高浓度恶臭污染物废气的处理设备的制作方法
高浓度恶臭污染物废气的处理设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及废气的处理设备，尤其涉及高浓度恶臭污染物废气的处理设备。本实用新型提供了一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备，包括等离子体一体化装置、臭氧发生器、氧化净化塔和光解催化装置，其中，所述等离子体一体化装置、臭氧发生器分别与所述氧化净化塔的进气口连接，所述氧化净化塔的排气口与所述光解催化装置的进气口连接。本实用新型的有益效果是：具有设备投资小、运行成本低、处理气量大、工作稳定、占用空间小、处理效率高、不存在二次污染等优点。
【专利说明】高浓度恶臭污染物废气的处理设备
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及废气的处理设备，尤其涉及高浓度恶臭污染物废气的处理设备。【背景技术】
[0002]随着社会的发展和人们环保意识的增强，人们对大气环境质量提出了更高的要求，有关恶臭污染的诉讼事件也不断增加，臭味的存在更加受到重视。恶臭是7种典型公害之一，危害着人们的身体健康和生活的安宁舒适。继粉尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物之后，人们普遍关心恶臭污染的防治问题，其中，高浓度恶臭污染物废气的防治尤其引人们关注，因为高浓度恶臭污染物废气的危害最大，处理难度也最大。近年来，许多科研院所都致力于这一方面课题的研究工作，为了应对高浓度恶臭污染物废气对环境和人体健康日益严重的威胁，寻找一种经济的、高效的高浓度恶臭污染物废气降解技术已刻不容缓。恶臭污染物是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质。从广义上说，我们把散发在大气中的一切有味物质统称为恶臭气体。恶臭气体不仅能带给人嗅觉的不适，长期生活于恶臭污染的环境中还会引起厌食、失眠、记忆力下降、心情烦躁等功能性疾病。恶臭污染物废气从其组成可分为五类。一是含硫化合物，如硫化氢、硫醇类、硫醚类等；二是含氮的化合物，如氨、胺类、酰胺、吲哚类等；三是卤素及其衍生物，如氯气、卤代烃等；四是烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；五是含氧的有机物，如酚、醇、醛、酮、有机酸等。
[0003]在选择高浓度恶臭污染物废气处理方法时需要认真考察高浓度恶臭气体的污染源、浓度、性质、及考虑设备投资和运行成本，充分利用现有条件并结合各工艺的性能和特点，对分散的高浓度恶臭源最好封闭集中处理。高浓度恶臭污染物废气的处理方法主要有物理除臭法、化学除臭法、生物除臭法等几类。
[0004]目前普遍应用的物理除臭法主要有:(I)掩蔽法:掩蔽法实际上是一种感觉消臭的方法。它是根据气味缓和作用原理，利用某种物质发出的更强烈的令人愉快的气味与臭气掺合，以掩蔽臭气，使气味变得为人们所接受。(2)稀释扩散法:稀释扩散法主要适用于工业有组织排放源的恶臭处理。(3)吸附法:活性碳是最常用的吸附剂，有活性炭纤维、球状活性炭、炭分子筛、成型活性炭板块等类型。
[0005]化学除臭法主要有:(1)吸收法:吸收法是利用恶臭物质的物理化学性质，使用水或其它溶剂对其进行吸收，通常需要加入高锰酸钾、次氯酸盐等氧化剂。(2)燃烧法:燃烧法多用于挥发性有机化合物的废气处理，目前常用的燃烧类型有直接燃烧、催化燃烧和蓄热燃烧。(3)臭氧氧化法:臭氧是一种强氧化性物质，能将大多数恶臭物质彻底氧化分解，因此在污水处理厂恶臭去除方面应用的比较多。
[0006]生物除臭法主要有:(I)生物滤池:生物滤池式脱臭法主要原理是恶臭污染物废气经过去尘增湿或降温等预处理工艺后，在驱动压作用下上升并穿过生物活性填充层(滤床)，通过固着于滤料上的微生物的代谢作用而被分解去除掉。(2)生物滴滤池:生物滴滤池法的脱臭过程与生物滤池法相似，但使用的滤料是不能提供营养物质的惰性材料，如陶瓷、塑料、聚丙烯小球、活性炭等。(3)生物吸收法:生物吸收法又称活性污泥法，其原理是将恶臭成分转移至活性污泥中，利用活性污泥中的微生物将其降解，达到去除目的。(4)生物除臭剂:生物除臭剂是根据微生物脱臭原理开发的，它是将筛选到的高效脱臭微生物固定在载体上，制成一定的剂型，恶臭污染物废气通过时便达到除臭的效果。高效脱臭微生物菌种源均来自污水处理厂活性污泥或土壤中。
[0007]目前国际国内治理高浓度恶臭污染物废气的手段主要采用:1、掩蔽法；2、稀释扩散法；3、吸附法；4、吸收法；5、燃烧法；6、臭氧氧化法；7、生物滤池；8、生物滴滤池；9、生物吸收法；10、生物除臭剂等等，它们在不同程度上存在设备投资高，运行成本高，处理气量小，工作不稳定，占用空间大，处理效率不高，存在二次污染等等问题。
[0008]物理除臭法主要有:(I)掩蔽法:在处理高浓度恶臭污染物废气时，需要大量使用掩蔽剂，因而，掩蔽法费用很高，但使用方便，主要用于不适合使用脱臭装置的情况和生活设施的脱臭。由于臭气是被芳香系消臭剂来掩蔽起来而没有脱除，因此不是根本的脱臭方法。(2)稀释扩散法:稀释扩散法也不是根本的除臭方法。采用此方法成本也很高，需要大量使用稀释剂，该法容易使受控点恶臭物质浓度超过环境标准，甚至扩大污染范围。(3)吸附法:由于吸附剂的吸附容量有限，运行成本高、再生困难且再生过程易对环境造成二次污染，吸附法一般主要用来处理较低浓度的臭气或与其它工艺联合使用。
[0009]化学除臭法主要有:(I)吸收法:该法简单便宜，但易造成二次污染。(2)燃烧法:燃烧法多用于挥发性有机化合物的废气处理，目前常用的燃烧类型有直接燃烧、催化燃烧和蓄热燃烧。该法特别适用于浓度较高的恶臭污染物废气，投资、运行成本较高。(3)臭氧氧化法:当恶臭污染物废气浓度很高时，臭氧不能完全氧化污染物。
[0010]生物除臭法是通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，达到除臭的目的。微生物只能利用水中溶解性的物质，因此被降解的恶臭污染物首先应溶解于水中，再转移到微生物体内，通过微生物的代谢活动而被降解。生物除臭法主要有:(1)生物滤池:该法微生物活性不好控制，处理效率难以保证。(2)生物滴滤池:该法操作复杂，并且需不断投加营养物质，生物滴滤池的应用也受到一定的限制，因而生物滴滤池的研究动向在以完善操作系统和提高系统内微生物数量上。(3)生物吸收法:该法还要改善恶臭污染物的溶解性和提高反应器的抗冲击能力，这样才能保证比较高的去除效率。(4)生物除臭剂:筛选、驯化高效、适合特定恶臭污染物降解的微生物菌种难度很大，时间周期很长。
【发明内容】
[0011]为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种设备投资小、运行成本低、处理气量大、工作稳定、占用空间小、处理效率高、不存在二次污染的高浓度恶臭污染物废气的处理设备。
[0012]本实用新型提供了一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备，包括等离子体一体化装置、臭氧发生器、氧化净化塔和光解催化装置，其中，所述等离子体一体化装置、臭氧发生器分别与所述氧化净化塔的进气口连接，所述氧化净化塔的排气口与所述光解催化装置的进气口连接。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述等离子体一体化装置包括等离子体一体化箱体，所述等离子体一体化箱体内设有沿进气顺序先后排列的导流层、过滤层、高能等离子体发生装置和活性炭吸附层，所述高能等离子体发生装置包括高能等离子体净化管。[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述导流层为导流板，所述导流层上设有阵列排布的导流孔，入口导流层有利于气体的扩散流动，所述过滤层包括沿进气顺序先后排列的过滤纸和无纺布棉。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述等离子体一体化箱体的进气口、出气口分别设有第一等离子体催化净化网。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述高能等离子体净化管至少有二个，所述高能等离子体净化管均与进气方向相垂直，其中，至少有一个所述高能等离子体净化管呈水平排列，至少有一个所述高能等离子体净化管呈垂直排列。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，所述高能等离子体净化管沿进气方向间隔排布。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述高能等离子体净化管沿垂直于进气方向间隔排布。
