反应器3的顶部连接，雾化喷嘴10设于喷淋管 道6上；所述紫外灯管11垂直布设于光化学雾化床反应器3内，所述光化学雾化床反应器 3顶部设有至少一组分烟道9,分烟道9在光化学雾化床反应器3的顶部的烟气出口 c与总 烟道7连接。
[0040] 光化学雾化床反应器3回落的溶液再次进入加料塔5循环使用，所述加料塔5的 回流入口通过管道与光化学雾化床反应器3的底部连接，加料塔3的出口与光化学雾化床 反应器3的喷淋管道6之间设有颗粒物过滤装置5-1。
[0041] 光化学雾化床反应器3的产物出口 d通入产物后处理系统14,反应物进入产物后 处理系统后续处理。
[0042] 如图3和图4所示，光化学雾化床反应器3的截面为圆形（图3)或矩形（图4)， 圆形截面直径A或矩形截面边长可根据空塔气速和总烟气流量来计算，光化学雾化床反应 器3的最佳空塔气速是0. 3m/s-6. Om/s。
[0043] 如图3所示，光化学雾化床反应器3的横截面为圆形，反应器的最外端设有反应器 壁3-1，与反应器壁3-1同心设有灯管布置线3-2,紫外灯孔管m布置在灯管布置线3-2上， 所述分烟道孔P设于过反应器圆心的两条相互垂直最大直径上，所述喷嘴布置管道孔n也 设置于过反应器圆心的两条相互垂直最大直径上。
[0044] 如图4所示，光化学雾化床反应器3的横截面为矩形，反应器的最外端设于反应器 壁3-lb，紫外灯管布置线3-2b在光化学雾化床反应器3内由纵向和横向组成网格状分布， 紫外灯管孔m设置与紫外灯管布置线3-2b上，分烟道孔p布置在经过反应器3中心的两条 相互垂直的中心线上，所述喷嘴布置管道孔n也设于在经过反应器3中心的两条相互垂直 的中心线上。
[0045] 光化学雾化床反应器3的最佳高度B位于2m_6m之间，紫外灯管11的最佳长度D 通常比光化学雾化床反应器3的最佳高度B短0. 2m-0. 9m。为了便于从反应器顶部抽出紫 外灯管11维修或更换，分烟道9垂直高度C至少应当比紫外灯管11的最佳长度D高0. 3m。 紫外灯管11的布置间距H(圆形截面）和I (矩形截面）的最佳间距为3cm-25cm之间。
[0046] 紫外灯管11之间设有雾化喷嘴10,雾化喷嘴10根据光化学雾化床反应器3最佳 高度B通常需要设置多级喷雾，设置级数根据现场情况确定，但要保证雾化覆盖无死角，且 设置的雾化喷嘴10在垂直方向采用等间距布置。雾化喷嘴10喷出的雾化溶液粒径不大于 20微米。光化学雾化床反应器3的烟道采用先分烟道9再总烟道7的两段布置形式，目的 是防止气流发生偏斜，影响脱除效果。
[0047] 来自排放源（从烟气入口 b接入）的烟气经除尘器1除尘和冷却器2降温后，再 由气体分布喷嘴12布风后进入光化学雾化床反应器3。来自加料塔5的过氧化物溶液由循 环泵4抽吸，并由雾化喷嘴10雾化后喷入光化学雾化床反应器3。臭氧发生器13产生的 臭氧由入口 e汇入烟气中，并且在烟道中先对烟气中的VOCs进行预氧化。紫外灯管辐射紫 外光激发过氧化物产生硫酸根和羟基自由基氧化VOCs，最终分解产物是无害的0) 2和H 20。 光化学雾化床反应器上部回落的溶液再次进入加料塔循环使用，消耗的试剂由试剂添加口 a补充。
[0048] 实施例1.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C， 液气比为1. 〇L/m3,过硫酸铵浓度为0. 5mol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有 效辐射强度为40 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为 66. 2%〇
[0049] 实施例2.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C，液 气比为1. 〇L/m3,双氧水浓度为0. 5mol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有效辐射 强度为40 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为70. 3%。
[0050] 实施例3.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C， 液气比为1. 〇L/m3,过硫酸铵浓度为1. 5mol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有 效辐射强度为40 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为 74. 7%。
[0051] 实施例4.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C， 液气比为1. 〇L/m3,过硫酸铵浓度为1. 5mol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有 效辐射强度为40 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为 71. 9%〇
[0052] 实施例5.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C， 液气比为1. 5L/m3,过硫酸铵浓度为1. 5mol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有 效辐射强度为40 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为 88. 9%〇
