[发明专利]低温等离子体协同催化降解VOCs的装置

说明书

本发明涉及一种低温等离子体协同催化降解VOCs的装置，其包括预处理机构以及连接于所述预处理机构端部的等离子体发生器，所述等离子体发生器包括若干平行排列的等离子反应管、设置于所述等离子反应管内部的内电极、绕于所述等离子反应管外表面的线圈式电极以及与所述内电极相连的高压电源，所述等离子反应管包括反应管本体，所述反应管本体外壁设有若干净化腔，所述净化腔和所述反应管本体之间可拆卸设有第一挡片，所述第一挡片上开设若干第一通气孔，每个所述净化腔内填充催化剂。本发明结构简单、紧凑，具有催化降解VOCs废气效率高、净化彻底的特点。

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，特别涉及一种低温等离子体协同催化降解VOCs的装置。

背景技术

目前，工业和农业排放的挥发性有机物（VOCs）是重要的大气污染源之一，

其危害主要分为两类，一类是直接危害，刺激人类及动物的呼吸系统从而导致病变；另一类是次生危害，VOCs在空气中极易引发一系列光化学反应，造成雾霾以及光化学烟雾等灾害，使人类的健康受到极大威胁。

在现有的VOCs处理净化的方法中，较为传统的控制方法例如焚烧法，耗能严重且易产生严重的二次污染；催化燃烧法虽对有机污染有效，但对大流量、高流速废气的处理仍存在气阻大、效率低的问题；吸附-解吸法也存在吸附容量、气阻、普适性的问题。近年来，又衍生了膜分离法、生物降解法、冷凝法等手段，有效地提高了可循环性，但仍未实质上地提升VOCs处理效率。

低温等离子体技术是通过气体放电所产生的高活性粒子与污染物分子发生碰撞，使其解离和氧化，从而达到废气净化的目的。近年来低温等离子体技术被较为广泛地应用于低浓度含VOCs废气和恶臭异味气体的处理，总体应用效果良好，但是其发展仍旧具有局限性。该处理技术依然存在容易形成副产物、能量效率低和选择性较差的特点。而催化剂高选择性、高降解效率等特点使研究者将其与催化剂相结合，等离子处理技术与催化剂协同处理有害气体，成功地将催化剂的优点作用应用在等离子体处理VOCs方面。例如，将低温等离子体技术与吸附工艺相结合，利用微孔γ-Al2O3颗粒的吸附作用可大大改善低温等离子体对甲苯和丙烷的处理效果；将具有较高催化活性的Mn、Fe等金属氧化物与等离子体技术结合，可以使苯、甲苯、乙醇、二氯乙烷的去除率提高约20%；将低温等离子体与光催化技术相结合，一方面光催化可以大大提升低温等离子体的VOCs降解效率，另一方面等离子体可以有效抑制催化剂失活，特别适用于处理复合材料生产制造行业的高流量、低浓度VOCs（一般低于300mg/m3）废气。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降解效率高、净化彻底的低温等离子体协同催化降解VOCs的装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温等离子体协同催化降解VOCs的装置，其包括预处理机构以及连接于所述预处理机构端部的等离子体发生器，所述等离子体发生器包括若干平行排列的等离子反应管、设置于所述等离子反应管内部的内电极、绕于所述等离子反应管外表面的线圈式电极以及与所述内电极相连的高压电源，所述等离子反应管包括反应管本体，所述反应管本体外壁设有若干净化腔，所述净化腔和所述反应管本体之间可拆卸设有第一挡片，所述第一挡片上开设若干第一通气孔，每个所述净化腔内填充催化剂。

每个所述净化腔顶部设有一加料口和与所述加料口密封连接可拆卸的顶盖。

所述预处理机构内部安装有第一填料层以及位于所述第一填料层上方的第二填料层，所述第一填料层与所述第二填料层之间设有喷淋管，所述喷淋管上固定若干上喷淋头和与所述上喷淋头相互错开的下喷淋头，所述第二填料层上方还设有除雾层。

预处理机构内壁设有一条螺旋形导流板，螺旋形导流板位于第一填料层下方，螺旋形导流板与第一填料层之间设有一水槽，螺旋形导流板围成一进气通道。