一种等离子体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的活性气体，降解和矿化有机废气中的毒性物质，未降解的毒性物质和降解产物随活性气体驱动不锈钢网内的颗粒活性炭流化，形成等离子体流化床，颗粒活性炭吸附未被等离子体降解的毒性物质和降解产物，在表面形成毒性物质富集区，另一方面，活性气体活化颗粒活性炭表面，同时降解和矿化活性炭表面富集的毒性物质，完成活性炭的改性与再生，通过等离子体和活性炭双重作用达到净化有机废气的目的。
【专利说明】_种等离子体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流化床处理有机废气方法。
【背景技术】
[0002]—般挥发性有机物的定义指在常温20°C、常压760mmHg下蒸气压大于0.1mmHg以上或沸点150°C以下的有机化合物。挥发性有机物种类繁多，目前估计在100万种以上，而且还在迅速地增加着，按其组成和特性的不同可分为以下五类化合物:(I)烃类:包括烷烃(甲烷除外)、烯烃和芳烃等；(2)含氧有机物，如醛、醇、酮及酯等；(3)含氮有机物，如胺、酰胺和腈等；(4)含卤有机物，包括卤代烃、酰氯等；(5)含硫有机物，包括硫醇、硫醚、硫脲、硫酚及二硫化碳等。某些烃类、含氮有机物、含齒有机物及含硫有机物等物质会发出令人不愉快的臭味，广生恶臭废气。
[0003]大量含挥发性有机物废气，简称有机废气，排入大气，除使大气环境质量下降外，同时也给人体健康带来严重危害，给国民经济造成巨大损失。有机废气引起的各类纠纷和上诉的案例举不胜数，诸如由于车间有机物的浓度过高而致工厂的职工发病率高、丧失劳动能力等的事故在报纸上也屡见不鲜，如福建省就有过由含甲苯废气污染造成制鞋工人中毒致死的严重污染事件的报道；废气排放和扩散后危害周围居民的身体健康，由此引起的民事纠纷也时有发生；在兰州、上海等地的某些大型石化工业区都曾出现过化学烟雾现象。因此控制有机废气排放是重要的。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提出一种等离子体流化床处理有机废气方法。
[0005]本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的:
[0006]提供一种等离子体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活性物种(带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子)的活性气体，有机废气中的毒性物质在活性物种的降解和矿化作用下转变成co2、co和水等小分子物质，未降解的毒性物质和降解产物随活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的颗粒活性炭流化，形成等离子体流化床，颗粒活性炭对有机废气中未被等离子体降解的毒性物质和降解产物具有吸附能力，在表面形成毒性物质富集区，另一方面，活性气体通过扩散、吸附、迀移和轰击作用，能够活化颗粒活性炭表面，同时降解和矿化活性炭表面富集的毒性物质，完成活性炭的改性与再生，通过等离子体和活性炭双重作用达到净化有机废气的目的，净化后的尾气从出气口排出。
[0007]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、颗粒活性炭、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，颗粒活性炭置于锥形不锈钢网内。
[0008]本发明的有机废气净化方法，集等离子体和吸附技术为一体，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、高浓度有机废气的治理。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与吸附组合流化床净化有机废气设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]附图为本发明的结构示意图。
[0010]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颗粒活性炭，10石英罩，11排气口。
【具体实施方式】
[0011]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、颗粒活性炭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，颗粒活性炭9置于锥形不锈钢网8内。
[0012]本实施例中选用苯模拟废气作为待处理的有机废气，废气初始浓度15000mg/m3，气流量I3m3/h。I)将待处理的13m3/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，苯在活性物种的降解和矿化作用下转变成C02、C0和水等小分子物质，未降解的苯和苯降解产物随活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的颗粒活性炭(柱状煤质活性炭，Φ6.0mm)流化，形成等离子体流化床，颗粒活性炭吸附未被等离子体降解的奔和苯降解产物，在表面形成毒性物质富集区，另一方面，活性气体活性气体通过扩散、吸附、迀移和轰击作用，活化颗粒活性炭表面，同时降解和矿化活性炭表面富集的毒性物质，完成活性炭的改性与再生，在等离子体和活性炭双重作用，苯的降解去除率达到95%以上。
【权利要求】
1.一种等离子体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活性物种(带电粒子、激发态物种、自由基、电子以及光子)的活性气体，有机废气中的毒性物质在活性物种的降解和矿化作用下转变成co2、co和水小分子物质，未降解的毒性物质和降解产物随活性气体透过锥形不锈钢网，驱动不锈钢网内的颗粒活性炭流化，形成等离子体流化床，颗粒活性炭对有机废气中未被等离子体降解的毒性物质和降解产物具有吸附能力，在表面形成毒性物质富集区，另一方面，活性气体通过扩散、吸附、迀移和轰击作用，能够活化颗粒活性炭表面，同时降解和矿化活性炭表面富集的毒性物质，完成活性炭的改性与再生，通过等离子体和活性炭双重作用达到净化有机废气的目的，净化后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、颗粒活性炭、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，颗粒活性炭置于锥形不锈钢网内。
【文档编号】B01D53/44GK104474854SQ201410850032
【公开日】2015年4月1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