新型提高有机废气处理效率的技术的制作方法

本发明涉及工业有机废气治理领域，特别涉及一种新型提高有机废气处理效率的技术。

背景技术：

VOC是挥发性有机气体的总称，含苯、甲醛等数百种危害气体，其中数十种为致癌物或致突变物，有些长期接触导致白血病、流产、胎儿畸形和生长发育迟缓等，在空气中与光作用，形成其它颗粒进一步污染环境。

我国也非常重视VOC的治理，相关国家法规及地方标准已陆续出台，如国务院2013.9.10下发的国发[2013]37号文件；天津市于2014.8.1出台的DB12/524-2014《工业企业挥发性有机物排放控制标准》；河北省于2016.2.24出台的DB13/2022-2016《工业企业挥发性有机物排放控制标准》等。各地方细则也相继出台，如河南郑州、河北秦皇岛等城市。我国虽然急于大力治理VOC，但VOC治理的技术却不成熟，特别是对于大风量的VOC治理难度和成本依然很大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型提高有机废气处理效率的技术，通过预先吸附在活性催化载体上的VOC分子，将前段处理工艺中产生的臭氧与气体中的VOC气体分子反应充分的氧化反应，生成CO₂和H₂O并释放出来。而活性催化载体中的原本吸附VOC气体分子的空间则被释放，继续吸附从前段处理工艺中剩余的VOC气体分子。被活性催化载体吸附的VOC气体分子又被前段处理工艺中产生的臭氧氧化，成CO₂和H₂O并释放出来。如此循环，充分利用工艺中残留及多余的臭氧分子，从而达到以最经济的手段，处理大量的VOC气体分子，同时消除工艺中残留及多余的臭氧分子，从而提高系统VOC处理效率并消除残余臭氧。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种新型提高有机废气处理效率的技术，其特征在于：所述一种新型提高有机废气处理效率的技术，由VOC处理系统、活性催化系统、电控系统组成。图中风机是系统正常工作必不可少的设备，但只为系统提供气体流动的动力，不是本发明的部件。

其中：

VOC处理系统是以电能通过技术手段来产生O₃和(或)OH^-自由基等分子或离子来处理VOC的处理设备，如采用等离子体技术的处理设备、采用UV催化技术的处理设备、采用微波催化技术的处理设备等设备，本发明为叙述方便采用微波催化技术的处理设备，但不代表本发明采用的处理设备仅限于采用微波催化技术的处理设备。该微波催化技术的设备以电能产生微波，再以微波产能紫外光，紫外光产生O₃分子，与气体中的VOC发生反应，分解VOC成为CO₂和HO₂分子，从而达到处理VOC，净化空气的目的。

活性催化系统一个或多个活性催化系统箱连接起来组成的系统，本发明为叙述方便采用两个活性催化箱来说明，但不代表本发明采用的活性催化箱仅限于两个。活性催化箱是装有活性催化载体的金属箱，由外壳、催化吸附载体、传感器构成，如图2。其中，开口1、2分别为气体的入口和出口，f为空间填充物，外壳及隔板(a、b、c、d、e)由耐O₃的不锈钢或其它材质制作，外形可以是方形、圆形或其它形状；催化吸附载体(G、H)是对VOC气体分子有吸附作用而对其他气体分子无吸附作用的的材料(如活性炭、、沸石、分子筛等)、对O₃氧化VOC有催化作用的催化剂(如锰系材料，如M_nO₂等)和载体(如陶瓷、纤维等)复合而成(催化吸附载体的制备不是本专利的内容，在此不做说明，相关说明见本发明的发明人的关于“一种用于VOC治理的活性催化的新材料及其制备方法”发明)；外壳、隔板、催化吸附载体把活性催化箱分成两个独立空间ABE及CDF，气体只有可以通过催化吸附载体穿过两个空间，其它部分均密封，气体无法通过。其中，第一个(首个)活性催化箱的内置活性催化载体的VOC吸附状态是处于饱和或基本饱和状态，第二个(最后一个)活性催化箱的内置活性催化载体的VOC吸附状态是处于稍有吸附状态；活性催化箱内置活性催化载体可以是板式、筒式或床式等。本发明为叙述方便采用床式载体，但不代表本发明采用的处理设备仅限于采用床式载体；图示位置K为判断催化吸附载体吸附饱和度的传感器。

电控系统包括PLC控制主机、控制电路、传感器，控制电路主要根据传感器传送的信号，控制处理设备的关开及功率的大小，以调控O₃或OH^-自由基的释放量；传感器为判断催化吸附载体吸附饱和度的传感器(可以但不限于是重力传感器、VOC浓度传感器等)，为控制主机提供信号，以便控制主机根据信号作出控制判断，维持活性催化载体O₃或OH^-自由基的释放量与VOC的平衡；传感器根据传感器的类型设置在活性催化箱的不同位置，本发明为叙述方便采用压力传感觉器，设置在如上图所示的催化吸附载体中的图示位置K，但不代表本发明采用的处理设备仅限于采用压力传感觉器及图示位置K。