[0019]作为本实用新型的进一步改进，所述氧化净化塔内设有将其内腔分隔成曲折气道的导流板，所述导流板至少有二个并交错设置。
[0020]作为本实用新型的进一步改进，所述光解催化装置为UV光解催化装置，所述UV光解催化装置包括UV光解催化箱体，所述UV光解催化箱体内设有UV发生装置和TiO2光催化网、高能等离子体净化管和第二等离子体催化净化网，所述UV发生装置包括UV灯管，每层UV灯管后面及设备进口均有一层TiO2光催化网，所述UV灯管、TiO2光催化网间隔分层排布(等离子体催化净化网只在出口端有，设备前端没有)。高能等离子体净化管和第二等离子体催化净化网设置在设备的出口位置处。
[0021]作为本实用新型的进一步改进，所述等离子体一体化装置的进气口通过控制阀门连接有集气罩，所述臭氧发生器的排气口通过第一抽气装置与所述氧化净化塔的进气口连接，所述光解催化装置的排气口通过第二抽气装置连接有排放筒。
[0022]本实用新型的有益效果是:通过上述方案，可通过等离子体一体化装置对高浓度恶臭污染物废气降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,臭氧发生器将臭氧输送到氧化净化塔中，氧化净化塔则对废气进行氧化处理，并进一步通过光解催化装置对废气中剩余的恶臭污染物进行裂解净化处理，以保证完全达标排放，具有设备投资小、运行成本低、处理气量大、工作稳定、占用空间小、处理效率高、不存在二次污染等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备的结构示意图；
[0024]图2是本实用新型一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备的等离子体一体化装置的结构示意图；
[0025]图3是本实用新型一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备的UV光解催化装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合【专利附图】
【附图说明】及【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0027]图1至图3中的附图标号为:集气罩I ;管路2 ;控制阀门3 ;等离子体一体化装置4 ;等离子体一体化箱体41 ;高能等离子体发生装置42 ;高能等离子体净化管43 ;导流层44;过滤纸45 ;无纺布棉46 ;活性炭吸附层47 ;臭氧发生器5 ;第一抽气装置6 ;氧化净化塔7 ;氧化净化塔进气口 71 ;氧化净化塔排气口 72 ;导流板73 ；UV光解催化装置8 ；UV光解催化箱体81 ；UV发生装置82 ；UV灯管83 ;第二抽气装置9 ;排放筒10。
[0028]如图1至图3所示，一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备，包括通过管路2连接的等离子体一体化装置4、臭氧发生器5、氧化净化塔7和光解催化装置，其中，所述等离子体一体化装置4、臭氧发生器5分别与所述氧化净化塔7的两个进气口连接，所述氧化净化塔7的排气口与所述光解催化装置的进气口连接。
[0029]如图1至图3所示，所述等离子体一体化装置4包括等离子体一体化箱体41，所述等离子体一体化箱体41内设有沿进气顺序先后排列的导流层44、过滤层、高能等离子体发生装置42和活性炭吸附层47，所述高能等离子体发生装置42包括高能等离子体净化管43。
[0030]如图1至图3所示，所述导流层44优选为导流板，所述导流层44上设有阵列排布的导流孔，所述导流孔为圆锥台形或者梯形喇叭口，所述过滤层包括沿进气顺序先后排列的过滤纸45和无纺布棉46,过滤纸45优选为高级过滤纸。
[0031]如图1至图3所示，所述等离子体一体化箱体41的进气口、出气口分别设有第一等离子体催化净化网，优选的，每一层高能等离子体净化管间隔位置处都有一层第一等离子体催化净化网。
[0032]如图1至图3所示，所述高能等离子体净化管43至少有二个，且均与进气方向相垂直，其中，至少有一个所述高能等离子体净化管43呈水平排列(左右方向排列)，至少有一个所述高能等离子体净化管呈垂直排列(上下方向排列)。
[0033]如图1至图3所示，所述高能等离子体净化管43沿进气方向间隔排布。
[0034]如图1至图3所示，所述高能等离子体净化管43沿垂直于进气方向间隔排布。
[0035]如图1至图3所示，所述氧化净化塔7内设有将其内腔分隔成曲折气道的导流板73，所述导流板73至少有二个并交错设置，所述氧化净化塔7设有氧化净化塔进气口 71和氧化净化塔排气口 72，氧化净化塔进气口 71有二个并分别与等离子体一体化装置4、臭氧发生器5连接，氧化净化塔排气口 72则与光解催化装置连接。
[0036]如图1至图3所示，所述光解催化装置为UV光解催化装置8，所述UV光解催化装置8包括UV光解催化箱体81，所述UV光解催化箱体81内设有UV发生装置82和TiO2光催化网、第二等离子体催化净化网(只在出口处有一层高能等离子体净化管和多层第二等离子体催化净化网)，所述UV发生装置82包括UV灯管83，每一层UV灯管后面及设备进口均有一层TiO2光催化网，所述UV灯管83、TiO2光催化网间隔排布，UV是紫外线的缩写，英文全称为ultraviolet,紫外线波长为:10-4000nm,紫外线波长优选为:184.9nm, UV光解催化装置8又称为紫外线光解催化装置，UV光解催化箱体81又称为紫外线光解催化箱体，UV灯管83又称为紫外线灯管。
[0037]如图1至图3所示，所述等离子体一体化装置4的进气口通过控制阀门3连接有集气罩I，所述臭氧发生器5的排气口通过第一抽气装置6与所述氧化净化塔7的氧化净化塔进气口 71连接，所述UV光解催化装置8的排气口通过第二抽气装置9连接有排放筒10。
[0038]如图2所示，废气先经过等离子体一体化装置4、再经臭氧净化塔7，再进入UV光解催化装置8。整个等离子体一体化装置4的侧面为对开门形式，采用旋转螺栓、卡扣等形式固定对开门，并且加装密封垫，以防气体泄漏，整个等离子体一体化装置4内部除支撑框架外，用于承载、固定高级过滤纸、无纺布棉46，高能等离子体净化管43的框架均采用模块化形式，如:抽屉形式，以便于装配、更换、检修保养，只需将对开门的旋转螺栓拧开，将对开门打开，将所需更换、检修部分的抽屉抽出即可，大大提高了设备制造、装配的效率，实现模块化组装，同时，也大大缩短了设备更换、检修保养的时间；入口处的导流层44优选呈梯形喇叭口，四周开有多个圆形通道，导流层44优选为入口导流板，A 口导流层有利于气体的扩散流动；高级过滤纸、无纺布棉46 (过滤棉)主要用来对高浓度恶臭污染物废气进行预处理，以去除高浓度恶臭污染物废气中的粉尘、水分，防止粉尘、水分对后续处理设备的影响，如:粉尘会覆盖在高能等离子体净化管43、UV灯管83的上面，降低了对污染物的去除效率，而水分则会腐蚀设备，并有可能造成漏电，带来安全隐患，高级过滤纸、无纺布棉46的层数根据废气中的粉尘、水分含量相应调节增减，粉尘、水分含量高，则应增加高级过滤纸、无纺布棉46的层数，粉尘、水分含量低，则应减少高级过滤纸、无纺布棉46的层数；等离子体一体化装置4具有封闭的等离子体一体化箱体41，等离子体一体化装置4上设置有进气口和排气口 ；等离子体一体化箱体41内设置有多组高能等离子体发生装置42 (根据废气处理的需要设置高能等离子体发生装置42的数量，一般情况下设置8-10组)，高能等离子体发生装置42是由一个或多个高能等离子体净化管43组成，高能等离子体净化管43垂直废气方向布置，并固定在等离子体一体化箱体41内，而且，多个高能等离子体净化管43间隔分层设置，高能等离子体净化管43可以上下(竖直分层均匀排列)布置，也可以左右(水平分层均匀排列)布置，优选采用一层上下(竖直)布置，一层左右(水平)布置的交替布置形式，这样能够被高能等离子体净化管43处理覆盖的范围更加完全，处理效率更高，在高能等离子体净化管43的每层间隔位置处、等离子体一体化净化箱体41的进气口及排气口都设置有第一等离子体催化净化网，尤其在排气处相对设置更多层第一等离子体催化净化网，因为等离子体一体化装置4的排气口处O3浓度相对最高，在催化剂作用下可将O3转变为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、0；等)，且这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率；活性炭吸附层47的填料可以采用颗粒活性炭、也可以采用纤维活性炭等形式。具体设备尺寸、高级过滤纸、无纺布棉46、活性炭吸附层47的层数、高能等离子体净化管43的数量及层数、第一等离子体催化净化网的层数都根据气体浓度、风量等具体实际情况而定，同时也可以通过PLC控制开启不同层数的高能等离子体净化管43。
[0039]如图1至图3所示，所述等离子体一体化装置4优选为低温等离子体一体化净化处理装置。
[0040]如图1至图3所示，第一等离子体催化净化网采用六边形蜂窝状铝基材结构，使该第一等离子体催化净化网左右通透、风阻极小。
[0041 ] 如图1至图3所示，高能等离子体净化管43采用AC220V交变电源，功率为4(Tl00W可调，高压交变电作用于高能等离子体净化管43，产生高能活性等离子体，在毫秒级的时间内即可将废气处理净化，适合于连续不间断运行处理。等离子体一体化箱体41的进气口、排气口分别设置在其相对的两侧，等离子体一体化箱体41的进气口用于废气进入，等离子体一体化箱体41的排气口用于净化处理后废气流出，在等离子体一体化箱体41的进气口、中间、及排气口都设置多层第一等离子体催化净化网，第一等离子体催化净化网上的催化剂为MnO2，催化剂MnO2以、一 Al2O3为载体浸溃涂覆到第一等离子体催化净化网上，该第一等离子体催化净化网采用六边形蜂窝状铝基材结构，左右通透风阻极小，在等离子体净化处理的过程中，会产生一定的臭氧O3，在催化剂作用下可将O3转变为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、O2*等)，且这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率。
[0042]如图1至图3所示，臭氧发生器5的空气进口与外界环境联通，用于将空气中的氧气输送到臭氧发生器5中；臭氧发生器5的臭氧输出口与氧化净化塔7连通。
[0043]如图1至图3所示，所述氧化净化塔7内设置导流板73，导流板73为悬臂梁，导流板73横向设置于氧化净化塔内，一端固定于氧化净化塔7的内壁上，一端横向伸出，延长废气在氧化净化塔7内的停留时间，使得废气能在氧化净化塔7内得到充分氧化处理。
[0044]如图1至图3所示，所述导流板73至少有二个并交错设置于氧化净化塔7内，以有效地增加废气在氧化净化塔7内的停留时间。
[0045]如图1至图3所示，臭氧发生器5、氧化净化塔7共同形成了臭氧氧化处理装置，臭氧发生器5的臭氧出口通过管路2与氧化净化塔7连通，臭氧发生器5、氧化净化塔7之间的第一抽风装置6优选为风机或真空泵，第一抽风装置6用于将臭氧发生器5所产生的臭氧抽入到氧化净化塔7内，也用于将空气抽入到臭氧发生器5中。
[0046]如图1至图3所示，臭氧发生器5采用高压放电式臭氧发生器，一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围空气中的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。风机和臭氧发生器5均采用变频控制，可以根据不同废气处理情况，自动调节臭氧产生量，既达到最佳处理效果，又降低能耗。
[0047]如图1至图3所示，在其它实施方式中，管路2上用于对臭氧发生器5提供空气的第一抽风装置6也可以不设置，具体根据现场处理情况而定，如废气气量较大、浓度太高，则应设置第一抽风装置6，以提供充足的空气用于产生臭氧。
[0048]参阅图1，氧化净化塔7上分别设置有氧化净化塔进气口 71和氧化净化塔排气口72，同时在氧化净化塔7内设置导流板73，导流板73可以设置多块，交错设置于氧化净化塔7内，延长废气在氧化净化塔7内的停留时间，使得废气能在氧化净化塔7内得到充分氧化处理。
[0049]本实用新型提供的一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备的工作过程:启动设备，等离子体一体化装置4、臭氧发生器5、氧化净化塔7、UV光解催化装置8启动后，集气罩I将收集要处理的高浓度恶臭污染物废气通过管路2进入到等离子体一体化装置4，通过等离子体一体化装置4对高浓度恶臭污染物废气降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,臭氧发生器5将臭氧输送到氧化净化塔7中，氧化净化塔7则对废气进行氧化处理，氧化净化塔7将处理后的废气输入到UV光解催化装置8，通过UV光解催化装置8对废气中剩余的恶臭污染物进行裂解净化处理，以保证完全达标排放，具有设备投资小、运行成本低、处理气量大、工作稳定、占用空间小、处理效率高、不存在二次污染等优点。
[0050]如图1至图3所示，通过等离子体一体化装置4中的高级过滤纸、无纺布棉46对高浓度恶臭污染物废气进行初效预处理，以去除高浓度恶臭污染物废气中的粉尘、水分，防止粉尘、水分对后续处理设备的影响，如:粉尘会覆盖在高能等离子体净化管43、UV灯管83的上面，降低了对污染物的去除效率，而水分则会腐蚀设备，并有可能造成漏电，带来安全隐患；进一步通过高能等离子体净化管43对高浓度恶臭污染物废气进行裂解净化处理:高能等离子体净化管43 (采用AC220V交变电源，功率为40-100W可调)，瞬间对高浓度恶臭污染物分子进行裂解净化处理，低温等离子体中的高能电子与气体分子、原子发生非弹性碰撞，将能量转换成基态分子、原子的内能，发生激发、离解和电离等一系列过程，使气体处于活化状态，大分子物质被裂解、破碎为小分子物质；在碰撞过程中产生了大量的0、0^02等自由基和活性粒子及氧化性极强的O3，这些活性物种很容易与处于活化状态的气体发生化学反应，同时第一等离子体催化净化网上的催化剂可进一步将大部分O3转化为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、0/等)，这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率。O、OH、HO2, 0_、O+、O3、活性氧物种(Cf、O2*等)等这些活性物种与污染物分子、破碎的污染物分子基团、等发生一系列反应，污染物分子最终被降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,并进一步通过等离子体一体化装置4末端的活性炭吸附层吸附恶臭污染物，以主要去除其中部分不能被裂解的大分子恶臭污染物。再利用臭氧氧化处理装置中的氧化净化塔7对高浓度恶臭污染物废气中未被处理的逃逸的部分污染物、部分生成的中间产物进行氧化净化处理，从而进一步使污染物分子氧化降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,以进一步提高高浓度恶臭污染物废气的处理效率，然而由于废气浓度太高，加上通过处理设备的气速一般较大、停留时间较短等原因，经过以上处理设备之后，仍然有部分恶臭污染物、部分生成的中间产物逃逸，没有被分解处理的部分则通过UV光解催化装置8进行裂解净化处理。
