本发明涉及废气处理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种挥发性有机废气处理系统及方法。
背景技术
挥发性有机物是指在室温下饱和蒸气压大于70.91pa,常温下沸点小于260℃的有机化合物。从环境监测的角度来讲，指以氧火焰离子检测器检测出的非甲烷烃类检出物的总称，主要包括烷烃类、芳烃类、烯烃类、卤烃类，酯类、醛类、酮类和其他有机化合物，挥发性有机物(vocs)是形成细颗粒物(pm2.5)、臭氧(o3)等二次污染物的重要前体物，挥发性有机物的防治工作一直是一项艰巨复杂的任务。
现有中小企业中小风量、中小浓度挥发性有机物的处理方式一般采用燃烧处理法、吸收除气法、活性吸附法、紫外线光催化氧化法、低温等离子法、生物处理法等单一处理技术。
然而，燃烧处理法和吸收除气法的处理技术虽然去除效率高，但是投资大，对设备及运行管理要求高；活性吸附法处理技术虽然投资小、去除效率高，但是吸附剂需要定期更换或再生；紫外线光催化氧化法、低温等离子法、生物处理法的处理技术虽然投资小，但是挥发性有机物处理效率不达标，而且低温等离子法处理技术易产生氮氧化物等二次污染物，易产生燃烧安全隐患问题，生物处理法气阻大、降解慢、设备大，只适用亲水性、易生物降解的有机物。
技术实现要素：
本发明提供一种挥发性有机废气处理系统及方法，该有机废气处理系统采用模块化设计，提高了净化效率、减少了挥发性有机废气处理的运行费用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明一方面提供一种挥发性有机废气处理系统，
包括预处理模块、催化处理模块和吸附处理模块，所述预处理模块的出口与所述催化处理模块的入口连接，所述催化处理模块的出口与所述吸附处理模块的入口连接；
所述预处理模块用于对有机废气进行预处理，所述催化处理模块用于对所述预处理后的有机废气进行光催化处理，所述吸附处理模块用于对所述光催化后的有机废气进行活性炭纤维吸附处理。
如上所述挥发性有机废气处理系统，所述预处理模块包括漆雾处理器以及过滤棉、过滤布和不锈钢丝网中的至少一项，所述漆雾处理器对漆雾、油雾、水雾进行预处理，所述过滤棉、过滤布和不锈钢丝网对颗粒物进行预处理。
如上所述挥发性有机废气处理系统，所述催化处理模块包括壳体、电气控制器、光源和光触媒，所述电气控制器与所述光源连接，所述电气控制器、光源和光触媒均位于所述壳体内。
如上所述挥发性有机废气处理系统，所述光源为紫外线灯管，所述光触媒为纳米级二氧化钛。
如上所述挥发性有机废气处理系统，所述预处理模块与所述催化处理模块之间、所述催化处理模块与所述吸附处理模块之间均通过可拆卸的管道连接。
如上所述挥发性有机废气处理系统，所述吸附处理模块的出口设置有排风管道，所述排风管道内设置有排风装置。
如上所述挥发性有机废气处理系统所吸附处理模块内设置有活性炭纤维，所述活性炭纤维的比表面积为1300～2500m2/g，所述活性炭纤维的微孔体积占总孔体积的75％～85％，所述孔径分布为20～200a。
本发明第二方面提供一种挥发性有机废气处理方法，包括：
对有机废气进行预处理；
对所述预处理后的有机废气进行光催化处理；
对所述光催化处理后的有机废气进行活性炭纤维吸附处理。
如上所述挥发性有机废气处理方法，所述对有机废气进行预处理包括对漆雾、油雾、水雾和颗粒物进行预处理。
如上所述挥发性有机废气处理方法，所述对所述光催化处理后的有机废气进行活性炭吸附处理中，所述活性炭为活性炭纤维，所述活性炭纤维的比表面积为1300～2500m2/g，所述活性炭纤维的微孔体积占总孔体积的75％～85％，所述活性炭纤维的孔径分布为20～200a。
本发明提供的挥发性有机废气处理系统，包括预处理模块、催化处理模块和吸附处理模块，预处理模块将有机废气中的漆雾、油雾、水雾、粉尘颗粒物等去除，再经过催化处理模块有机废气发生氧化等一系列的化学反应，将有机废气降解，并进一步分解成二氧化碳和水，之后再经过吸附处理模块最后残余的挥发性有机物被吸附在活性炭纤维上，最后将干净达标的空气被排放出去，本发明采用模块化结构，组合灵活，而且本发明突破单一体系的反应局限，在经吸附处理模块前先进性光催化处理，废气浓度已经大大降低，大大提高了吸附剂的寿命，减少了吸附剂的更换频率。
本发明提供的挥发性有机废气处理方法，先对有机废气进行预处理，再对所述预处理后的有机废气进行光催化处理，之后对所述光催化处理后的有机废气进行活性炭吸附处理，本发明在经吸附处理模块前先进性光催化处理，废气浓度已经大大降低，大大提高了吸附剂的寿命，减少了吸附剂的更换频率，采用本发明方法处理后的有机废气的浓度大幅度降低，而且较单一体系提高了废气净化的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的挥发性有机废气处理系统的废气处理流程图；
