[发明专利]除异味、降解VOCs净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种净化装置,尤其是涉及一种除异味、降解VOCs（Volatile organic compounds，挥发性有机化合物，以下简称VOCs）净化装置。

背景技术

恶臭气体对人类环境的影响是当今社会一个非常重要的问题，已经引起人们越来越多的关注。在一些发达国家中，人们对恶臭投诉的比例也越来越高。在澳大利亚，对恶臭的投诉占环境污染总投诉的91.3%；在美国，占全部空气污染投诉的50%以上；在日本为仅次于噪声的第二位。在我国各大城市，居民对恶臭的投诉已呈现急剧增长的趋势，引起了有关部门的高度重视。

恶臭物质种类繁多，目前人们发现环境中恶臭物质已达数万种之多，单凭人的嗅觉能感知的就有4000多种，其中对人类危害较大的也有50多种。恶臭气体按化学组成可分成5类：(1)含硫的化合物：H₂S、SO₂、硫醇、硫醚等。含硫恶臭物质来源极广，毒性极大。其中，硫化氢、甲硫醇和乙硫醇是典型的恶臭、有毒有害气体；(2)含氮的化合物：胺类、酰胺、吲哚等；(3)卤素及其衍生物：氯气、卤代烃等；(4)烃类：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；(5)含氧的有机物：醇、醛、酮、酚、酯、有机酸等。

恶臭污染通过发臭基团，如硫基、羰基等刺激嗅觉细胞，使人感到厌恶和不愉快。恶臭对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成影响。高浓度的恶臭还可使接触者发生肺水肿甚至窒息死亡，长期反复受到恶臭物质的刺激，还会引起嗅觉疲劳，导致嗅觉失灵。

我国于1993年颁布了恶臭污染排放标准，分年限规定了八种典型恶臭污染物的一次最大排放限值、复合恶臭物质的臭气浓度限值及无组织排放原的厂界浓度限值（表1）。（表2）列出了一些常见恶臭物质的嗅觉阕值等性质，可以看到，恶臭物质在非常低的浓度（ppb级）就能对人产生嗅觉刺激。Steven公式I=k(C)ⁿ（I：恶臭强度，C：恶臭物质浓度）反映出，恶臭给人的感觉量（恶臭强度）与对人的刺激量（恶臭物质浓度）的对数成正比。上式说明，即使将恶臭物质去除90%，人在感觉上却认为只去除了50%，这就决定了恶臭污染控制比其他空气污染控制更困难。

分布在城市乡村生活小区中的恶臭气体对人体健康的影响标准现在多个方面：给人们带来不愉快的感觉，长此以往，更能引发生理和心理上的病症，如情绪不稳定、烦躁、食欲不振、嗅觉失调、失眠甚至恶心、头痛和诱发哮喘等。高浓度的恶臭更可引起人体重要的生理机理发生障碍和病变，使人产生慢性病并缩短寿命，严重时甚至可使受污染人群发生急性病并引起死亡。

许多挥发性有机化合物（VOCs）对人类的居住环境与健康带来很大的威胁，专家们把它们称为“芳香杀手”。例如，苯化合物已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质。人在短时间内吸收高浓度的甲苯、二甲苯时会出现中枢神经系统麻醉的症状。轻者头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊。严重的会出现昏迷，以致呼吸、循环衰竭死亡。苯对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用，经常接触苯，皮肤会因脱脂而变干燥、脱屑，有的还会出现过敏性湿疹。

而现有科技，对于电离状态气体有以下研究成果：电离状态的气体，其由大量的电子、离子、中性原子、激发态原子、光子、和自由基等组成，电子与正离子的电荷数相等，整体表现出电中性。等离子体具有导电和受电磁影响性质。根据体系能量状态、温度和离子密度，等离子体通常可以分为高温等离子体和低温等离子体。其中高温等离子体的电离度接近1，各种粒子温度几乎相同，并且体系处于热力学平衡状态，它主要应用在受控热核反应。而低温等离子体则处于热力学非平衡状态，各种粒子温度并不相同。其中电子温度≥离子温度，电子温度可达104K以上，而其离子和中性粒子的温度却可到300～500K。目前对于低温等离子体的作用机理是粒子非弹性碰撞的结果。低温等离子内部富含电子、离子、自由基和激发态分子，其中高能电子与气体分子（原子）发生非弹性，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。一方面打开了气体分子键，生成一些单分子和固体微粒；另一方面，又产生-OH、H2O2-等自由基和氧化性极强的O3，在这一过程中高能电子起决定性作用，离子的热运动只有副作用。常压下，气体放电产生的高度非平衡等离子体中电子温度（数万摄氏度）远高于气体温度（室温100摄氏度左右）。在非平衡等离子体中可能发生各种类型的化学发应，主要决定于电子的平均能量、电子密度、气体温度、有害气体分子浓度和共存的其他气体成份。对一些需要很大活化能的反应如大气中难降解污染物的去除提供了理想途径。