[0053] 实施例6.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C， 液气比为1. 5L/m3,过硫酸铵浓度为1. 5mol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有 效辐射强度为40 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为 93. 1%〇
[0054] 实施例7.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C， 液气比为2. OL/m3,过硫酸铵浓度为2. 0m〇l/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有 效辐射强度为40 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为 95. 7%〇
[0055] 实施例8.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C， 液气比为2. OL/m3,过硫酸铵浓度为2. Omol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有 效辐射强度为40 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为 98. 6%〇
[0056] 实施例9.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C， 液气比为2. OL/m3,过硫酸铵浓度为2. Omol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有 效辐射强度为81 y W/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为 100%〇
[0057] 实施例9.烟气中甲苯含量为400mg/m3,光化学雾化床的烟气入口温度为55°C，液 气比为2. OL/m3,双氧水浓度为2. 0m〇l/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有效辐射 强度为81 yW/cm2,紫外线有效波长为254nm。小试结果为：烟气中甲苯脱除效率为100%。
[0058] 经过以上实施例的综合对比可知，实施例9和10具有最佳的VOCs脱除效果，可作 为最佳实施例参照使用。
【主权项】
1. 一种臭氧预氧化联合光激发过氧化物的VOCs净化系统，其特征在于：所述系统设 有除尘器、冷却器、臭氧发生器、光化学雾化床反应器、循环泵、加料塔、喷淋管道、总烟道、 以及产物后处理系统；所述光化学雾化床反应器由上自下分别设有烟气出口、除雾器、分烟 道、雾化喷嘴、紫外灯管、气体分布喷嘴以及产物出口；排放源的烟气出口依次连接除尘器、 冷却器、臭氧发生器，冷却器出口连接光化学雾化床反应器的底部烟气管道，所述臭氧发生 器连接于冷却器与光化学雾化床反应器的烟道上；所述光化学雾化床反应器的底部管道上 设有气体分布喷嘴，内部设有过氧化物溶液的加料塔出口通过喷淋管道与光化学雾化床反 应器的顶部连接，雾化喷嘴设于喷淋管道上；所述紫外灯管垂直布设于光化学雾化床反应 器内，所述光化学雾化床反应器顶部设有至少一组分烟道，分烟道在光化学雾化床反应器 的顶部的烟气出口与总烟道连接。2. 根据权利要求1所述的一种臭氧预氧化联合光激发过氧化物的VOCs净化系统，其特 征在于：光化学雾化床反应器回落的溶液再次进入加料塔循环使用，所述加料塔的回流入 口通过管道与光化学雾化床反应器的底部连接，加料塔的出口与光化学雾化床反应器的喷 淋管道之间设有颗粒物过滤装置。3. 根据权利要求1所述的一种臭氧预氧化联合光激发过氧化物的VOCs净化系统，其特 征在于：光化学雾化床反应器的产物出口d通入产物后处理系统，反应物进入产物后处理 系统后续处理。4. 根据权利要求1或2所述的一种臭氧预氧化联合光激发过氧化物的VOCs净化系统， 其特征在于：光化学雾化床反应器的截面为圆形或矩形，光化学雾化床反应器的高度B位 于2m-6m之间，紫外灯管的长度D比光化学雾化床反应器的高度B短0. 2m-0. 9m。5. 根据权利要求1或2所述的一种臭氧预氧化联合光激发过氧化物的VOCs净化系统， 其特征在于：分烟道垂直高度C至少应当比紫外灯管长度D长0. 2m;紫外灯管的布置间距 H的间距为3cm_25cm之间。6. 根据权利要求5所述的一种臭氧预氧化联合光激发过氧化物的VOCs净化系统，其特 征在于：所述的排放源包括燃煤锅炉、工业窑炉、冶炼/炼焦尾气、垃圾焚烧炉以及石油 化工设备尾气中的一种或多种的组合。
【专利摘要】本实用新型涉及一种臭氧预氧化联合光激发过氧化物的VOCs净化系统，主要设有除尘器、冷却器、光化学雾化床反应器、气体分布喷嘴、紫外灯管、雾化喷嘴、循环泵、颗粒物过滤装置、加料塔、喷淋管道、分烟道、总烟道、除雾器以及产物后处理系统。来自排放源的VOCs在烟道中先被臭氧预氧化为有机中间体。紫外光激发过氧化物产生硫酸根和羟基自由基进一步氧化VOCs以及被臭氧氧化产生的有机中间体，最终分解产物是无害的CO2和H2O。该系统能够高效脱除烟气中的VOCs，且脱除过程无二次污染，是一种具有广阔应用前景的新型VOCs净化系统。
【IPC分类】B01D53/44, B01D53/75
【公开号】CN204637946
【申请号】CN201520245815
【发明人】王燕, 刘杨先, 张军, 赵亮
【申请人】南京朗洁环保科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月21日