專利名稱：工業(yè)有機廢氣活性炭床等離子體集成凈化技術(shù)及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢氣凈化技術(shù)與裝置，尤其是涉及采用活性炭與低溫等離子體處
理工業(yè)有機廢氣的集成技術(shù)與裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)有機廢氣種類繁多、組成復(fù)雜，濃度波動大且變化無規(guī)律，其治理具有較大難 度。目前國內(nèi)外用于有機廢氣的處理方法有催化燃燒法、活性炭吸附法、等離子體氧化法、 冷凝法以及吸收法等。催化燃燒法工藝簡單、凈化效率高，其缺點是能耗大、存在安全隱患， 特別是不適應(yīng)于大風(fēng)量、低濃度、不穩(wěn)定有機廢氣的治理；吸附法效果穩(wěn)定、可回收溶劑，但 缺點是吸附劑的容量有限而且設(shè)備龐大，吸附劑再生及溶劑回收等后處理工藝復(fù)雜；冷凝 法、吸收法等應(yīng)用范圍更為有限。等離子體技術(shù)已開始應(yīng)用于有機廢氣的治理，并具有能耗 低、處理流程短、操作簡單等顯著優(yōu)點；但其缺點是凈化后的尾氣富含臭氧等氣體，存在二 次污染問題，而且處理大風(fēng)量有機廢氣時，氣體在等離子體作用區(qū)域停留時間短暫，導(dǎo)致凈 化效率降低。因此，經(jīng)濟、高效的大風(fēng)量低濃度有機廢氣治理技術(shù)仍然在不斷探索中，本發(fā) 明即是主要針對大風(fēng)量低濃度有機廢氣凈化的一種技術(shù)和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種活性炭吸附床和等離子體的集成技術(shù)與裝置，以及 上述集成技術(shù)與裝置在工業(yè)有機廢氣凈化中的應(yīng)用。此集成技術(shù)與裝置利用活性炭及等 離子體技術(shù)的集成實現(xiàn)有機廢氣高效凈化；利用等離子體對活性炭吸附劑進行原位再生， 避免吸附劑再生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，并大大降低吸附劑填裝量從而大幅度減小吸附設(shè)備體 積；此外，本發(fā)明可以避免等離子體單獨用于凈化有機廢氣時排放臭氧等氣體造成二次污 染及處理大風(fēng)量廢氣凈化效率不高等問題。 實現(xiàn)目的的技術(shù)方案一種有機廢氣活性炭床等離子體集成凈化技術(shù)與裝置，其 特征在于本裝置主要由活性炭床和等離子體系統(tǒng)構(gòu)成，并包括相應(yīng)連接管道、閥門和控制 單元；生產(chǎn)連續(xù)運行時，本裝置由兩個活性炭床及一個等離子體系統(tǒng)構(gòu)成；允許間歇運行 時，本裝置可由一個活性炭床及一個等離子體系統(tǒng)構(gòu)成。連續(xù)運行時，首先利用其中一個活 性炭床吸附截留工業(yè)廢氣有機成分，吸附飽和后的活性炭床通過閥門切換與等離子體系統(tǒng) 連通，構(gòu)成一個獨立的脫附再生循環(huán)系統(tǒng)，再生后的活性炭床通過切換重新進入廢氣處理 系統(tǒng)。具體過程闡述如下 1)廢氣中的有機成分首先被一個活性炭吸附床高效截留，活性炭床吸附飽和后， 有機廢氣切換進入另外一個活性炭床吸附凈化，工業(yè)廢氣達標排放。 2)吸附飽和后的活性炭床通過閥門切換與等離子體及再生風(fēng)機構(gòu)成獨立循環(huán)再 生系統(tǒng)，通過再生風(fēng)機抽吸，在吸附飽和的活性炭床區(qū)域形成負壓使活性炭脫附，脫附出來 的有機成分進入低溫等離子體系統(tǒng)，利用等離子體對有機物碳鏈的破壞作用及產(chǎn)生的臭氧 等高氧化性物質(zhì)的氧化作用，將有機成分轉(zhuǎn)化為二氧化碳及水等無機產(chǎn)物。
3
