[发明专利]一种低温等离子体协同催化治理有机废气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程与等离子体科学技术领域，更具体地说涉及 一种低温等离子体协同催化治理有机废气的方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展、工业化进程的不断加快，环境和能源 问题日益受到人们的关注。大规模的工业生产以及人们日常生活的排 放，会产生大量不同程度的有机废气，对人类的生存环境造成了严重 的威胁。目前，大部分工业有机废气具有低浓度、大风量、多组分等 特点，传统的治理工艺已经不能达到治理要求。

传统的治理方法包括吸收法、吸附法、冷凝法和生物法。活性炭 吸附的投资费用较低，并且处理效果好，是最常用的有机废气处理工 程技术。但是由于活性炭吸附饱和后需要再生，所以采用活性炭吸附 的运行费用较高，且操作过程复杂。生物处理方法投资与运行费用均 较低，但运行操作复杂，占地面积大，存在二次污染的可能性。催化 燃烧方法存在着吸附浓缩——再脱附燃烧的过程，设备体积较大，催 化剂价格高，一次投资大等问题。

近年来，低温等离子体技术已经引起越来越多的关注，等离子体 被称作除固态、液态和气态之外的第四种物质存在形态，是由电子、 离子、自由基和中性粒子组成的，整体保持电中性。在低温等离子体 内，有大量的高能电子及高能电子产生的·O、·OH等活性粒子，然 后引发一系列复杂的物理、化学反应，使复杂的大分子污染物转变为 简单的小分子物质，或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物 质，从而使污染物得以降解去除。低温等离子体技术具有工艺简单、 处理流程短、投资少、占地小、去除率高、运行费用低(主要表现为 电费)、适用范围广等特点。

利用低温等离子体处理有机废气和恶臭废气时，也还存在一些问 题：1、在较低放电电压下，对一些结构稳定的有机废气去除效率不 高；2、污染气体停留时间短；3、等离子体在净化过程中可产生毒性 更高的中间产物或者是是比原分子更难降解的中间产物，存在氧化不 完全和臭氧残留导致二次污染的问题。

针对上述单一等离子体处理技术的不足，我们提出了等离子体协 同催化吸附技术。本发明是等离子体、催化和吸附三大技术的优势叠 加、劣势互补的高效去除有机废气技术。本发明的目的是提供一种低 温等离子体和催化剂联合去除有机废气集成技术和应用。

发明内容

针对目前工业有机废气中低浓度、大气量、成分复杂的有机废气 的处理，提供一种低温等离子体协同催化吸附技术治理有机废气方 法。

为了实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案：一种低温等 离子体协同催化治理有机废气的方法，其治理步骤如下：

1)预处理

将待处理有机废气进行预处理，利用水冷、过滤方式对有机废气 进行降温、除尘、除湿处理；

2)低温等离子体协同催化反应

将步骤1预处理后的有机废气送入低温等离子体协同催化区域， 利用低温等离子体协同催化作用把有机废气进行分解，生成无害小分 子；

3)吸附反应

将步骤2低温等离子体协同催化区域处理后的气体送入吸附反 应区，利用吸附剂吸附未完全反应的有机分子和高能分子，使有机分 子进一步氧化分解；

4)达标排放

将步骤3分解氧化后的无污染的气体通过排放塔排放。

进一步地，所述步骤3的吸附反应区采用吸附剂作为基体，所述 吸附剂采用蜂窝状模块化结构，所述吸附剂材质为活性炭、活性氧化 铝、分子筛和硅胶的一种或几种。

进一步地，所述步骤1的工作温度≤60℃，工作相对湿度≤80％， 其中步骤1中无凝结水，灰尘直径≤0.1mm。

进一步地，所述步骤1的预处理系统包括降温处理、除尘处理和 除湿处理。

一种低温等离子体协同催化治理有机废气的方法，包括依次设置 的预处理装置、低温等离子体协同催化装置、吸附反应装置和引风机， 所述引风机的出气端设置排放塔。

进一步地，所述低温等离子体协同催化装置包括有壳体，所述壳 体的底端设置支撑脚，所述壳体的一端设置进风口，所述壳体内设置 低温等离子体协同催化放电区，所述壳体的另一端设置出风口，所述 壳体的侧壁设置安装口。

进一步地，所述低温等离子体协同催化区域是低温等离子体发生 装置和催化剂集成一体，所述低温等离子体的发生模式采用双介质阻 挡放电模式，所述催化剂载体固定在低温等离子体放电区。