[0051]如图1至图3所示，通过UV光解催化装置8对废气中剩余的恶臭污染物进行裂解净化处理，以保证完全达标排放:UV光解催化装置8内UV灯管83产生高强度紫外线对恶臭污染物废气进行照射，在高强度紫外线的作用下恶臭污染物的分子链结构断裂，使大分子物质裂解为小分子物质。同时高能紫外线光束，使空气中产生大量的自由电子，这些电子大部分能被氧气所获得，形成负氧离子03_，有部分负氧离子会失去一个电子而变成臭氧O3，同时，高强度紫外线光束与光催化剂纳米TiO2作用产生羟基自由基*0H，羟基自由基.0H是最具活性的氧化剂之一，氧化能力明显高于普通氧化剂，与恶臭污染物反应，矿化程度更高，03、03_、*0H等活性氧氧化性很强，可以氧化有机物和无机物，对主要恶臭污染物:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯等，都可以发生氧化反应，进一步对气体中未被处理的逃逸的少部分污染物、少部分生成的中间产物进行完全氧化净化处理，从而使污染物分子最终完全被降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,同时，在UV光解催化装置8出`口位置处设置有一层高能等离子体净化管43，并在该层高能等离子体净化管43后面设置多层第二等离子体催化净化网(一般> 3层，具体根据实际情况而定，当> 3层时，应将该层高能等离子体净化管43设置在这些第二等离子体催化净化网的中间位置处，以保证每一层第二等离子体催化净化网均得到充分利用)，因为UV光解催化装置8出口处O3浓度最高(前面所有设备及设施所产生的O3都累积到这里，如:等离子体一体化装置4所产生的少部分没有参与反应的03)，在催化剂作用下可将O3转变为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、0/等)，且这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率，并尽量降低O3的排放，减少O3气味对周围大气环境的影响，从而，保证完全达标排放。
[0052]本实用新型提供的一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备具有以下有益效果:
[0053]1、设备可以每天24小时连续工作，并且运行稳定可靠。[0054]2、能耗较低、运行成本较低:可在室温下与催化剂反应，无需加热，极大地节约了能源，净化设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，净化设备能耗低，风阻极低，一般小于700pa，可节约大量排风动力能耗。
[0055]3、使用便利:设计时可以根据风量变化以及现场条件进行调节。
[0056]4、废气无需预处理:高浓度恶臭污染物废气无需进行特殊的预处理，如加温等，并且设备工作环境温度在-35 °C -95 °C之间都可以正常运行。
[0057]5、设备占地面积小，自重轻:适合于布置紧凑、场地狭小等特殊场合。
[0058]6、适用于处理各种浓度、各种风量的废气，尤其适于处理高浓度、中等风量的气体:净化设备自动化可控程度高，采用PLC自动控制，可根据恶臭污染物废气排放成分、浓度、气量对净化处理设备输出功率及净化效率进行自动调控，如可以通过PLC控制开启不同层数的高能等离子体净化管43、增加或减少活性炭吸附层47的层数及厚度、自动调节臭氧氧化处理装置中臭氧O3的产生效率、自动开启不同根数的UV灯管83的数量，既达到废气最佳净化处理效果，又大大降低了能耗，实现环保效益、经济效益的双赢。
[0059]7、不产生放射物。
[0060]8、能彻底吸附、裂解、氧化处理高浓度恶臭污染物废气中有毒有害物质，不产生副产物，催化剂适应性强，且可选择性地降解等离子体裂解、UV光解反应中所产生的副产物，同时再利用03、03_、*0H、氧离子(0_、0+)等活性氧对气体中部分未被处理的逃逸的污染物、生成的中间产物进行完全氧化净化处理，从而使污染物分子最终被降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,同时，在UV光解催化装置8出口位置处设置有一层高能等离子体净化管43，并在该层高能等离子体净化管43后面设置多层第二等离子体催化净化网，在该催化剂作用下可将O3转变为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、0/等)，且这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率，并尽量降低O3的排放，减少O3气味对周围大气环境的影响，高浓度恶臭污染物废气净化处理后，气体完全达到无害化高标准排放。
【权利要求】
1.一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:包括等离子体一体化装置、臭氧发生器、氧化净化塔和光解催化装置，其中，所述等离子体一体化装置、臭氧发生器分别与所述氧化净化塔的进气口连接，所述氧化净化塔的排气口与所述光解催化装置的进气口连接。
2.根据权利要求1所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述等离子体一体化装置包括等离子体一体化箱体，所述等离子体一体化箱体内设有沿进气顺序先后排列的导流层、过滤层、高能等离子体发生装置和活性炭吸附层，所述高能等离子体发生装置包括高能等离子体净化管。
3.根据权利要求2所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于: 所述导流层为导流板，所述导流层上设有阵列排布的导流孔，所述过滤层包括沿进气顺序先后排列的过滤纸和无纺布棉。
4.根据权利要求2所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述等离子体一体化箱体的进气口、出气口分别设有第一等离子体催化净化网。
5.根据权利要求2所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述高能等离子体净化管至少有二个，所述高能等离子体净化管均与进气方向相垂直，其中，至少有一个所述高能等离子体净化管呈水平排列，至少有一个所述高能等离子体净化管呈垂直排列。
6.根据权利要求5所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述高能等离子体净化管沿进气方向间隔排布。
7.根据权利要求5所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述高能等离子体净化管沿垂直于进气方向间隔排布。
8.根据权利要求1所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述氧化净化塔内设有将其内腔分隔成曲折气道的导流板，所述导流板至少有二个并交错设置。
9.根据权利要求1所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述光解催化装置为UV光解催化装置，所述UV光解催化装置包括UV光解催化箱体，所述UV光解催化箱体内设有UV发生装置和第二等离子体催化净化网，所述UV发生装置包括UV灯管，所述UV灯管、第二等离子体催化净化网间隔排布。
10.根据权利要求1所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述等离子体一体化装置的进气口通过控制阀门连接有集气罩，所述臭氧发生器的排气口通过第一抽气装置与所述氧化净化塔的进气口连接，所述光解催化装置的排气口通过第二抽气装置连接有排放筒。
【文档编号】B01D46/00GK203507804SQ201320600611
