一种等离子体催化流化床处理有机废气方法
【专利摘要】本发明涉及一种等离子体催化流化床处理有机废气方法，将待处理的有机废气引入包括等离子体流化床和高压电源的等离子体装置内；启动高压电源；刀形不锈钢电极在高压电的作用下在电极之间最小距离处形成击穿放电，有机废气驱动击穿放电快速沿着电极表面向下游移动形成非热电弧等离子体，使有机废气中的空气转变成含有大量的活性物种活性气体，驱动不锈钢网内的含贵金属Pd、Pt活性组分的γ-Al2O3颗粒催化剂流化，形成等离子体流化床，有机废气在等离子体和催化耦合作用下降解和矿化为无机物。本发明集等离子体和催化技术为一体，尤其适合小风量、高浓度有机废气的治理，并可根据实际情况组装成移动式等离子体催化流化床净化有机废气设备。
【专利说明】_种等离子体催化流化床处理有机废气方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废气处理领域，具体涉及一种等离子体催化流化床处理有机废气方法。
【背景技术】
[0002]挥发性有机物及恶臭气体通常称为有机废气，其来源十分广泛，可分为三类:1)工业源，产生于石化厂、炼油厂、农药厂、皮革厂等大型工厂，还有在生产过程中大量使用有机溶剂的工业，如涂装、印刷、树脂加工、漆包线等；2)城市公共设施，污水处理厂、垃圾处理场、化粪池、沼气池等；3)农牧业，屠宰厂、畜禽养殖场等。目前，有机废气的末端治理技术有两类，一类是非破坏性方法，即将有机废气吸附回收，包括吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法等。第二类是破坏性方法，用光、热、催化剂和微生物等将有机物转化为二氧化碳和水等无机无害物质，包括直接氧化焚烧、催化燃烧、生物处理、光分解和低温等离子体分解等方法。但随着科学、工业和交通的迅猛发展，城市人口的增加，使得有机废气环境污染显的愈来愈突出，急需开发新技术。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提出一种等离子体催化流化床处理有机废气方法。
[0004]本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的:
[0005]提供一种等离子体催化流化床处理有机废气方法，I)将待处理的有机废气通过进气口引入等离子体装置内；2)启动连接刀形不锈钢电极的高压电源；3)刀形不锈钢电极在高压电的作用下在电极之间最小距离处形成击穿放电，有机废气驱动击穿放电快速沿着电极表面向下游移动形成非热电弧等离子体，使有机废气中的空气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活性气体，活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的含贵金属PcUPt活性组分的γ -Al2O3颗粒催化剂流化，形成等离子体流化床，活性气体通过扩散、吸附、迀移和轰击作用，活化催化剂表面，催化剂被极化并形成二次电子发射，就会在表面形成场强加强区，另一方面，催化剂本身对有机废气具有一定的吸附能力，在表面可以形成富集区，这样就会在等离子体和催化作用下迅速发生各种等离子体和催化耦合化学反应，将有机废气降解和矿化为无机物，达到净化有机废气的目的，含有降解产物的尾气从出气口排出。
[0006]所述的等离子体装置，包括等离子体流化床和高压电源；等离子体流化床由进气口、石英容器、四氟乙烯底座、刀形不锈钢电极、锥形不锈钢网、Y-Al2O3颗粒催化剂、石英罩和排气口组成；石英容器和石英罩相连并构成空腔，四氟乙烯底座置于石英容器的底部，至少2个刀形不锈钢电极对称固定在四氟乙烯底座上，并通过高压线与高压电源相连，进气口置于四氟乙烯底座中心处；锥形不锈钢网置于石英容器顶部中心轴线处，并固定在电极的正上方，含贵金属Pd、Pt活性组分的γ -Al2O3颗粒催化剂置于锥形不锈钢网内。
[0007]本发明的有机废气净化方法，集等离子体和催化技术为一体，能有效的降解和矿化有机废气中的毒性物质，尤其适合小风量、高浓度毒性物质气流的治理。根据实际情况，可把基于本发明建立的装置安装到一部卡车上，组装成移动式等离子体催化流化床净化有机废气设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]附图为本发明的结构示意图。
