[发明专利]一种紫外活化臭氧氧化VOCs除尘净化装置及方法

说明书

本发明公开了一种紫外活化臭氧氧化VOCs除尘净化装置及方法。按照气体流向依次包括气体调节区、紫外激发区、颗粒转化区及除尘区；气体调节区中设有加湿设备和臭氧喷入设备，进入装置的含有VOCs的气体通过加湿设备调节气体的湿度，同时通过臭氧喷入设备将含有VOCs的气体与臭氧进行混合得到混合气体；紫外激发区中设有紫外灯，紫外灯将混合气体中的臭氧和VOCs进行紫外激发；颗粒转化区的容积大于紫外激发区的容积，被紫外激发后的臭氧和VOCs在颗粒转化区进行反应，使得VOCs转化为固体颗粒；除尘区中设有除尘设备，VOCs转化的固体颗粒被除尘设备去除。本发明装置结构简单，所需能量少，能够节省大量能源。

技术领域

本发明属于空气处理领域，涉及一种紫外活化臭氧氧化VOCs除尘净化装置及方法。

背景技术

VOCs(volatile organic compounds)，挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。

近年来雾霾影响我国东部沿海带主要城市，给人们的生活与财产造成极大损失。随着大气环境化学研究的深入发现，雾霾的爆发主要来自于VOCs的排放及其二次产物的生成。

目前，VOCs的净化工艺主要有物理法、化学法、生物法三种主要方法。但是这三种主要方法都有自身的不足。现有的VOCs净化方法主要分为两大类，一类是将VOCs浓缩收集，另一类是将VOCs完全转化成CO₂和H₂O实现无害化，即有害气体向无害气态的转化。物理法主要是采用吸附剂对VOCs进行吸附，从而将VOCs浓缩收集，但是需要定期对吸附剂进行老化甚至更换，增加运行成本。化学法是采用化学反应对VOCs进行转化，能耗高，且容易产生二次污染。生物法是利用微生物对VOCs进行降解，其对被测VOCs具有较高的要求，包括其可降解性、水溶性和对微生物的毒性等，同时环境条件的改变对微生物的活性都有巨大影响，尤其是我国北方地区温度随季节变化大，不同季节活性菌落特征发生改变讲话效率也随之改变。

生物法的主要缺点为：首先，VOCs中含有有毒有害成分，对微生物具有毒害作用，难以找到适宜分解VOCs的微生物；其次，生物法净化过程中需要VOCs从气相到液相转化和液相到生物相转化两个步骤，目前VOCs中有大部分是难溶于水的，传质效率底影响了处理效率；最后，生物法在正式运行前需要对微生物菌落进行调试培养，该培养过程往往需要数月的时间，延长了生物法设备的建设时间。

现有的光催化氧化VOCs技术是一种新兴的处理VOCs的技术，该技术是通过催化剂产生大量OH自由基以后把VOCs氧化成H₂O和CO₂，使得该技术需要消耗大量的能量制备OH自由基，同时光催化氧化过程中的催化剂费用昂贵，所以导致光处理VOCs的技术的成本较高。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种紫外活化臭氧氧化VOCs除尘净化装置，无需催化剂，节省能源。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种紫外活化臭氧氧化VOCs除尘净化装置，按照气体流向依次包括紫外激发区、颗粒转化区及除尘区；所述紫外激发区中设有紫外灯，所述紫外灯将混合气体中的氧气和VOCs进行紫外激发；所述颗粒转化区的容积大于紫外激发区的容积，被紫外激发后的臭氧和VOCs在所述颗粒转化区进行反应，使得VOCs转化为固体颗粒；所述除尘区中设有除尘设备，VOCs转化的固体颗粒被所述除尘设备去除，所述紫外灯发射的紫外光波长为240nm～270nm。

本发明通过波长为240nm～270nm的紫外光激发将氧气激发转化为臭氧，臭氧将VOCs氧化，使得VOCs的分子中加入了O原子，增加了分子的质量，同时增加了VOCs分子的极性，导致VOCs分子的挥发性降低，从而使VOCs由气态向颗粒态转化，再经过除尘区去除颗粒，从而达到去除VOCs的目的。