3)等離子體系統(tǒng)排出的氣體含有大量活性極強的自由基和氧化性極強的臭氧，通 過管道引入脫附中的活性炭床構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)，在活性炭床中發(fā)生一系列反應(yīng)，使活性炭得 到再生活化，恢復(fù)吸附性能。
本發(fā)明的技術(shù)效果 1)本發(fā)明將活性炭和等離子體有機結(jié)合，充分利用了活性炭對有機氣體的高效吸 附性能及等離子體處理有機氣體能耗低、運行操作簡單等優(yōu)點。 2)本發(fā)明避免了傳統(tǒng)活性炭吸附工藝中活性炭填裝量大、飽和活性炭脫附再生需
要一系列輔助設(shè)備等問題，具有活性炭填裝量小、再生過程操作簡單等優(yōu)點。 3)本發(fā)明提高了等離子體處理有機廢氣時的凈化效率，先通過活性炭床吸附濃縮
廢氣中的有機成分，然后再脫附出來利用等離子體進行凈化。由于在再生過程中等離子體
與活性炭床利用小風(fēng)量風(fēng)機組成循環(huán)系統(tǒng)，極大延長了有機成分與等離子體的接觸時間，
克服了目前等離子體應(yīng)用于有機廢氣治理中由于氣量大、流速高、接觸時間短導(dǎo)致的單級
凈化效率不高，需要多級串聯(lián)使用才能保證去除效率的問題，同時避免了等離子體用于凈
化有機廢氣時排放的尾氣含有大量臭氧等造成的二次污染問題，尾氣中的臭氧循環(huán)進入活
性炭床再生活化活性炭，從而使臭氧得到有效利用。 4)本發(fā)明中的低溫等離子在采用管式反應(yīng)器時，可以同時作為換熱器，加熱循環(huán) 再生氣流，以加快活性炭再生時的脫附過程。


圖1及圖2為實施例所述活性炭床與低溫等離子體集成裝置示意圖，其中圖1為 連續(xù)式凈化，圖2為間歇式凈化，設(shè)備可以為立式也可為臥式。 1、3為活性炭吸附罐，2為低溫等離子體，4、5、6為三通閥門，7、8為逆止風(fēng)門，9為 高壓電源，10為風(fēng)機。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明作具體的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
實施例1 參照圖l，一種工業(yè)有機廢氣凈化裝置，包括活性炭吸附罐1、3和平板式低溫等離 子體2，所述的活性炭吸附罐1、3通過三通閥門5切換交替使用，填裝活性炭作為吸附劑， 填裝正常生產(chǎn)2-3天產(chǎn)生的有機廢氣凈化所需要的活性炭量，吸附罐1、3吸附飽和后通過 三通閥門4、6切換與等離子體2構(gòu)成脫附再生循環(huán)系統(tǒng)，通過風(fēng)機10抽吸作用使活性炭脫 附，脫附出來的濃縮氣體送入等離子體凈化，等離子體出來的富含臭氧的尾氣再通入再生 中的活性炭罐，利用臭氧對活性炭進行再生活化。其中逆止風(fēng)門7在吸附時處于開啟狀態(tài)， 脫附時處于封閉狀態(tài)。
實施例2 參照圖l，應(yīng)用于自行車噴漆烤漆房油漆廢氣凈化工藝設(shè)備，包括活性炭吸附罐 1、3和低溫等離子體2，低溫等離子體2為圓筒式，并設(shè)計成為管式換熱器，高溫烤漆廢氣首 先進入換熱式低溫等離子體2，加熱脫附循環(huán)系統(tǒng)中的氣體以加快飽和活性炭床的脫附，降 溫后的烤漆廢氣再送入另外一個活性炭床吸附凈化，所述的活性炭吸附罐1、3交替使用，
4填裝活性炭作為吸附劑，操作過程參照實施例1。
實施例3 參照圖2，應(yīng)用于允許間歇運行生產(chǎn)場合的有機廢氣凈化裝置，系統(tǒng)由一個活性炭 床1及一個低溫等離子體2串聯(lián)構(gòu)成，活性炭床1填充2 3天正常生產(chǎn)時的有機廢氣吸 附所需要的活性炭量。活性炭床1吸附凈化過程中逆止風(fēng)門7處于開啟狀態(tài)，逆止風(fēng)門8 處于封閉狀態(tài)。在脫附時，開啟風(fēng)機10，由于風(fēng)機的抽吸作用，逆止風(fēng)門7處于封閉狀態(tài)，逆 止風(fēng)門8開啟，等離子體2空間成為一個密閉負壓區(qū)，活性炭床1負壓脫附，脫附的廢氣在 等離子體2區(qū)域被凈化，富含臭氧的尾氣通過風(fēng)機10送入活性炭床1再生活化活性炭。