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】杜银山, 唐海江, 高宏俊, 陈涛, 陈凯勤 申请人:深圳市科德环保科技有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及废气的处理设备，尤其涉及高浓度恶臭污染物废气的处理设备。本实用新型提供了一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备，包括等离子体一体化装置、臭氧发生器、氧化净化塔和光解催化装置，其中，所述等离子体一体化装置、臭氧发生器分别与所述氧化净化塔的进气口连接，所述氧化净化塔的排气口与所述光解催化装置的进气口连接。本实用新型的有益效果是：具有设备投资小、运行成本低、处理气量大、工作稳定、占用空间小、处理效率高、不存在二次污染等优点。
【专利说明】高浓度恶臭污染物废气的处理设备
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及废气的处理设备，尤其涉及高浓度恶臭污染物废气的处理设备。【背景技术】
[0002]随着社会的发展和人们环保意识的增强，人们对大气环境质量提出了更高的要求，有关恶臭污染的诉讼事件也不断增加，臭味的存在更加受到重视。恶臭是7种典型公害之一，危害着人们的身体健康和生活的安宁舒适。继粉尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物之后，人们普遍关心恶臭污染的防治问题，其中，高浓度恶臭污染物废气的防治尤其引人们关注，因为高浓度恶臭污染物废气的危害最大，处理难度也最大。近年来，许多科研院所都致力于这一方面课题的研究工作，为了应对高浓度恶臭污染物废气对环境和人体健康日益严重的威胁，寻找一种经济的、高效的高浓度恶臭污染物废气降解技术已刻不容缓。恶臭污染物是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质。从广义上说，我们把散发在大气中的一切有味物质统称为恶臭气体。恶臭气体不仅能带给人嗅觉的不适，长期生活于恶臭污染的环境中还会引起厌食、失眠、记忆力下降、心情烦躁等功能性疾病。恶臭污染物废气从其组成可分为五类。一是含硫化合物，如硫化氢、硫醇类、硫醚类等；二是含氮的化合物，如氨、胺类、酰胺、吲哚类等；三是卤素及其衍生物，如氯气、卤代烃等；四是烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；五是含氧的有机物，如酚、醇、醛、酮、有机酸等。
[0003]在选择高浓度恶臭污染物废气处理方法时需要认真考察高浓度恶臭气体的污染源、浓度、性质、及考虑设备投资和运行成本，充分利用现有条件并结合各工艺的性能和特点，对分散的高浓度恶臭源最好封闭集中处理。高浓度恶臭污染物废气的处理方法主要有物理除臭法、化学除臭法、生物除臭法等几类。
[0004]目前普遍应用的物理除臭法主要有:(I)掩蔽法:掩蔽法实际上是一种感觉消臭的方法。它是根据气味缓和作用原理，利用某种物质发出的更强烈的令人愉快的气味与臭气掺合，以掩蔽臭气，使气味变得为人们所接受。(2)稀释扩散法:稀释扩散法主要适用于工业有组织排放源的恶臭处理。(3)吸附法:活性碳是最常用的吸附剂，有活性炭纤维、球状活性炭、炭分子筛、成型活性炭板块等类型。
[0005]化学除臭法主要有:(1)吸收法:吸收法是利用恶臭物质的物理化学性质，使用水或其它溶剂对其进行吸收，通常需要加入高锰酸钾、次氯酸盐等氧化剂。(2)燃烧法:燃烧法多用于挥发性有机化合物的废气处理，目前常用的燃烧类型有直接燃烧、催化燃烧和蓄热燃烧。(3)臭氧氧化法:臭氧是一种强氧化性物质，能将大多数恶臭物质彻底氧化分解，因此在污水处理厂恶臭去除方面应用的比较多。
[0006]生物除臭法主要有:(I)生物滤池:生物滤池式脱臭法主要原理是恶臭污染物废气经过去尘增湿或降温等预处理工艺后，在驱动压作用下上升并穿过生物活性填充层(滤床)，通过固着于滤料上的微生物的代谢作用而被分解去除掉。(2)生物滴滤池:生物滴滤池法的脱臭过程与生物滤池法相似，但使用的滤料是不能提供营养物质的惰性材料，如陶瓷、塑料、聚丙烯小球、活性炭等。(3)生物吸收法:生物吸收法又称活性污泥法，其原理是将恶臭成分转移至活性污泥中，利用活性污泥中的微生物将其降解，达到去除目的。(4)生物除臭剂:生物除臭剂是根据微生物脱臭原理开发的，它是将筛选到的高效脱臭微生物固定在载体上，制成一定的剂型，恶臭污染物废气通过时便达到除臭的效果。高效脱臭微生物菌种源均来自污水处理厂活性污泥或土壤中。
[0007]目前国际国内治理高浓度恶臭污染物废气的手段主要采用:1、掩蔽法；2、稀释扩散法；3、吸附法；4、吸收法；5、燃烧法；6、臭氧氧化法；7、生物滤池；8、生物滴滤池；9、生物吸收法；10、生物除臭剂等等，它们在不同程度上存在设备投资高，运行成本高，处理气量小，工作不稳定，占用空间大，处理效率不高，存在二次污染等等问题。
[0008]物理除臭法主要有:(I)掩蔽法:在处理高浓度恶臭污染物废气时，需要大量使用掩蔽剂，因而，掩蔽法费用很高，但使用方便，主要用于不适合使用脱臭装置的情况和生活设施的脱臭。由于臭气是被芳香系消臭剂来掩蔽起来而没有脱除，因此不是根本的脱臭方法。(2)稀释扩散法:稀释扩散法也不是根本的除臭方法。采用此方法成本也很高，需要大量使用稀释剂，该法容易使受控点恶臭物质浓度超过环境标准，甚至扩大污染范围。(3)吸附法:由于吸附剂的吸附容量有限，运行成本高、再生困难且再生过程易对环境造成二次污染，吸附法一般主要用来处理较低浓度的臭气或与其它工艺联合使用。
[0009]化学除臭法主要有:(I)吸收法:该法简单便宜，但易造成二次污染。(2)燃烧法:燃烧法多用于挥发性有机化合物的废气处理，目前常用的燃烧类型有直接燃烧、催化燃烧和蓄热燃烧。该法特别适用于浓度较高的恶臭污染物废气，投资、运行成本较高。(3)臭氧氧化法:当恶臭污染物废气浓度很高时，臭氧不能完全氧化污染物。
[0010]生物除臭法是通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，达到除臭的目的。微生物只能利用水中溶解性的物质，因此被降解的恶臭污染物首先应溶解于水中，再转移到微生物体内，通过微生物的代谢活动而被降解。生物除臭法主要有:(1)生物滤池:该法微生物活性不好控制，处理效率难以保证。(2)生物滴滤池:该法操作复杂，并且需不断投加营养物质，生物滴滤池的应用也受到一定的限制，因而生物滴滤池的研究动向在以完善操作系统和提高系统内微生物数量上。(3)生物吸收法:该法还要改善恶臭污染物的溶解性和提高反应器的抗冲击能力，这样才能保证比较高的去除效率。(4)生物除臭剂:筛选、驯化高效、适合特定恶臭污染物降解的微生物菌种难度很大，时间周期很长。
【发明内容】
[0011]为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种设备投资小、运行成本低、处理气量大、工作稳定、占用空间小、处理效率高、不存在二次污染的高浓度恶臭污染物废气的处理设备。
[0012]本实用新型提供了一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备，包括等离子体一体化装置、臭氧发生器、氧化净化塔和光解催化装置，其中，所述等离子体一体化装置、臭氧发生器分别与所述氧化净化塔的进气口连接，所述氧化净化塔的排气口与所述光解催化装置的进气口连接。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述等离子体一体化装置包括等离子体一体化箱体，所述等离子体一体化箱体内设有沿进气顺序先后排列的导流层、过滤层、高能等离子体发生装置和活性炭吸附层，所述高能等离子体发生装置包括高能等离子体净化管。[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述导流层为导流板，所述导流层上设有阵列排布的导流孔，入口导流层有利于气体的扩散流动，所述过滤层包括沿进气顺序先后排列的过滤纸和无纺布棉。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述等离子体一体化箱体的进气口、出气口分别设有第一等离子体催化净化网。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述高能等离子体净化管至少有二个，所述高能等离子体净化管均与进气方向相垂直，其中，至少有一个所述高能等离子体净化管呈水平排列，至少有一个所述高能等离子体净化管呈垂直排列。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，所述高能等离子体净化管沿进气方向间隔排布。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述高能等离子体净化管沿垂直于进气方向间隔排布。
