[發明專利]一種等離子體廢氣處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201910202476.6
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109821373B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 鄭煜;蔣連瓊;吳雄輝;何浩;吳瑤;劉志杰;段吉安
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32;B01D53/18;B01D47/06
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 黃藝平

1.一種等離子體廢氣處理裝置，其特征在于，包括：

熱反應系統，所述熱反應系統包括等離子體發生器和等離子體反應器，所述等離子體發生器產生的熱等離子體射流進入等離子體反應器后對等離子體反應器內的廢氣進行凈化處理；

進氣系統，所述進氣系統安裝在所述等離子體反應器的頂部，廢氣由進氣系統進入所述等離子體反應器內；

降溫系統，所述降溫系統包括立桶和降溫塔，所述立桶的上端與等離子體反應器的出氣口相連，所述立桶的下端與降溫塔的進氣口相連；所述降溫塔對氣體進行降溫和洗滌處理；

多級凈化洗滌系統，所述多級凈化洗滌系統包括連通管和滌氣塔，所述連通管的進氣口與所述降溫塔出氣口相連，所述連通管的出氣口與所述滌氣塔的進氣口相連；所述滌氣塔對氣體進行凈化、洗滌和脫水處理；

排氣系統，所述排氣系統與所述滌氣塔的頂部出氣口相連，經多級凈化洗滌后的氣體由所述排氣系統排出；

液體循環系統，包括設置在所述降溫系統和多級凈化洗滌系統外圍的管道系統和設置在所述降溫系統和多級凈化洗滌系統底端的貯液槽；所述管道系統為降溫和洗滌提供噴淋液，所述貯液槽用來收集和儲藏可循環使用的噴淋液；

所述等離子體反應器包括由內到外依次設置的熱解反應腔、密封腔和循環水冷卻腔；

熱等離子體射流在所述熱解反應腔內與廢氣進行高溫裂解反應；

所述密封腔的內壁為微孔板結構，所述密封腔的頂端設有進氣裝置，空氣或氧氣經進氣裝置進入所述密封腔后，在微孔板內表面形成氣膜；

所述循環水冷卻腔內的循環水對等離子體反應器進行降溫；

所述熱解反應腔底端與立桶頂端相連，所述熱解反應腔頂端直徑大于所述立桶底端直徑；

所述進氣系統包括進氣裝置和多路進氣管；所述進氣裝置設置在等離子體發生器與等離子體反應器之間；所述進氣裝置呈上下不完全對稱的兩圓錐臺狀，沿上圓錐臺的周向設有多個旋風噴嘴，所述多個旋風噴嘴的上端與對應的進氣管連通，所述多個旋風噴嘴的下端與所述熱解反應腔連通；所述進氣裝置的中心處設有等離子體噴射孔，所述等離子體噴射孔上端與所述等離子體發生器連通，下端與所述熱解反應腔連通。

2.根據權利要求1所述等離子體廢氣處理裝置，其特征在于，所述進氣系統包括設置在所述密封腔頂端的進氣法蘭，進氣管連通所述進氣法蘭與鼓風機，所述進氣管上安裝有閥門和流量計。

3.根據權利要求1所述等離子體廢氣處理裝置，其特征在于，所述降溫塔包括設置在內部的多個噴淋頭和冷卻板，所述噴淋頭內噴灑出噴淋液對高溫氣體進行噴淋降溫和凈化，所述噴淋液噴灑方向與高溫氣體流動方向相反，所述冷卻板使高溫氣體在所述降溫塔內進行充分的氣液傳質；所述降溫塔底部設有降溫出水口，所述降溫出水口與貯液槽相連。

4.根據權利要求1所述等離子體廢氣處理裝置，其特征在于，所述連通管內設有第一級噴淋組件；所述滌氣塔內從下至上依次設有第一填料層、第二級噴淋組件、第二填料層、第三級噴淋組件和脫水層；所述噴淋組件包括多個噴淋頭，所述噴淋頭噴灑出噴淋液對氣體進行噴淋降溫和凈化，所述噴淋液噴灑方向與高溫氣體流動方向相反，所述填料層使氣體在所述降溫塔內進行充分的氣液傳質。

5.根據權利要求1所述等離子體廢氣處理裝置，其特征在于，所述管道系統包括液體管道、液體循環泵和熱交換器；降溫系統外圍的液體管道一的一端連接噴淋頭，另一端經液體循環泵一和熱交換器連接貯液槽；多級凈化洗滌系統外圍的液體管道二的一端連接第一噴淋組件和第二噴淋組件，另一端經循環泵二連接貯液槽。

6.根據權利要求1所述等離子體廢氣處理裝置，其特征在于，所述排氣系統包括設置在滌氣塔頂部的煙囪和設置在所述煙囪上方的引風機，經多級凈化洗滌系統處理過的氣體通過引風機由煙囪排出。

7.一種利用權利要求1～6任意一項權利要求所述等離子體廢氣處理裝置處理廢氣的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)用熱等離子體射流在熱解反應腔內對廢氣進行高溫裂解凈化處理；

(2)在降溫塔內對經高溫裂解凈化后的氣體進行急冷和初步洗滌；

(3)在滌氣塔內對經初步洗滌后的氣體進行多次洗滌，去除廢氣中的微粒與可溶性氣體；

(4)將經多次洗滌后的氣體進行脫水，再由排氣系統排出。