[发明专利]一种有机废气净化系统及废气净化方法

说明书

本申请涉及一种有机废气净化系统及废气净化方法，所述的净化系统包括气‑水混合器、位于所述的气‑水混合器下侧的并与所述的气‑水混合器相连通的气‑水分离器，所述的气‑水混合器设置有一废气入口，所述的气‑水混合器的上侧设置有至少一个废气等离子体处理器，所述的净化系统还包括一密封器，所述的废气等离子体处理器被密封在所述的密封器内，所述的密封器与所述的气‑水混合器相连通。本净化系统用密封器将高压放电电极放电区与环境隔断，同时净化进入密封器的外部空气流可能带入密封室的VOCs,防止高压放电引发事故并回收高压电极放电产生臭氧等活性物种。

技术领域

本申请涉及一种有机废气净化系统及废气净化方法。

背景技术

随着我国国民经济的迅速发展，特别是化学工业和制造业的发展，挥发性有机化合物(VOCs)的工业排放源及排放量不断增加。在表面喷涂过程常会产生含有机溶剂的废气，如二甲苯、甲苯、醋酸乙脂、丁酮等；在有机化学品合成及石油炼制等过程也会排放大量不同的恶臭废气，其中往往含有低沸点、高挥发性的有机化合物(VOCs)，既有毒又易燃易爆。VOCs不仅对人体有刺激、毒害作用，有的还是致突变物与致癌物。同时，VOCs中的烯烃和某些芳香烃化合物一旦进入环境，暴露在阳光下，还可以和氮氧化物发生反应形成洛杉矶型的光化学烟雾或工业型光化学烟雾，造成二次污染，形成雾霾。因此，继除尘、脱硫、脱硝和机动车污染治理以后，VOCs废气的环境污染已成为目前大气污染控制领域亟待解决的问题。急需开发一种高效、清洁、应用范围广、运行成本低廉的工业废气净化技术与装置。

等离子体技术应用于VOCs废气的治理，因其过程不需要添加任何化学试剂、处理过程简单且效果好、综合运行成本较低等技术优势，近年来已成为VOCs废气治理的焦点研究方向且相关技术成果已成功应用于VOCs废气的实际治理中。现已开发出单独等离子体VOCs废气直接处理技术；等离子体催化氧化技术，包括催化剂置入放电区或置入放电区后端的协同催化氧化技术；此外，还有等离子体技术与其他废气治理技术的组合技术。由于等离子体的产生过程是利用在电极对之间施加高电压对充填其间的气体放电并使其电离、击穿气体层形成稳定放电过程所产生的电中性的气体“电浆”，其中包括大量活性物种，如各种自由基、高能电子等。因此，利用空气放电等离子体技术可实现对气流中VOCs的直接高效氧化净化。但也正是因为如此，在利用等离子体技术处理VOCs废气的过程中存在引燃、发生火灾或爆炸的安全隐患。因此，现有文献报道的等离子体处理技术只适合处理进气浓度低于1000mg/m³的VOCs废气；同时也存在等离子体处理过程会产生副产物，如臭氧、NO_X，硝酸盐类或有机中间产物，如焦油等残留在尾气中，形成新的二次污染；或产生的硝酸盐、次生有机物等被催化剂所吸附或沉积在催化剂表面，导致催化剂的失活，引起等离子体协同催化氧化效果的下降及其维护、运行成本的增加。因此，这些问题又成为限制等离子体技术在工业VOCs废气处理领域应用中亟待解决的技术问题。

为突破等离子体处理技术适用有机废气浓度低及产生的副产物造成二次污染等的应用技术瓶颈；同时，在利用介质阻挡放电产生等离子体的过程中，当把放电阻挡介质的外层金属材料作为高压放电电极，在电极施加较高电压时，该层电极的边缘(如金属箔)或全部(如不锈钢网)会产生电火花，并电离电极附近的空气，同样会产生大量的等离子体(如臭氧)散逸到操作环境的空气中，造成对操作空间空气的污染，影响相关人员的健康；如果等离子体废气处理装置是安装在相对较为开放的空间，高压电极的空气放电、产生的电火花同样也会给企业的生产带来极大的安全隐患。这又成为等离子体废气处理过程需要解决的另外一个问题。此外，每个企业VOCs的排放源往往存在多个，甚至几十个，且在生产过程大多数情况下又不同时工作，排放VOCs废气。因此，为节省废气处理过程中的能耗、降低运行处理费用，并保证正常的生产需要，在废气收集、处理过程中，这又对废气处理的工艺系统的设计提出了一个新要求。

申请内容

为解决上述技术问题，本申请研发出了一种高效、清洁，适用有机废气浓度范围广、综合运行成本较低、过程安全、操作灵活的介质阻挡放电等离子体有机废气净化系统及废气净化方法。