[0019]作为本实用新型的进一步改进，所述氧化净化塔内设有将其内腔分隔成曲折气道的导流板，所述导流板至少有二个并交错设置。
[0020]作为本实用新型的进一步改进，所述光解催化装置为UV光解催化装置，所述UV光解催化装置包括UV光解催化箱体，所述UV光解催化箱体内设有UV发生装置和TiO2光催化网、高能等离子体净化管和第二等离子体催化净化网，所述UV发生装置包括UV灯管，每层UV灯管后面及设备进口均有一层TiO2光催化网，所述UV灯管、TiO2光催化网间隔分层排布(等离子体催化净化网只在出口端有，设备前端没有)。高能等离子体净化管和第二等离子体催化净化网设置在设备的出口位置处。
[0021]作为本实用新型的进一步改进，所述等离子体一体化装置的进气口通过控制阀门连接有集气罩，所述臭氧发生器的排气口通过第一抽气装置与所述氧化净化塔的进气口连接，所述光解催化装置的排气口通过第二抽气装置连接有排放筒。
[0022]本实用新型的有益效果是:通过上述方案，可通过等离子体一体化装置对高浓度恶臭污染物废气降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,臭氧发生器将臭氧输送到氧化净化塔中，氧化净化塔则对废气进行氧化处理，并进一步通过光解催化装置对废气中剩余的恶臭污染物进行裂解净化处理，以保证完全达标排放，具有设备投资小、运行成本低、处理气量大、工作稳定、占用空间小、处理效率高、不存在二次污染等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备的结构示意图；
[0024]图2是本实用新型一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备的等离子体一体化装置的结构示意图；
[0025]图3是本实用新型一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备的UV光解催化装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合【专利附图】
【附图说明】及【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0027]图1至图3中的附图标号为:集气罩I ;管路2 ;控制阀门3 ;等离子体一体化装置4 ;等离子体一体化箱体41 ;高能等离子体发生装置42 ;高能等离子体净化管43 ;导流层44;过滤纸45 ;无纺布棉46 ;活性炭吸附层47 ;臭氧发生器5 ;第一抽气装置6 ;氧化净化塔7 ;氧化净化塔进气口 71 ;氧化净化塔排气口 72 ;导流板73 ；UV光解催化装置8 ；UV光解催化箱体81 ；UV发生装置82 ；UV灯管83 ;第二抽气装置9 ;排放筒10。
[0028]如图1至图3所示，一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备，包括通过管路2连接的等离子体一体化装置4、臭氧发生器5、氧化净化塔7和光解催化装置，其中，所述等离子体一体化装置4、臭氧发生器5分别与所述氧化净化塔7的两个进气口连接，所述氧化净化塔7的排气口与所述光解催化装置的进气口连接。
[0029]如图1至图3所示，所述等离子体一体化装置4包括等离子体一体化箱体41，所述等离子体一体化箱体41内设有沿进气顺序先后排列的导流层44、过滤层、高能等离子体发生装置42和活性炭吸附层47，所述高能等离子体发生装置42包括高能等离子体净化管43。
[0030]如图1至图3所示，所述导流层44优选为导流板，所述导流层44上设有阵列排布的导流孔，所述导流孔为圆锥台形或者梯形喇叭口，所述过滤层包括沿进气顺序先后排列的过滤纸45和无纺布棉46,过滤纸45优选为高级过滤纸。
[0031]如图1至图3所示，所述等离子体一体化箱体41的进气口、出气口分别设有第一等离子体催化净化网，优选的，每一层高能等离子体净化管间隔位置处都有一层第一等离子体催化净化网。
[0032]如图1至图3所示，所述高能等离子体净化管43至少有二个，且均与进气方向相垂直，其中，至少有一个所述高能等离子体净化管43呈水平排列(左右方向排列)，至少有一个所述高能等离子体净化管呈垂直排列(上下方向排列)。
[0033]如图1至图3所示，所述高能等离子体净化管43沿进气方向间隔排布。
[0034]如图1至图3所示，所述高能等离子体净化管43沿垂直于进气方向间隔排布。
[0035]如图1至图3所示，所述氧化净化塔7内设有将其内腔分隔成曲折气道的导流板73，所述导流板73至少有二个并交错设置，所述氧化净化塔7设有氧化净化塔进气口 71和氧化净化塔排气口 72，氧化净化塔进气口 71有二个并分别与等离子体一体化装置4、臭氧发生器5连接，氧化净化塔排气口 72则与光解催化装置连接。
[0036]如图1至图3所示，所述光解催化装置为UV光解催化装置8，所述UV光解催化装置8包括UV光解催化箱体81，所述UV光解催化箱体81内设有UV发生装置82和TiO2光催化网、第二等离子体催化净化网(只在出口处有一层高能等离子体净化管和多层第二等离子体催化净化网)，所述UV发生装置82包括UV灯管83，每一层UV灯管后面及设备进口均有一层TiO2光催化网，所述UV灯管83、TiO2光催化网间隔排布，UV是紫外线的缩写，英文全称为ultraviolet,紫外线波长为:10-4000nm,紫外线波长优选为:184.9nm, UV光解催化装置8又称为紫外线光解催化装置，UV光解催化箱体81又称为紫外线光解催化箱体，UV灯管83又称为紫外线灯管。
[0037]如图1至图3所示，所述等离子体一体化装置4的进气口通过控制阀门3连接有集气罩I，所述臭氧发生器5的排气口通过第一抽气装置6与所述氧化净化塔7的氧化净化塔进气口 71连接，所述UV光解催化装置8的排气口通过第二抽气装置9连接有排放筒10。
[0038]如图2所示，废气先经过等离子体一体化装置4、再经臭氧净化塔7，再进入UV光解催化装置8。整个等离子体一体化装置4的侧面为对开门形式，采用旋转螺栓、卡扣等形式固定对开门，并且加装密封垫，以防气体泄漏，整个等离子体一体化装置4内部除支撑框架外，用于承载、固定高级过滤纸、无纺布棉46，高能等离子体净化管43的框架均采用模块化形式，如:抽屉形式，以便于装配、更换、检修保养，只需将对开门的旋转螺栓拧开，将对开门打开，将所需更换、检修部分的抽屉抽出即可，大大提高了设备制造、装配的效率，实现模块化组装，同时，也大大缩短了设备更换、检修保养的时间；入口处的导流层44优选呈梯形喇叭口，四周开有多个圆形通道，导流层44优选为入口导流板，A 口导流层有利于气体的扩散流动；高级过滤纸、无纺布棉46 (过滤棉)主要用来对高浓度恶臭污染物废气进行预处理，以去除高浓度恶臭污染物废气中的粉尘、水分，防止粉尘、水分对后续处理设备的影响，如:粉尘会覆盖在高能等离子体净化管43、UV灯管83的上面，降低了对污染物的去除效率，而水分则会腐蚀设备，并有可能造成漏电，带来安全隐患，高级过滤纸、无纺布棉46的层数根据废气中的粉尘、水分含量相应调节增减，粉尘、水分含量高，则应增加高级过滤纸、无纺布棉46的层数，粉尘、水分含量低，则应减少高级过滤纸、无纺布棉46的层数；等离子体一体化装置4具有封闭的等离子体一体化箱体41，等离子体一体化装置4上设置有进气口和排气口 ；等离子体一体化箱体41内设置有多组高能等离子体发生装置42 (根据废气处理的需要设置高能等离子体发生装置42的数量，一般情况下设置8-10组)，高能等离子体发生装置42是由一个或多个高能等离子体净化管43组成，高能等离子体净化管43垂直废气方向布置，并固定在等离子体一体化箱体41内，而且，多个高能等离子体净化管43间隔分层设置，高能等离子体净化管43可以上下(竖直分层均匀排列)布置，也可以左右(水平分层均匀排列)布置，优选采用一层上下(竖直)布置，一层左右(水平)布置的交替布置形式，这样能够被高能等离子体净化管43处理覆盖的范围更加完全，处理效率更高，在高能等离子体净化管43的每层间隔位置处、等离子体一体化净化箱体41的进气口及排气口都设置有第一等离子体催化净化网，尤其在排气处相对设置更多层第一等离子体催化净化网，因为等离子体一体化装置4的排气口处O3浓度相对最高，在催化剂作用下可将O3转变为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、0；等)，且这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率；活性炭吸附层47的填料可以采用颗粒活性炭、也可以采用纤维活性炭等形式。具体设备尺寸、高级过滤纸、无纺布棉46、活性炭吸附层47的层数、高能等离子体净化管43的数量及层数、第一等离子体催化净化网的层数都根据气体浓度、风量等具体实际情况而定，同时也可以通过PLC控制开启不同层数的高能等离子体净化管43。
[0039]如图1至图3所示，所述等离子体一体化装置4优选为低温等离子体一体化净化处理装置。
[0040]如图1至图3所示，第一等离子体催化净化网采用六边形蜂窝状铝基材结构，使该第一等离子体催化净化网左右通透、风阻极小。
[0041 ] 如图1至图3所示，高能等离子体净化管43采用AC220V交变电源，功率为4(Tl00W可调，高压交变电作用于高能等离子体净化管43，产生高能活性等离子体，在毫秒级的时间内即可将废气处理净化，适合于连续不间断运行处理。等离子体一体化箱体41的进气口、排气口分别设置在其相对的两侧，等离子体一体化箱体41的进气口用于废气进入，等离子体一体化箱体41的排气口用于净化处理后废气流出，在等离子体一体化箱体41的进气口、中间、及排气口都设置多层第一等离子体催化净化网，第一等离子体催化净化网上的催化剂为MnO2，催化剂MnO2以、一 Al2O3为载体浸溃涂覆到第一等离子体催化净化网上，该第一等离子体催化净化网采用六边形蜂窝状铝基材结构，左右通透风阻极小，在等离子体净化处理的过程中，会产生一定的臭氧O3，在催化剂作用下可将O3转变为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、O2*等)，且这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率。
[0042]如图1至图3所示，臭氧发生器5的空气进口与外界环境联通，用于将空气中的氧气输送到臭氧发生器5中；臭氧发生器5的臭氧输出口与氧化净化塔7连通。
[0043]如图1至图3所示，所述氧化净化塔7内设置导流板73，导流板73为悬臂梁，导流板73横向设置于氧化净化塔内，一端固定于氧化净化塔7的内壁上，一端横向伸出，延长废气在氧化净化塔7内的停留时间，使得废气能在氧化净化塔7内得到充分氧化处理。
[0044]如图1至图3所示，所述导流板73至少有二个并交错设置于氧化净化塔7内，以有效地增加废气在氧化净化塔7内的停留时间。
[0045]如图1至图3所示，臭氧发生器5、氧化净化塔7共同形成了臭氧氧化处理装置，臭氧发生器5的臭氧出口通过管路2与氧化净化塔7连通，臭氧发生器5、氧化净化塔7之间的第一抽风装置6优选为风机或真空泵，第一抽风装置6用于将臭氧发生器5所产生的臭氧抽入到氧化净化塔7内，也用于将空气抽入到臭氧发生器5中。
[0046]如图1至图3所示，臭氧发生器5采用高压放电式臭氧发生器，一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围空气中的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。风机和臭氧发生器5均采用变频控制，可以根据不同废气处理情况，自动调节臭氧产生量，既达到最佳处理效果，又降低能耗。
[0047]如图1至图3所示，在其它实施方式中，管路2上用于对臭氧发生器5提供空气的第一抽风装置6也可以不设置，具体根据现场处理情况而定，如废气气量较大、浓度太高，则应设置第一抽风装置6，以提供充足的空气用于产生臭氧。
[0048]参阅图1，氧化净化塔7上分别设置有氧化净化塔进气口 71和氧化净化塔排气口72，同时在氧化净化塔7内设置导流板73，导流板73可以设置多块，交错设置于氧化净化塔7内，延长废气在氧化净化塔7内的停留时间，使得废气能在氧化净化塔7内得到充分氧化处理。
[0049]本实用新型提供的一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备的工作过程:启动设备，等离子体一体化装置4、臭氧发生器5、氧化净化塔7、UV光解催化装置8启动后，集气罩I将收集要处理的高浓度恶臭污染物废气通过管路2进入到等离子体一体化装置4，通过等离子体一体化装置4对高浓度恶臭污染物废气降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,臭氧发生器5将臭氧输送到氧化净化塔7中，氧化净化塔7则对废气进行氧化处理，氧化净化塔7将处理后的废气输入到UV光解催化装置8，通过UV光解催化装置8对废气中剩余的恶臭污染物进行裂解净化处理，以保证完全达标排放，具有设备投资小、运行成本低、处理气量大、工作稳定、占用空间小、处理效率高、不存在二次污染等优点。
[0050]如图1至图3所示，通过等离子体一体化装置4中的高级过滤纸、无纺布棉46对高浓度恶臭污染物废气进行初效预处理，以去除高浓度恶臭污染物废气中的粉尘、水分，防止粉尘、水分对后续处理设备的影响，如:粉尘会覆盖在高能等离子体净化管43、UV灯管83的上面，降低了对污染物的去除效率，而水分则会腐蚀设备，并有可能造成漏电，带来安全隐患；进一步通过高能等离子体净化管43对高浓度恶臭污染物废气进行裂解净化处理:高能等离子体净化管43 (采用AC220V交变电源，功率为40-100W可调)，瞬间对高浓度恶臭污染物分子进行裂解净化处理，低温等离子体中的高能电子与气体分子、原子发生非弹性碰撞，将能量转换成基态分子、原子的内能，发生激发、离解和电离等一系列过程，使气体处于活化状态，大分子物质被裂解、破碎为小分子物质；在碰撞过程中产生了大量的0、0^02等自由基和活性粒子及氧化性极强的O3，这些活性物种很容易与处于活化状态的气体发生化学反应，同时第一等离子体催化净化网上的催化剂可进一步将大部分O3转化为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、0/等)，这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率。O、OH、HO2, 0_、O+、O3、活性氧物种(Cf、O2*等)等这些活性物种与污染物分子、破碎的污染物分子基团、等发生一系列反应，污染物分子最终被降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,并进一步通过等离子体一体化装置4末端的活性炭吸附层吸附恶臭污染物，以主要去除其中部分不能被裂解的大分子恶臭污染物。再利用臭氧氧化处理装置中的氧化净化塔7对高浓度恶臭污染物废气中未被处理的逃逸的部分污染物、部分生成的中间产物进行氧化净化处理，从而进一步使污染物分子氧化降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,以进一步提高高浓度恶臭污染物废气的处理效率，然而由于废气浓度太高，加上通过处理设备的气速一般较大、停留时间较短等原因，经过以上处理设备之后，仍然有部分恶臭污染物、部分生成的中间产物逃逸，没有被分解处理的部分则通过UV光解催化装置8进行裂解净化处理。
