化合物及其衍生物，是大氣污染的主要污染源之一。VOCS給生態環境和人體健康帶來了嚴重危害，對全球經濟發展乃至人類的生存提出了嚴峻的挑戰。

有機廢氣的治理技術有兩類，一類是非破壞性方法，即將有機廢氣凈化并回收。這類方法有吸收法、吸附法、冷凝法、膜分離法等。該類方法存在設備費及維護費高，工藝流程復雜、有機物去除率不高等缺點。第二類是破壞性方法，如化學或生物反應，用光、熱、催化劑和微生物等將有機物轉化為二氧化碳和水等無害物質，主要包括直接氧化焚燒、催化燃燒、生物處理、光分解和低溫等離子分解等方法。該類方法中的非低溫等離子技術存在設備投資大、能耗高、有機物去除不徹底等缺點。由于低溫等離子技術具有高VOCS去除率、操作彈性大、設備費用低、產物為對環境無害的氣體等優點而逐漸代替一類非破壞性方法和二類非等離子技術被廣泛采用。

低溫等離子技術的原理是施加電能將氣體電離以加速氣相化學反應，特別是生成高氧化性的自由基來進行氣態氧化反應，將有害氣體污染物氧化成無害物或低毒物。

低溫等離子的處理方法主要有以下幾種：電子束放電、輝光放電、電暈放電、介質阻擋放電、滑動弧放電。電子束放電存在設備運行費用高，會產生射線，工業應用時必須建有防輻射工程等缺點；電暈放電存在能量利用率低、放電能量不均勻、處理效率易受電極形狀的影響等缺點；介質阻擋放電存在能量利用率低，沿面放電反應器內的非平衡等離子區域小，不易實現工業化等缺點；輝光放電由于需要在真空狀態下工作，系統較為復雜，工作過程為批處理，無法在線連續生產，效率難以提高。滑動電弧放電用在處理有機廢氣領域，主要經歷擊穿階段、平衡階段、平衡與非平衡轉化階段和非平衡四個階段，能量的75％-85％的消耗多集中在非平衡階段，而能量的轉化多集中在平衡與非平衡轉化階段。滑動電弧雖然優于有機廢氣的非破壞性處理方法和現有的破壞性處理方法，但仍然存在單位處理量小，單位處理量降解能耗偏高、臭氧處理不干凈等問題，嚴重制約了滑動電弧等離子有機廢氣處理方法的工業化進程。

因此需要開發一種新的等離子技術以解決現有有機廢氣治理領域存在的能量利用率低，處理量小，單位處理能耗高的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種采用滑動電弧等離子處理有機廢氣的方法，本發明通過在等離子反應裝置內設置能量利用裝置，以增加放電電弧面積，擴大反應區面積，延長滑動電弧放電的平衡與非平衡轉化階段，調整廢氣處理過程的工藝參數，在提高能量利用率的同時，提高有機廢氣的去除率。

本發明的技術方案如下：一種有機廢氣的等離子處理裝置，該等離子處理裝置為等離子反應器，包括反應器筒體、位于反應器筒體頂端的氣體進口、反應器底端的氣體出口、位于反應器筒體內的等離子放電電極、用于給等離子放電裝置供電的電源接口；所述反應器筒體上設置有使滑動電弧面積及長度得以擴大的能量利用裝置。

所述能量利用裝置為能量利用板和能量利用桿的組合或者能量利用板。

所述能量利用板距離反應器筒體底端的高度應該小于或者等于等離子放電電極底端距離反應器筒體低端的高度；所述能量利用桿距離反應器筒體底端的高度應該大于或者等于能量利用板底端距離反應器筒體低端的高度。

所述能量利用板為弧形板。

一種利用上述等離子處理裝置的有機廢氣的處理方法，有機廢氣和背景氣體進入等離子反應器，啟動電源，有機廢氣在等離子反應器內發生降解反應，處理后的氣體直接從等離子反應器出口排出。

背景氣體，可通過加濕裝置進行加濕處理，背景氣體的流量為25-50L/S；背景氣體的相對濕度為：0-20％

背景氣體可以為惰性氣體、空氣或者氧氣中的一種或多種。

等離子反應器的電源為直流電或者交流電。

有機廢氣的有機物含量為200-20000ppm；有機廢氣流量為不大于11112L/S。

等離子反應器的電源為高頻高壓電源，頻率為10-30KHz，電壓為10-100KV。

有益效果

1、擴弧裝置的存在使放電電弧面積增大，平衡與非平衡轉化階段的能力利用率大大提高，有機廢氣處于高溫處理狀態的時間延長，可提高有機廢氣的處理量。