[发明专利]微纳米气泡催化氧化与吸附耦合处理VOCs的装置和方法

说明书

本发明提供一种微纳米气泡催化氧化与吸附耦合处理VOCs的装置和方法。装置包括废气净化塔、微纳米气泡生成模块、加压处理模块、第一微纳米气泡水雾喷淋模块、第二微纳米气泡水雾喷淋模块及吸附模块；吸附模块位于废气净化塔内，包括承载单元及位于承载单元上的吸附剂，吸附模块将废气净化塔间隔成上下两部分，第一微纳米气泡水雾喷淋模块和第二微纳米气泡水雾喷淋模块分别位于废气净化塔的上部和下部，且均与加压处理模块相连通；微纳米气泡生成模块与废气净化塔的底部及加压处理模块相连通；废气净化塔的上部设置有净气出口，废气净化器下部的侧壁上设置有废气进口。本发明可在对VOCs的高效催化氧化降解的同时实现吸附剂的在线再生。

技术领域

本发明属于废气处理领域，具体涉及一种处理VOCs的装置和方法，更具体地说涉及一 种微纳米气泡催化氧化与吸附耦合处理VOCs的装置和方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是造成雾霾、臭氧等重污染环境的重要前体物，其 来源广泛、种类繁多、涉及的排放行业众多、排放源分散，并且VOCs本身具有 刺激性、毒性、易燃、易爆等特点，给人们的生产生活带来了直接的危害和潜在 的安全隐患。因此，控制VOCs对改善我国大气环境质量和提高人们的生产生活 质量具有重要的环境价值、经济效益和社会效益，VOCs的减排和与控制刻不容 缓。

VOCs治理主要包括前端预防和末端治理的方法。目前前端预防主要采用改进工艺、更 换设备及防治泄露等方法；末端治理主要包括对排放的VOCs进行资源化循环利用的冷凝法、 吸收法、吸附法、膜分离法等技术，以及将VOCs分解转化成无毒无害物质的催化燃烧法、 生物降解法、光催化法、等离子体法等。但是以上方法均存在一定程度的不足，例如吸附法 使用的吸附剂再生成本较高；催化燃烧法的催化剂具有选择性，存在二次污染风险，投入成 本也较高；膜分离法所需的元件造价高、使用寿命短；生物法使用的设备体积大、受温度、 冲击负荷影响较大等。大多数行业的VOCs以混合物形式排放，成分也复杂多变，采用单一 的治理技术通常难以达到理想的治理效果，费用也比较高。诸如，吸附法所需设备体积庞大、 工艺流程复杂；冷凝法操作难度大、冷凝水降温费用高；吸收法存在吸收液后处理困难及泄 露风险；生物法对于高浓度、难降解的VOCs废气处理效果差；燃烧法处理成本较高；膜分 离法气体预处理费用高、膜组件价格贵、使用寿命短。因此，根据VOCs废气的特性和排放 规模，采用多种VOCs治理技术有机组合使用，才能达到预期的治理效果。目前常用的VOCs 组合治理技术有沸石转轮+热力焚烧技术、沸石转轮+蓄热式燃烧、冷凝+吸附技术、吸附+蓄 热催化燃烧技术、滤筒除尘+蓄热催化燃烧、吸附+高级氧化等。采用组合治理技术，具有较 强的针对性和互补性，处理效果远优于单一治理技术，既提高了污染物的去除率，实现污染 物达标排放，又节约成本，是未来治理VOCs的主要方向。

但是现有的VOCs废气组合治理技术均存在这样那样的不足。比如公开号为CN107511051A的专利申请中公开了了一种基于动态拦截和微纳米气泡技术的立式废气处理 系统，包括废气净化装置和微纳米气泡生成装置。该发明是采用臭氧微纳米气泡对VOCs进 行降解处理。通过微纳米发生装置的一次旋流分散剂喷淋头和二次旋流分散产生臭氧微纳米 气泡，与VOCs在高温高压下进行反应，其中废气净化系统配置动态拦截单元，废气经废气 进口切向进入动态拦截单元，从而对VOCs废气进行降解处理，使得VOCs处理率达到97％ 以上。但是该专利是基于微纳米气泡氧化降解机理，而VOCs种类众多，对难氧化降解的VOCs 处理效果差，将会使得该技术的应用受到限制。

公开号为专利CN105056726A专利申请中公开的一种VOCs的臭氧微纳米气泡处理系统， 包括废气处理装置、喷淋液循环过滤装置、臭氧发生装置及微纳米发生装置。其中，喷淋液 循环过滤装置系统喷淋液中加入弱酸性N-甲酰吗啉水溶液，VOCs去除率可达到96％。但是 由于使用了N-甲酰吗啉水溶液，故而该系统更加适用于含芳香烃的VOCs的去除，也使得其 应用范围受到限制。

发明内容