[發明專利]放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置

在審

• 申請號: 201710779245.2
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107497260A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 劉璐;袁壽其;馬玉東;王爽;王軍峰;王謙
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01D53/74
• 分類號: B01D53/74;B01D53/72;B01D46/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于空氣污染控制領域，尤其涉及一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置及其工作方法。

背景技術

隨著我國的經濟增長，空氣污染已經成為危害生態環境和人類身體健康的重要因素。工業制造和能源開采過程中會產生成分復雜的含有機化合物的有害氣體，如揮發性有機化合物(VOCs)、多環芳烴(PAHs)等。有機廢氣是引起溫室效應的重要來源，有些有機廢氣是形成光化學煙霧及PM2.5的重要前驅體，有些甚至具有強烈的致癌、致突變及致畸性。我國VOCs的絕對排放量巨大，2013年我國工業VOCs排放量為2935.6萬噸，預計2020年我國工業源VOCs排放量將增長至3325.9萬噸。低濃度有機廢氣由于可燃成份稀薄，處理非常困難，常直接排空，造成了大量能源浪費，導致了環境污染和溫室效應的加劇。因此，發展高效低能耗處理有機廢氣的方法具有重要的理論意義和應用前景，已成為國內外的研究熱點和難點。

海藻生物炭是海藻熱解的產物，其孔隙豐富，且含有較多的K、Na等活性離子。同時由于海藻類生物質生活在海洋中，產量高、不占用耕地，且特定季節還出現泛濫成災，其資源開發的潛力巨大。因此海藻生物炭作為一種吸附或催化材料，應用到能源環境領域中，具有較強理論意義和實用價值。

發明內容

本發明的目的是針對目前室內空氣或煙氣凈化成本高，吸附劑壽命短，且可能有二次污染的技術問題，利用直流電暈放電產生的自由基與采用海藻熱解制取的生物質焦之間的協同作用，提供一直可實現低溫無污染脫除空氣或煙氣中有機物的直流電暈放電協同催化氧化脫除空氣和煙氣中有機物的方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置，包括進氣通道、主反應器、尾部通道、引風機和高壓電源；所述進氣通道、主反應器、尾部通道、引風機依次連接；

所述主反應器包括殼體、導流板、初級過濾裝置、若干放電自由基協同海藻生物炭處理單元，絕緣層、高電壓輸入線、接地線；

從進氣通道到尾部通道，殼體內部依次設有第一導流板、初級過濾裝置、若干放電自由基協同海藻生物炭處理單元、第二導流板；每個放電自由基協同海藻生物炭處理單元包括一個多孔板狀電極、多條線狀電極、帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料；所述帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料置于多孔板狀電極和線狀電極之間，且居中放置；線狀電極之間相互平行，且線狀電極平行于多孔板狀電極，每條線狀電極與多孔板狀電極的間距相同；

所述多孔板狀電極、線狀電極、帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料均與殼體連接，并通過絕緣層絕緣，殼體接地；

所述線狀電極均通過高電壓輸入線與高壓電源輸出端連接；多孔板狀電極通過接地線接地。

進一步，所述主反應器中放電自由基協同海藻生物炭處理單元的數量至少為2個。

進一步，每個放電自由基協同海藻生物炭處理單元之間的間距為100～500mm。

進一步，所述兩個線狀電極之間的間距為100～200mm，多孔板狀電極與線狀電極之間的間距為20～100mm。

進一步，所述帶有海藻生物炭夾層的毛氈濾料的厚度為多孔板狀電極與線狀電極之間的距離的30％～100％。

進一步，所述高壓電源輸出電壓為5kV～50kV。

進一步，所述初級過濾裝置的過濾層采用可重復使用的濾網。

進一步，主反應器的殼體的材料為不銹鋼板，結構為方形結構。

進一步，所述主反應器與高壓電源之間設有電壓、電流檢測器和漏電保護裝置。

所述的放電自由基協同海藻生物炭脫除有機物和細顆粒物的裝置的工作方法，步驟如下：