[發(fā)明專利]低溫等離子體協(xié)同紫外光催化降解VOCs的裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010175431.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111467954A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周金堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州金垚淼環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/86
• 分類號(hào): B01D53/86;B01D53/44;G05D7/06
• 代理公司: 蘇州佳博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32342
• 代理人: 唐毅

本發(fā)明公開(kāi)一種低溫等離子體協(xié)同紫外光催化降解VOCs的裝置及方法，屬于有機(jī)廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括依次相連的預(yù)處理凈化器、氣體流量控制機(jī)構(gòu)以及等離子體凈化器，等離子體凈化器包括等離子反應(yīng)管及紫外燈，等離子反應(yīng)管包括依次相連的第一段管、第二段管、第三段管以及第四段管。該方法包括：步驟S1，VOCs廢氣進(jìn)入預(yù)處理凈化室，經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)除去廢氣中的顆粒物質(zhì)；步驟S2，檢測(cè)預(yù)處理后VOCs廢氣的流量值，并判斷流量值是否高于預(yù)設(shè)流量閾值；步驟S3，根據(jù)VOCs廢氣的流量值設(shè)置輸出電壓，開(kāi)啟高壓電源、紫外燈，致使等離子體管內(nèi)產(chǎn)生等離子體。本發(fā)明提供的裝置及方法具有自動(dòng)化程度高、催化降解VOCs效率高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低溫等離子體協(xié)同紫外光催化降解VOCs的裝置及方法。

背景技術(shù)

目前，工業(yè)和農(nóng)業(yè)排放的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是重要的大氣污染源之一，其危害主要分為兩類，一類是直接危害，刺激人類及動(dòng)物的呼吸系統(tǒng)從而導(dǎo)致病變；另一類是次生危害，VOCs在空氣中極易引發(fā)一系列光化學(xué)反應(yīng)，造成霧霾以及光化學(xué)煙霧等災(zāi)害，使人類的健康受到極大威脅。

在現(xiàn)有的VOCs處理凈化的方法中，較為傳統(tǒng)的控制方法例如焚燒法，耗能嚴(yán)重且易產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染；催化燃燒法雖對(duì)有機(jī)污染有效，但對(duì)大流量、高流速?gòu)U氣的處理仍存在氣阻大、效率低的問(wèn)題；吸附-解吸法也存在吸附容量、氣阻、普適性的問(wèn)題。近年來(lái)，又衍生了膜分離法、生物降解法、冷凝法等手段，有效地提高了可循環(huán)性，但仍未實(shí)質(zhì)上地提升VOCs處理效率。

低溫等離子體技術(shù)是通過(guò)氣體放電所產(chǎn)生的高活性粒子與污染物分子發(fā)生碰撞，使其解離和氧化，從而達(dá)到廢氣凈化的目的。近年來(lái)低溫等離子體技術(shù)被較為廣泛地應(yīng)用于低濃度含VOCs廢氣和惡臭異味氣體的處理，總體應(yīng)用效果良好，但是其發(fā)展仍舊具有局限性。該處理技術(shù)依然存在容易形成副產(chǎn)物、能量效率低和選擇性較差的特點(diǎn)。而催化劑高選擇性、高降解效率等特點(diǎn)使研究者將其與催化劑相結(jié)合，等離子處理技術(shù)與催化劑協(xié)同處理有害氣體，成功地將催化劑的優(yōu)點(diǎn)作用應(yīng)用在等離子體處理VOCs方面。例如，將低溫等離子體技術(shù)與吸附工藝相結(jié)合，利用微孔γ-Al2O3顆粒的吸附作用可大大改善低溫等離子體對(duì)甲苯和丙烷的處理效果；將具有較高催化活性的Mn、Fe等金屬氧化物與等離子體技術(shù)結(jié)合，可以使苯、甲苯、乙醇、二氯乙烷的去除率提高約20％；將低溫等離子體與光催化技術(shù)相結(jié)合，一方面光催化可以大大提升低溫等離子體的VOCs降解效率，另一方面等離子體可以有效抑制催化劑失活，特別適用于處理復(fù)合材料生產(chǎn)制造行業(yè)的高流量、低濃度VOCs(一般低于300mg/m3)廢氣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種凈化效率高的低溫等離子體協(xié)同紫外光催化降解VOCs的裝置及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種低溫等離子體協(xié)同紫外光催化降解VOCs的裝置，其包括預(yù)處理凈化器、設(shè)置于所述預(yù)處理凈化器端部的氣體流量控制機(jī)構(gòu)以及設(shè)置于氣體流量控制機(jī)構(gòu)端部的等離子體凈化器，所述等離子體凈化器包括等離子反應(yīng)管、設(shè)置于所述等離子反應(yīng)管內(nèi)部的內(nèi)電極、繞于所述等離子反應(yīng)管外表面的線圈式電極、紫外燈以及收容于所述等離子反應(yīng)管內(nèi)部的催化劑載體，所述等離子反應(yīng)管包括依次相連的第一段管、第二段管、第三段管以及第四段管。

所述第一段管、所述第二段管、所述第三段管填充不同類催化劑，所述第三段管與所述第四段管內(nèi)填充催化劑類型相同。

所述氣體流量控制機(jī)構(gòu)包括氣體流量控制器以及設(shè)置于所述氣體流量控制器后方的氣體流量檢測(cè)器，所述氣體流量檢測(cè)器與所述氣體流量控制器通過(guò)一傳感器傳遞信號(hào)，所述氣體流量控制器根據(jù)電信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的工作調(diào)整。

所述氣體流量控制器包括控制器本體、設(shè)置于所述控制器本體前端的控制器進(jìn)氣口、設(shè)置于所述控制器進(jìn)氣口內(nèi)部的閥門組件以及驅(qū)動(dòng)所述閥門組件運(yùn)動(dòng)的氣缸。