[实用新型]一种序批式等离子体催化反应系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及等离子体催化治理气态污染物的反应系统，具体涉及一种序批式等离子体催化反应系统及其处理废气的方法。

背景技术

等离子体多相吸附催化反应器一般分为一段式（IPC）和两段式（PPC），例如，公开号为CN 102179145A的中国发明专利申请公开了一种等离子体催化协同治理VOCs的反应器，包括筒体，筒体为石英玻璃管，石英玻璃管的外壁面包裹金属导电物，金属导电物接交流高压电源作为介质阻挡放电的外电极；筒体内部正中间设置不锈钢管，不锈钢管接地作为介质阻挡放电的内电极；不锈钢管管壁开孔，并连接外部气源；石英玻璃管和不锈钢管之间形成放电气隙，放电气隙内填充吸附剂和催化剂；筒体的一端为进气口端，另一端为出气口端，进气口端和出气口端分别设有气流均布板。

公开号为CN 101920156A公开了一种能够有效降低能耗和控制副产物的两段式低温等离子体废气净化装置，包括高速等离子体氧化器、气溶胶生长器和低速等离子体收集处理器，所述高速等离子体氧化器包括第一反应器和第一电源，所述低速等离子体收集处理器包括第二反应器和第二电源，所述气溶胶生长器前后与第一反应器和第二反应器分别连接。废气进入第一反应器进行氧化处理，得到的初步净化后的气体和固相副产物进入气溶胶生长器，固相副产物在气溶胶生长器中凝并、成长后被收集在第二反应器中，从而达到充分利用活性物质和去除副产物的目的，实现能耗低，无二次污染的效果。

然而不论是一段式还是两段式，都有共同的难以克服的缺点，就是催化剂的钝化和吸附剂的饱和问题。在等离子体多相吸附催化反应器中，由于长时间的气态污染物及其副产物在吸附剂和催化剂表层堆积，吸附剂开始慢慢饱和，催化剂也将逐渐钝化，后续污染物的处理效率开始慢慢降低，直至系统中污染物的尾气排放浓度超过一定值。因而需要定期更换反应器中的催化剂和吸附剂，而期间气态污染物尾气浓度将有超标的风险，甚至在更换吸附剂和催化剂时废气处理装置需要停运一段时间。这不仅加重了运行成本，在实际工程运用中还增加了操作难度，使得整个运行过程变得繁琐。

实用新型内容

本实用新型提供了一种序批式等离子体催化反应系统及其处理废气的方法，解决了吸附剂吸附饱和、催化剂的原位再生问题，不仅节约了运行成本，而且简化了工程操作。

一种序批式等离子体催化反应系统，包括：

切换阀；

与切换阀连接的废气进气管和空气泵；

通过切换阀并联的若干套两段式等离子体吸附催化反应器；

用于检测所述两段式等离子体吸附催化反应器的尾气污染物浓度信息的尾气检测器。

所述切换阀优选为四通阀。

本实用新型中采用多套两段式等离子体吸附催化反应器并联，多套两段式等离子体吸附催化反应器之间相互配合，其中一部分两段式等离子体吸附催化反应器进行废气处理，另一部分两段式等离子体吸附催化反应器进行吸附剂及催化剂再生，交替循环进行，实现废气的序批式处理，保证废气处理效率维持在较高的水平，同时实现吸附/催化剂的原位再生。

作为优选，还设有用于采集来自所述尾气检测器的尾气污染物浓度信息并控制切换阀与空气泵的电信号控制器。该电信号控制器可以采用现有技术中公知的电信号控制器，例如比较器。设置电信号控制器可以实现废气与空气之间的自动切换，保证至少一套两段式等离子体吸附催化反应器处理废气，至少一套两段式等离子体吸附催化反应器进行吸附/催化剂再生。

作为一种优选的技术方案，所述两段式等离子体吸附催化反应器设置为相互并联的两套。

废气通入反应系统由二段式等离子体吸附催化反应器进行净化处理，随着运行时间的增加，吸附剂和催化剂渐渐失活钝化，系统尾部检测器检测到尾气中污染物的浓度逐渐升高，当升至某一设定值时检测器发出警报，电信号控制器启动，四通阀转动将废气切换到另一个二段式等离子体吸附催化反应器。同时，空气泵启动将空气鼓入先前一路气路中，在等离子体吸附催化反应器的不断作用下，其产生的高活性粒子（包括O₃、O、OH等），将吸附在吸附剂和催化剂表面和孔道中的污染物氧化去除，以实现吸附剂和催化剂的原位再生。而且等离子体过程能够增加吸附/催化剂的比表面积，改善空隙分布，强化催化性能，提高吸附/催化剂的整体污染物去除性能。当污染物的氧化产物（如CO、CO₂）的浓度维持在较低水平一段时间后，电信号控制器启动，空气泵和高压电源关闭，原位再生过程结束，二段式等离子体吸附催化反应器待用。