采用以上技术方案的有益效果是：该新型提高有机废气处理效率的技术以最经济的手段，处理大量的VOC气体分子，同时消除工艺中残留及多余的臭氧分子，从而提高系统VOC处理效率并消除残余臭氧。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1本是新型提高有机废气处理效率的技术的示意图

图2本是活性催化箱示意图

图3本是活性催化箱风向示意图

图4本是控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明一种新型提高有机废气处理效率的技术的优选实施方式。

结合图1、图2、图3和图4出示本发明一种新型提高有机废气处理效率的技术的具体实施方式：为叙述方便，本发明在此假设所处理的含VOC的气体为如下工况：

如图1，含VOC的气体由位置1进入到处理设备(设备1)。微波催化主要是通过产生O₃，并通过O₃来氧化VOC分子来达到去除VOC。虽然O₃的氧化能力很强，但由于VOC和O₃的浓度都很低(一般都在100～300mg/m³，方便计算按200mg/m³计)，且反应的时间很短(一般不超过1秒)。在两者都足量的情况下，因此氧化程度(即处理效率)取决于两种物质的浓度以及反应的时间。

因此，现有设备基本上是加大设备的功率来增加O₃产生量，所产生的问题是：O₃产生过多，虽能略有提高效率，但反应仍然非常不充分，VOC和O₃都有大量剩余。而且对于大量剩余O₃，又没有解决方案。导致VOC和O₃污染环境，危害比单一的VOC污染还严重。

如上所述，含VOC的气体经过位置1进入设备1时，处理设备利用能量产生O₃，与VOC部分分子反应，而大量的O₃及VOC分子由于时间及浓度原因，未能及时反应，一起随气流进入经过位置2进入设备2(活性催化箱1)，由于活性催化箱1内的活性催化载体是VOC吸附状态是处于饱和或基本饱和状态，根据活性催化载体材料的属性及指标，在该活性催化载体上，VOC质量体积浓度约为24kg/m³左右，且均匀分布在活性催化载体中，即相当于VOC在活性催化载体上的浓度为24000000mg/m³，为前述VOC气体浓度200mg/m³的120000倍，且由于锰系活性催化剂的存在，VOC和O₃氧化反应速度也大大增加。

当含有VOC及O₃的气体经过活性催化箱1时，由于活性催化箱1中VOC浓度大且分布均匀，在活性催化剂催化作用下，与活性催化载体中的VOC分子快速反应，生成CO₂和H₂O并释放出来，活性催化载体的吸附空间也被释放出来。而同时经过的VOC少数被氧化外，但更多的则被释放出来的活性催化载体的吸附空间所吸附后留在活性催化载体中。

经过活性催化箱1的处理后，绝大部分VOC和O₃被处理，极少量的未完全反应的VOC和O₃随气流经过位置3进入设备3(活性催化箱2)，活性催化箱的内置活性催化载体的VOC吸附状态是处于稍有吸附状态，少量的O₃被活性催化箱2的活性催化载体中的VOC分子快速反应，而少量的VOC则被活性催化箱2的活性催化载体中的VOC吸附空间快速吸附。被消除VOC和O₃的环保达标气体通过风机被排出。

电控系统工作模式：

传感器1，传成器2分别设在活性催化箱1及活性催化箱2的箱体内的图示位置K，通过信号线与控制系统连接。

如活性催化箱1内置活性催化载体的VOC吸附状态降低到饱和状态吸附值的80％以下时，控制系统减少微波催化处理设备的工作功率，以减少O₃供应量，维持系统VOC和O₃的平衡；如活性催化箱1内置活性催化载体的VOC吸附状态降低到饱和状态吸附值的50％以下时，控制系统停止微波催化处理设备的工作功率，以停止O₃供应量，维持活性催化载体系统上VOC和O₃的平衡；

如活性催化箱2内置活性催化载体的VOC吸附状态升高到饱和状态吸附值的30％以上时，控制系统增加微波催化处理设备的工作功率，以增加O₃供应量，维持系统VOC和O₃的平衡；如活性催化箱2内置活性催化载体的VOC吸附状态升高到饱和状态吸附值的60％以上时，控制系统在系统处理VOC工作结束后，继续开启微波催化处理设备，保持O₃供应量，直至活性催化载体的VOC吸附状态降低到饱和状态吸附值的30％以下时才停止工作，维持活性催化载体系统上VOC和O₃的平衡。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。