图2本发明实施例提供的挥发性有机废气处理方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有中小企业中小风量、中小浓度挥发性有机物的处理方式一般采用燃烧处理法、吸收除气法、活性吸附法、紫外线光催化氧化法、低温等离子法、生物处理法等单一处理技术。然而，燃烧处理法和吸收除气法的处理技术虽然去除效率高，但是投资大，对设备及运行管理要求高；活性吸附法处理技术虽然投资小、去除效率高，但是吸附剂需要定期更换或再生；紫外线光催化氧化法、低温等离子法、生物处理法的处理技术虽然投资小，但是挥发性有机物处理效率不达标，而且低温等离子法处理技术易产生氮氧化物等二次污染物，易产生燃烧安全隐患问题，生物处理法气阻大、降解慢、设备大，只适用亲水性、易生物降解的有机物。
本发明基于以上问题，提供一种挥发性有机废气处理系统及方法，该有机废气处理系统采用模块化设计，提高了挥发性有机废气的净化效率、减少了挥发性有机废气处理的运行费用。
下面结合具体实施例对本发明提供的挥发性有机废气处理系统及方法进行详细介绍。
实施例一：
图1为本发明实施例提供的挥发性有机废气处理系统的废气处理流程图，请参阅图1所示，本实施例的挥发性有机废气处理系统包括预处理模块1、催化处理模块2和吸附处理模块3，所述预处理模块1的出口与所述催化处理模块2的入口连接，所述催化处理模块2的出口与所述吸附处理模块3的入口连接，所述预处理模块1用于对有机废气进行预处理，所述挥发性有机废气处理系统，催化处理模块2用于对所述预处理后的有机废气进行光催化处理，所述吸附处理模块3用于对所述光催化后的有机废气进行活性炭纤维吸附处理。
本实施例的挥发性有机废气处理系统可以应用于化工厂、化肥厂、橡胶厂、炼油厂、家具厂、涂装厂、电镀厂、生物制药厂、染料化工厂、焦化厂、制革厂、纸浆厂、金属冶炼厂、食品厂、油脂厂、溶剂厂、酿造厂、饲料加工厂等工业企业排放的挥发性有机废气处理。
本发明实施例提供的挥发性有机废气处理系统，包括预处理模块1、催化处理模块2和吸附处理模块3，预处理模块1将有机废气中的漆雾、油雾、水雾、粉尘颗粒物等去除，再经过催化处理模块2有机废气发生氧化等一系列的化学反应，将有机废气降解，并进一步分解成二氧化碳和水，再经过吸附处理模块3，残余的挥发性有机物被吸附在活性炭纤维上，之后干净达标的空气通过风机排放出去，本发明采用模块化结构，组合灵活，而且本发明突破单一体系的反应局限，在经吸附处理模块3前先进行光催化处理，废气浓度已经大大降低，大大提高了吸附剂的寿命。
本实施例中，所述预处理模块1包括漆雾处理器以及过滤棉、过滤布和不锈钢丝网中的至少一项，所述漆雾处理器对漆雾、油雾、水雾进行预处理，所述过滤棉、过滤布和不锈钢丝网对颗粒物进行预处理，一般情况下有机废气中含有漆雾、油雾、水雾、粉尘颗粒物，如果直接进入光催化氧化设备和吸附设备中，在一定程度上会损坏光催化氧化设备和吸附设备，使光催化氧化设备和吸附设备的处理效率下降，影响废气处理设备的正常运行，本实施例中废气处理时先通过预处理模块1对漆雾、油雾、水雾和颗粒物进行预处理，之后干燥的废气进入光催化器和吸附处理器进行处理，能够确保光催化器和吸附处理器的正常高效运行。本实施例中对漆雾处理器的具体结构不做特别限制，只要能够实现对废气中的漆雾、油雾、水雾进行处理即可，本实施例通过过滤棉、过滤布和不锈钢丝网对颗粒物进行预处理，技术人员可以根据实际情况进行选择其中的一项或者多项，本实施例对此不做特别限制。
本实施例中，所述催化处理模块2包括固定式全封闭装置壳体、电气控制器、光源和光触媒，所述电气控制器与光源直接相连，所述电气控制器、光源和光触媒均位于所述壳体内。进一步地，本实施例中，所述光源为紫外线灯管，所述光触媒为纳米级二氧化钛。
本实施例的光催化器处理原理如下：在有机废气光催化氧化中，紫外灯辐射紫外光在二氧化钛催化剂上，纳米二氧化钛催化剂吸收光能产生电子跃进和空穴跃进，经过进一步的结合产生电子-空穴对，与废气表面吸附的水分和氧气反应生成氧化性很活波的羟基自由基和超氧离子自由基能够把各种有机废气如烃类、醛类、酚类、醇类、硫醇类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物以及其它挥发类有机物及无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳、水以及其它无毒无害物质，经过净化之后的废气分子被活化降解，臭味也同时消失了，起到了废气净化的作用。结合光催化氧化中的化学反应原理进行解释如下：当一个具有hv能量大小的光子或者具有大于半导体禁带宽度的光子射入半导体时，一个电子由价带激发到导带，因而在导带上产生一个高活性电子(eˉ)，在价带上留下了一个空穴(h+)，形成氧化还原体系。溶解氧及水和电子及空穴相互作用，最终产生高活性的羟基。ohˉ、o2ˉ、oohˉ自由基具有强氧化性，能把大多数吸附在tio2表面的有机污染物降解为co2、h2o，把无机污染物氧化或还原为无害物。