[0009]图中:A正视图，B剖面图，I等离子体流化床，2高压电源，3进气口，4石英容器，5四氟乙烯底座，6刀形不锈钢电极，7等离子体，8锥形不锈钢网，9 γ-Α1203颗粒催化剂，10石英罩，11排气口。
【具体实施方式】
[0010]如附图所示，本发明的等离子体装置，包括等离子体流化床I和高压电源2 ;等离子体流化床I由进气口 3、石英容器4、四氟乙烯底座5、刀形不锈钢电极6、锥形不锈钢网8、含贵金属PcUPt活性组分的γ -Al2O3颗粒催化剂9、石英罩10和排气口 11组成；石英容器4和石英罩10相连并构成空腔，四氟乙烯底座5置于石英容器4的底部，至少2个刀形不锈钢电极6对称固定在四氟乙烯底座5上，并通过高压线与高压电源3相连，进气口 3置于四氟乙烯底座5中心处；锥形不锈钢网8置于石英容器4顶部中心轴线处，并固定在电极6的正上方，γ -Al2O3颗粒催化剂9置于锥形不锈钢网8内。
[0011]本实施例中选用甲苯模拟废气作为待处理的有机废气，废气初始浓度13000mg/m3，气流量10m3/h。I)将待处理的10m3/h甲苯废气通过进气口引入等离子体装置内；2)启动连接刀形不锈钢电极的高压电源，调节输出电压到1kV ;3)刀形不锈钢电极(长165mm，厚3mm)在1kV高压电的作用下在电极之间最小距离处形成击穿放电，有机废气驱动击穿放电快速沿着电极表面向下游移动形成非热电弧等离子体，使甲苯废气中的空气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活性气体，活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的含贵金属Pd、Pt活性组分的γ -Al2O3颗粒催化剂(杭州凯明催化剂有限公司生产的KMK系列催化剂)，形成等离子体流化床，活性气体通过扩散、吸附、迀移和轰击作用，活化催化剂表面，催化剂被极化并形成二次电子发射，就会在表面形成场强加强区，另一方面，催化剂本身对有机废气就有一定的吸附能力，在表面可以形成富集区，这样就会在等离子体和催化作用下迅速发生各种等离子体和催化耦合化学反应，将甲苯废气的甲苯降解和矿化为二氧化碳和水，降解率达到88%以上，含有降解产物的尾气从出气口排出。
【权利要求】
1.一种等离子体催化流化床处理有机废气方法，其特征在于该方法的步骤如下:将待处理的有机废气通过进气口引入等离子体装置内；启动连接刀形不锈钢电极的高压电源；刀形不锈钢电极在高压电的作用下在电极之间最小距离处形成击穿放电，有机废气驱动击穿放电快速沿着电极表面向下游移动形成非热电弧等离子体，使有机废气中的空气转变成含有大量的带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子的活性气体，活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的含贵金属PcUPt活性组分的Y -Al2O3颗粒催化剂流化，形成等离子体流化床，活性气体通过扩散、吸附、迀移和轰击作用，活化催化剂表面，催化剂被极化并形成二次电子发射，就会在表面形成场强加强区，另一方面，催化剂本身对有机废气具有一定的吸附能力，在表面可以形成富集区，这样就会在等离子体和催化作用下迅速发生各种等离子体和催化耦合化学反应，将有机废气降解和矿化为无机物，达到净化有机废气的目的，含有降解产物的尾气从出气口排出。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体催化流化床处理有机废气方法，其特征在于所述的等离子体装置，包括等离子体流化床和高压电源；等离子体流化床由进气口、石英容器、四氟乙烯底座、刀形不锈钢电极、锥形不锈钢网、γ_Α1203颗粒催化剂、石英罩和排气口组成；石英容器和石英罩相连并构成空腔，四氟乙烯底座置于石英容器的底部，至少2个刀形不锈钢电极对称固定在四氟乙烯底座上，并通过高压线与高压电源相连，进气口置于四氟乙烯底座中心处；锥形不锈钢网置于石英容器顶部中心轴线处，并固定在电极的正上方，含贵金属Pd、Pt活性组分的γ -Al2O3颗粒催化剂置于锥形不锈钢网内。
【文档编号】B01D53/86GK104492256SQ201410849939
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】杜长明 申请人:中山大学