[发明专利]工业有机废气活性炭床等离子体集成净化技术及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气净化技术与装置，尤其是涉及采用活性炭与低温等离子体处理工业 有机废气的集成技术与装置。

背景技术

工业有机废气种类繁多、组成复杂，浓度波动大且变化无规律，其治理具有较大难度。 目前国内外用于有机废气的处理方法有催化燃烧法、活性炭吸附法、等离子体氧化法、冷凝 法以及吸收法等。催化燃烧法工艺简单、净化效率高，其缺点是能耗大、存在安全隐患，特 别是不适应于大风量、低浓度、不稳定有机废气的治理；吸附法效果稳定、可回收溶剂，但 缺点是吸附剂的容量有限而且设备庞大，吸附剂再生及溶剂回收等后处理工艺复杂；冷凝法、 吸收法等应用范围更为有限。等离子体技术已开始应用于有机废气的治理，并具有能耗低、 处理流程短、操作简单等显著优点；但其缺点是净化后的尾气富含臭氧等气体，存在二次污 染问题，而且处理大风量有机废气时，气体在等离子体作用区域停留时间短暂，导致净化效 率降低。因此，经济、高效的大风量低浓度有机废气治理技术仍然在不断探索中，本发明即 是主要针对大风量低浓度有机废气净化的一种技术和装置。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种活性炭吸附床和等离子体的集成技术与装置，以及上述集 成技术与装置在工业有机废气净化中的应用。此集成技术与装置利用活性炭及等离子体技术 的集成实现有机废气高效净化；利用等离子体对活性炭吸附剂进行原位再生，避免吸附剂再 生系统结构的复杂性，并大大降低吸附剂填装量从而大幅度减小吸附设备体积；此外，本发 明可以避免等离子体单独用于净化有机废气时排放臭氧等气体造成二次污染及处理大风量废 气净化效率不高等问题。

实现目的的技术方案：一种有机废气活性炭床等离子体集成净化技术与装置，其特征在 于：本装置主要由活性炭床和等离子体系统构成，并包括相应连接管道、阀门和控制单元； 生产连续运行时，本装置由两个活性炭床及一个等离子体系统构成；允许间歇运行时，本装 置可由一个活性炭床及一个等离子体系统构成。连续运行时，首先利用其中一个活性炭床吸 附截留工业废气有机成分，吸附饱和后的活性炭床通过阀门切换与等离子体系统连通，构成 一个独立的脱附再生循环系统，再生后的活性炭床通过切换重新进入废气处理系统。具体过 程阐述如下：

1)废气中的有机成分首先被一个活性炭吸附床高效截留，活性炭床吸附饱和后，有机废 气切换进入另外一个活性炭床吸附净化，工业废气达标排放。

2)吸附饱和后的活性炭床通过阀门切换与等离子体及再生风机构成独立循环再生系统， 通过再生风机抽吸，在吸附饱和的活性炭床区域形成负压使活性炭脱附，脱附出来的有机成 分进入低温等离子体系统，利用等离子体对有机物碳链的破坏作用及产生的臭氧等高氧化性 物质的氧化作用，将有机成分转化为二氧化碳及水等无机产物。

3)等离子体系统排出的气体含有大量活性极强的自由基和氧化性极强的臭氧，通过管道 引入脱附中的活性炭床构成循环系统，在活性炭床中发生一系列反应，使活性炭得到再生活 化，恢复吸附性能。

本发明的技术效果：

1)本发明将活性炭和等离子体有机结合，充分利用了活性炭对有机气体的高效吸附性能 及等离子体处理有机气体能耗低、运行操作简单等优点。

2)本发明避免了传统活性炭吸附工艺中活性炭填装量大、饱和活性炭脱附再生需要一系 列辅助设备等问题，具有活性炭填装量小、再生过程操作简单等优点。

3)本发明提高了等离子体处理有机废气时的净化效率，先通过活性炭床吸附浓缩废气中 的有机成分，然后再脱附出来利用等离子体进行净化。由于在再生过程中等离子体与活性炭 床利用小风量风机组成循环系统，极大延长了有机成分与等离子体的接触时间，克服了目前 等离子体应用于有机废气治理中由于气量大、流速高、接触时间短导致的单级净化效率不高， 需要多级串联使用才能保证去除效率的问题，同时避免了等离子体用于净化有机废气时排放 的尾气含有大量臭氧等造成的二次污染问题，尾气中的臭氧循环进入活性炭床再生活化活性 炭，从而使臭氧得到有效利用。

4)本发明中的低温等离子在采用管式反应器时，可以同时作为换热器，加热循环再生气 流，以加快活性炭再生时的脱附过程。

附图说明

图1及图2为实施例所述活性炭床与低温等离子体集成装置示意图，其中图1为连续式 净化，图2为间歇式净化，设备可以为立式也可为卧式。