本实施例中，所述预处理模块1与所述催化处理模块2之间、所述催化处理模块2与所述吸附处理模块3之间均通过可拆卸的管道连接。本发明采用模块化结构，预处理模块1与所述催化处理模块2之间、所述催化处理模块2与所述吸附处理模块3之间均通过可拆卸的管道连接，组合灵活，可随时调整配置，适用于布置紧凑、场地狭小的特殊场地。
进一步地，本实施例中，为了加快废气的排出效率，所述活性炭吸纤维附处理模块3的出口设置有排风管道，所述排风管道内设置有排风装置。
本实施例中，所述吸附处理模块3内设置有活性炭纤维，所述活性炭纤维的比表面积为1300～2500m2/g，所述活性炭纤维的微孔体积占总孔体积的75％～85％，所述孔径分布为20～200a。本实施例采用上述结构活性炭纤维，吸附容量大(比粒状活性炭大几倍至几十倍),吸附速度快(比颗粒活性炭要快2～3个数量级),而且再生容易、快速(一般15～30min),脱附彻底,经多次吸附脱附后仍保持原有的吸附性能,因此对有机废气的净化率高；同时因活性炭纤维耐热性能好(在空气中着火点达500℃以上),且吸附层很薄,不会产生类似颗粒炭或蜂窝炭吸附装置因热积蓄而易产生燃烧爆炸的危险。因其优越的性能，吸附剂用量大大减少,不但使吸附床的体积大大减少,而且高价炭纤维因使用量少也不会造成造价高的问题,因此设备重量轻,投资小,占地少,结构紧凑。
实施例二：
本实施例提供一种挥发性有机废气处理方法，该方法包括以下步骤：
s101：对有机废气进行预处理；
一般情况下有机废气中含有漆雾、油雾、水雾、粉尘颗粒物，如果直接进入光催化氧化设备和吸附设备中，在一定程度上会损坏光催化氧化设备和吸附设备，使光催化氧化设备和吸附设备的处理效率下降，影响废气处理设备的正常运行，本实施例中废气处理时先通过预处理模块对漆雾、油雾、水雾和颗粒物进行预处理，之后干燥的废气进入光催化器和吸附处理器进行处理，能够确保光催化器和吸附处理器的正常高效运行。
s102：对所述预处理后的有机废气进行光催化处理；
在有机废气光催化氧化中，紫外灯辐射紫外光在二氧化钛催化剂上，纳米二氧化钛催化剂吸收光能产生电子跃进和空穴跃进，经过进一步的结合产生电子-空穴对，与挥发性有机废气表面吸附的水分和氧气反应生成氧化性很活波的羟基自由基和超氧离子自由基能够把各种有机废气如烃类、醛类、酚类、醇类、硫醇类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物以及其它挥发类有机物及无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳、水以及其它无毒无害物质，经过净化之后的废气分子被活化降解，臭味也同时消失了，起到了废气净化的作用，经过光催化处理后的挥发性有机无的浓度能够降低50～70％左右。
s103：对所述光催化处理后的有机废气进行活性炭纤维吸附处理。
有机废气在经过预处理和光催化处理后，再对废气进行活性炭纤维吸附处理，残余的挥发性有机物吸附在活性炭纤维上，最后排出干净达标的空气。由于经过光催化处理后挥发性有机无的浓度已经降低了50～70％左右，较直接排除的废气有机物含量大大降低，经过活性炭吸附后残留在活性炭上的有机物的浓度相对的也大大降低，延长了活性炭的使用时间，减少了更换活性炭的工序，而且采用本组合方式排放到空气中的挥发性有机物的含量可以降低98％以上。本实施例中的活性炭采用活性炭纤维，活性炭纤维的比表面积为1300～2500m2/g，活性炭纤维的微孔体积占总孔体积的75％～85％，活性炭纤维的孔径分布为20～200a。吸附容量大(比粒状活性炭大几倍至几十倍),吸附速度快(比颗粒活性炭要快2～3个数量级),而且再生容易、快速(一般15～30min),脱附彻底,经多次吸附脱附后仍保持原有的吸附性能,因此对有机废气的净化率高；同时因活性炭纤维耐热性能好(在空气中着火点达500℃以上),且吸附层很薄,不会产生类似颗粒炭或蜂窝炭吸附装置因热积蓄而易产生燃烧爆炸的危险。
本发明提供的挥发性有机废气处理方法，先对有机废气进行预处理，再对所述预处理后的有机废气进行光催化处理，之后对所述光催化处理后的有机废气进行活性炭纤维吸附处理，采用本发明方法处理后的有机废气的浓度大幅度降低，而且较单一体系提高了废气净化的效率。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。