[发明专利]一种微波驱动无极紫外联合催化燃烧处理VOCs气体的方法和设备

说明书

本发明公开了一种微波驱动无极紫外联合催化燃烧处理VOCs气体的方法和设备。本发明的设备包括反应腔体、由微波发生器、无极紫外光源、微波防护网等组成的紫外光解模块，以及由多个微波发生器、预热床层、催化燃烧床层等组成的催化燃烧模块。本发明利用紫外光解联合催化燃烧技术，以微波驱动无极紫外光源，并作为催化燃烧的热源，处理过程能量利用效率高且无阴影效应，克服了现有技术中降解不完全、能耗大且事故率高等缺点，具有降解率高、使用寿命长且无二次污染等优点。

技术领域

本发明涉及挥发性有机物处理技术领域，具体的说，涉及一种微波驱动无极紫外联合催化燃烧处理VOCs气体的设备，以及以该设备为基础的一种处理VOCs废气的方法。

背景技术

挥发性有机物（VOCs）是大气环境中典型的污染物，该类污染物因其对人体具有一定的致病、致害、致癌等危害，且易在大气环境中衍生成光化学烟雾等二次大气污染物，近年来已成为全社会关注的重点。挥发性有机物按来源可分为自然界来源和人为来源，人为来源包括各种交通工具和工厂，其中化工制造业、火力发电业、制药行业、石化储运、印刷业、喷涂业、家具和纺织品制造业等为VOCs排放的重点行业。工业有机废气是VOCs的主要排放源。

VOCs的反应活性强，在自然光照射及一系列复杂条件下，会和空气中存在的NOx以及其它的一些化学物质发生化学反应，生成光化学烟雾，对环境造成危害。VOCs可以导致复合型大气污染，是O₃和PM2.5的关键前驱物，对夏季臭氧污染和秋冬季雾霾产生贡献巨大。到2020年，中国VOCs排放量预计将比2005年增长49％。政府部门对于VOCs的治理高度重视。

目前国内针对不同行业、不同浓度及种类的VOCs已开发多种类型的处理方法，常用的VOCs控制技术有高温氧化法、催化燃烧法、光催化法、活性炭吸附法、吸收法和冷凝法、膜分离法等。

中国发明专利《真空紫外光催化协同臭氧催化氧化的废气处理方法和装置》（黄海保，申请号：CN201510279052.1）利用紫外光催化氧化和臭氧催化氧化的协同作用来净化VOCs废气。该方法一方面通过紫外光对有机污染物直接裂解，另一方面以紫外灯产生的强氧化性自由基和臭氧物质在符合催化剂的作用下进一步处理有机废气，可实现对有机废气的高效处理，但是对于高浓度有机废气和复杂成分有机废气具有一定的局限性。

中国发明专利《一种高浓度有机废气的催化燃烧处理方法》（刘忠生，申请号：CN201110217392.3）公开了一种对于高浓度有机废气的催化燃烧处理方法，利用空气混合高浓度有机废气，再通过催化燃烧的方法将其中有机成分降解。此方法注重实际应用，具有较好的净化效果，但是对于较低浓度有机废气进行催化燃烧处理所产生的能耗问题没有较好的解决办法。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供了一种微波驱动无极紫外联合催化燃烧处理VOCs气体的方法和设备。以微波驱动无极紫外光源发光，再利用微波特有的内热机制，作为热源加热催化燃烧的预热床层和催化燃烧床层。通过紫外光解联合催化燃烧技术，有效降解有机废气。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供一种微波驱动无极紫外联合催化燃烧处理VOCs气体的设备，其包括水平设置的反应腔体、紫外光解模块、催化燃烧模块和循环水换热模块；反应腔体的前端和尾端分别设置进气口和出气口，进气口处设置导流板，出气口处设置除雾器，VOCs气体经由进气口进入反应腔体通过导流板依次进入紫外光解模块、催化燃烧模块和循环水换热模块，最后经过除雾器由排气口排出；其中：

所述紫外光解模块设置在反应腔体内，其由若干个微波发生器、变频高压驱动器、紫外光解腔、无极紫外光源和微波防护网组成；所述紫外光解腔水平设置，其两端分别固定安装微波防护网；所述微波发生器与变频高压驱动器相连，固定于紫外光解腔的外壁，微波发生器的微波发射棒通过紫外光解腔上的腔壁开孔插入紫外光解腔内；所述无极紫外光源水平安装并固定于紫外光解腔的内壁；