[0051]如图1至图3所示，通过UV光解催化装置8对废气中剩余的恶臭污染物进行裂解净化处理，以保证完全达标排放:UV光解催化装置8内UV灯管83产生高强度紫外线对恶臭污染物废气进行照射，在高强度紫外线的作用下恶臭污染物的分子链结构断裂，使大分子物质裂解为小分子物质。同时高能紫外线光束，使空气中产生大量的自由电子，这些电子大部分能被氧气所获得，形成负氧离子03_，有部分负氧离子会失去一个电子而变成臭氧O3，同时，高强度紫外线光束与光催化剂纳米TiO2作用产生羟基自由基*0H，羟基自由基.0H是最具活性的氧化剂之一，氧化能力明显高于普通氧化剂，与恶臭污染物反应，矿化程度更高，03、03_、*0H等活性氧氧化性很强，可以氧化有机物和无机物，对主要恶臭污染物:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯等，都可以发生氧化反应，进一步对气体中未被处理的逃逸的少部分污染物、少部分生成的中间产物进行完全氧化净化处理，从而使污染物分子最终完全被降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,同时，在UV光解催化装置8出`口位置处设置有一层高能等离子体净化管43，并在该层高能等离子体净化管43后面设置多层第二等离子体催化净化网(一般> 3层，具体根据实际情况而定，当> 3层时，应将该层高能等离子体净化管43设置在这些第二等离子体催化净化网的中间位置处，以保证每一层第二等离子体催化净化网均得到充分利用)，因为UV光解催化装置8出口处O3浓度最高(前面所有设备及设施所产生的O3都累积到这里，如:等离子体一体化装置4所产生的少部分没有参与反应的03)，在催化剂作用下可将O3转变为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、0/等)，且这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率，并尽量降低O3的排放，减少O3气味对周围大气环境的影响，从而，保证完全达标排放。
[0052]本实用新型提供的一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备具有以下有益效果:
[0053]1、设备可以每天24小时连续工作，并且运行稳定可靠。[0054]2、能耗较低、运行成本较低:可在室温下与催化剂反应，无需加热，极大地节约了能源，净化设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，净化设备能耗低，风阻极低，一般小于700pa，可节约大量排风动力能耗。
[0055]3、使用便利:设计时可以根据风量变化以及现场条件进行调节。
[0056]4、废气无需预处理:高浓度恶臭污染物废气无需进行特殊的预处理，如加温等，并且设备工作环境温度在-35 °C -95 °C之间都可以正常运行。
[0057]5、设备占地面积小，自重轻:适合于布置紧凑、场地狭小等特殊场合。
[0058]6、适用于处理各种浓度、各种风量的废气，尤其适于处理高浓度、中等风量的气体:净化设备自动化可控程度高，采用PLC自动控制，可根据恶臭污染物废气排放成分、浓度、气量对净化处理设备输出功率及净化效率进行自动调控，如可以通过PLC控制开启不同层数的高能等离子体净化管43、增加或减少活性炭吸附层47的层数及厚度、自动调节臭氧氧化处理装置中臭氧O3的产生效率、自动开启不同根数的UV灯管83的数量，既达到废气最佳净化处理效果，又大大降低了能耗，实现环保效益、经济效益的双赢。
[0059]7、不产生放射物。
[0060]8、能彻底吸附、裂解、氧化处理高浓度恶臭污染物废气中有毒有害物质，不产生副产物，催化剂适应性强，且可选择性地降解等离子体裂解、UV光解反应中所产生的副产物，同时再利用03、03_、*0H、氧离子(0_、0+)等活性氧对气体中部分未被处理的逃逸的污染物、生成的中间产物进行完全氧化净化处理，从而使污染物分子最终被降解为小分子无害无臭化合物或完全氧化矿化为CO2和H2O,同时，在UV光解催化装置8出口位置处设置有一层高能等离子体净化管43，并在该层高能等离子体净化管43后面设置多层第二等离子体催化净化网，在该催化剂作用下可将O3转变为氧离子(0_、0+)和氢氧基OH及活性氧物种(Cf、0/等)，且这些粒子的活性比O3更高，从而大大提高处理效率，并尽量降低O3的排放，减少O3气味对周围大气环境的影响，高浓度恶臭污染物废气净化处理后，气体完全达到无害化高标准排放。
【权利要求】
1.一种高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:包括等离子体一体化装置、臭氧发生器、氧化净化塔和光解催化装置，其中，所述等离子体一体化装置、臭氧发生器分别与所述氧化净化塔的进气口连接，所述氧化净化塔的排气口与所述光解催化装置的进气口连接。
2.根据权利要求1所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述等离子体一体化装置包括等离子体一体化箱体，所述等离子体一体化箱体内设有沿进气顺序先后排列的导流层、过滤层、高能等离子体发生装置和活性炭吸附层，所述高能等离子体发生装置包括高能等离子体净化管。
3.根据权利要求2所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于: 所述导流层为导流板，所述导流层上设有阵列排布的导流孔，所述过滤层包括沿进气顺序先后排列的过滤纸和无纺布棉。
4.根据权利要求2所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述等离子体一体化箱体的进气口、出气口分别设有第一等离子体催化净化网。
5.根据权利要求2所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述高能等离子体净化管至少有二个，所述高能等离子体净化管均与进气方向相垂直，其中，至少有一个所述高能等离子体净化管呈水平排列，至少有一个所述高能等离子体净化管呈垂直排列。
6.根据权利要求5所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述高能等离子体净化管沿进气方向间隔排布。
7.根据权利要求5所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述高能等离子体净化管沿垂直于进气方向间隔排布。
8.根据权利要求1所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述氧化净化塔内设有将其内腔分隔成曲折气道的导流板，所述导流板至少有二个并交错设置。
9.根据权利要求1所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述光解催化装置为UV光解催化装置，所述UV光解催化装置包括UV光解催化箱体，所述UV光解催化箱体内设有UV发生装置和第二等离子体催化净化网，所述UV发生装置包括UV灯管，所述UV灯管、第二等离子体催化净化网间隔排布。
10.根据权利要求1所述的高浓度恶臭污染物废气的处理设备，其特征在于:所述等离子体一体化装置的进气口通过控制阀门连接有集气罩，所述臭氧发生器的排气口通过第一抽气装置与所述氧化净化塔的进气口连接，所述光解催化装置的排气口通过第二抽气装置连接有排放筒。
【文档编号】B01D46/00GK203507804SQ201320600611
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】杜银山, 唐海江, 高宏俊, 陈涛, 陈凯勤 申请人:深圳市科德环保科技有限公司
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