權(quán)利要求
一種有機廢氣活性炭床與等離子體集成凈化技術(shù)與裝置，其特征在于采用活性炭床1、3和等離子體2集成凈化有機廢氣，且活性炭床1、3可通過等離子體2實現(xiàn)活性炭原位再生。
2. 權(quán)利要求1所述的有機廢氣活性炭床與等離子體集成凈化技術(shù)與裝置，其特征在 于本裝置主要由兩個活性炭床1 、3和一個等離子體系統(tǒng)2構(gòu)成，其應(yīng)用范圍為廢氣連續(xù)排 放場合。
3. 權(quán)利要求1所述的有機廢氣活性炭床與等離子體集成凈化技術(shù)與裝置，其特征在 于本裝置主要由一個活性炭床1和一個等離子體系統(tǒng)2構(gòu)成，其應(yīng)用范圍為廢氣間歇排放 場合。
4. 權(quán)利要求1、2、3所述的有機廢氣活性炭床與等離子體集成凈化技術(shù)與裝置，其特征 在于吸附飽和后的活性炭床1或3與離子體2能夠構(gòu)成獨立循環(huán)系統(tǒng)，飽和活性炭1、3脫 附出來的污染物通過等離子體2凈化，活性炭床1、3能夠原位再生。
5. 權(quán)利要求1、2、3、4所述的活性炭床，其特征在于所采用的活性炭床1、3可為固定 床或移動床。
6. 權(quán)利要求1、2、3、4所述的有機廢氣活性炭床與等離子體集成凈化技術(shù)與裝置，其特 征在于活性炭吸附床1、3與等離子體2之間設(shè)有脫附風(fēng)機10，并通過管道和閥門連接。
7. 權(quán)利要求1、2、3、4所述的等離子體，其特征是采用介質(zhì)阻擋放電、脈沖電暈或直流 輝光放電等等離子技術(shù)，其中以脈沖電暈等離子技術(shù)效果最佳。
8. 權(quán)利要求1、2、3、4所述的等離子體，其特征是使用電壓為20KV-100KV。
9. 權(quán)利要求1、2、3、4所述的等離子體，其特征是采用平板式反應(yīng)器或圓筒式反應(yīng)器， 其中采用圓筒式反應(yīng)器時，還可以作為換熱器加熱循環(huán)系統(tǒng)的氣體，以加速活性炭的脫附 過程。
10. 權(quán)利要求1、2、3、4所述的等離子體，其特征是等離子體2出來的尾氣通過管道循環(huán) 到再生中的活性炭床1或3。
11. 權(quán)利要求1、2、3、4所述的有機廢氣活性炭床與等離子體集成凈化技術(shù)與裝置，其 特征在于所述集成技術(shù)與裝置用于工業(yè)有機廢氣的凈化治理，對廢氣有機成分凈化效率 大于95%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活性炭吸附與等離子體有機廢氣集成凈化技術(shù)及裝置，屬于低溫等離子體、活性炭吸附和環(huán)境保護領(lǐng)域。所述裝置主體包括活性炭吸附罐1、3及低溫等離子體裝置2，活性炭吸附罐1、3用于吸附工業(yè)有機廢氣中的有機成分，吸附飽和后的活性炭吸附罐1、3通過閥門4、5、6切換與低溫等離子體2構(gòu)成脫附再生循環(huán)系統(tǒng)，活性炭得到原位再生。本發(fā)明裝置集成度高，凈化效率高，運行費用低，運行阻力小，工藝適應(yīng)性強，特別適用于大流量、低濃度、不穩(wěn)定有機工業(yè)廢氣的凈化。
文檔編號B01D50/00GK101791506SQ200910098148
公開日2010年8月4日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者陳和平 申請人:寧波大學(xué)