[发明专利]有机废气高温热解装置

说明书

本发明涉及一种有机废气高温热解装置，包括外壳箱体、石英管、氧化锌蜂窝陶瓷和磁控管；外壳箱体上设置有机废气进气口和有机废气出气口；石英管安装于外壳箱体内，石英管一端安装于有机废气进气口处、另一端安装于有机废气出气口处；氧化锌蜂窝陶瓷填充于石英管内部，形成微波高温反应床；磁控管安装于外壳箱体的外部，用于对氧化锌蜂窝陶瓷进行辐射加热；外壳箱体内部形成谐振腔。本发明将四针状纳米ZnOw在微波作用下可迅速升温发热的特性运用于有机废气高温净化领域，通过调节微波的功率控制进入装置的废气气体温度，有机废气在高温环境下进行高温热解反应从而实现废气净化的目的，该装置废气分解率高，升温速率快且温度精确可控。

技术领域

本发明涉及有机废气净化技术领域，具体涉及一种有机废气高温热解装置。

背景技术

挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOCs)是工业有机废气的主要成分，通常是指在常温常压以蒸汽形式存在于空气中的一类有机化学物质，主要包括脂肪族和芳香族的各种烷烃、芳烃类、烯烃、含氧烃和卤代烃等，如苯、甲苯、甲醛、二氯甲烷和乙酸乙酯等。VOCs大多是有毒物质，同时，挥发性有机化合物是构成可吸入颗粒物的主要前驱体物质。若空气中的有机废气排放增多，不止会对污染环境，形成光化学烟雾，以及破坏臭氧层，并且也将对人体造成严重损害，部分VOCs污染物甚至会导致人体致癌、引发突变等问题，严重地危害人们的健康。找寻高效的方法来解决有机废气污染的问题，已势在必行。

常用的有机废气处理方法包括直接燃烧法、催化氧化法、低温等离子体法、冷凝法、吸附吸收法、光催化分解法和生物过滤法等。但这些方法均存在不足。其中，直接燃烧法是出现最早也是应用最广泛的废气处理技术，是使VOCs直接燃烧，其方法就是将含有VOCs的气体直接通入燃烧设备，使VOCs在高温中燃烧，如果VOCs的浓度高，它们在炉中就可以很好的燃烧，生成CO₂和H₂O，当VOCs浓度低时，此时的燃烧由于不充分，就需要加入额外的可燃性物质，最终使VOCs完全生成CO₂和H₂O等无害物质，但是这样会增加不必要的成本，这种方法的优势是废气处理效率高，投资费用低，制备的设备比较简单，在操作方面也比较方便，但是，利用这种燃烧的方法需要维持高温燃烧(＞800℃)的条件，相对能耗较大。催化氧化法需要使用昂贵的贵金属催化剂，且容易产生催化剂中毒现象，投入成本和维护成本较高。低温等离子体法的反应空间尺寸相对较小，难以对工业生产中大批量产生的有机废气进行集中处理。冷凝法操作难度系数较高、成本花费大。吸附吸收法需要消耗大量的活性炭等吸附材料，且仍需要后处理，工序繁杂；生物处理法的研究目前还不成熟，离工业应用相距甚远。

微波是波长为1m～1mm、频率为300MHz～300GHz、波段介于无线电波和红外线之间的电磁波。微波加热方式与传统加热方式相比有许多优点：均匀加热、加热速度快且具有选择性、易于控制、节能环保、高效清洁等。更重要的是，微波辐照所产生的高效的热效应对大多数化学反应有促进作用，通常表现为提高反应效率以及加快反应速率。

目前微波运用于有机废气净化领域中主要体现在微波辅助催化氧化VOCs，其原理为采用微波加热的方法对负载有催化剂的蜂窝陶瓷加热，当有机废气通过蜂窝陶瓷时，在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO₂和H₂O，但是，该方法实用性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的成本高、能耗大、实用性不强等不足，提供一种有机废气高温热解装置，它通过将一种具有优异的吸波发热特性的氧化锌陶瓷应用于烟气净化领域，利用微波辐射吸波发热陶瓷进行高温直接热解投机挥发性应有机废气，解决了现有废气处理技术中的成本高、能耗大、实用性不强等问题，该装置升温速率快且温度精确可控，在有机废气净化领域具有应用前景。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：