[发明专利]气体中低浓度挥发性有机化合物的脱除方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于去除气体中低浓度挥发性有机化合物的方法和装置。通过采用吸附富集，局部循环，高温脱附，反应降解等步骤，实现低浓度VOCs物质的低能耗、经济性降解处理，以实现空气系统的长期安全运行。该方法和装置可实现吸附材料的原位再生，使吸附材料保持在最佳的吸附状态，降低整个使用周期中出口气体中的VOCs含量。

技术领域

本发明属于空气净化领域，涉及一种可长期使用的气体中低浓度有机挥发性组分的脱除方法。

背景技术

挥发性有机化合物(简称VOCs)，即使在低浓度下，也会对人体有一定的刺激性、毒性和致癌性。随着社会的发展，生活水平的提高，人们对含有低浓度VOCs的气体也越来越重视。在工厂和企业中，含有低浓度VOCs的气体排放被严格限制；在大型建筑、写字楼、以及宾馆和住宅中，对新风系统、空气循环系统中VOCs的控制要求也越来越高。

目前对于含有低浓度VOCs的气体的处理技术有两类，吸附法和降解法。

吸附法是利用活性炭等吸附材料，把气体中的VOCs成分吸附固定在其内部孔道和表面。该方法具有初始投资成本低、操作简单的优势。但其存在吸附饱和的问题，使得净化系统难以长久运行。为此需要经常更换吸附组件，且很多情况下更换操作非常麻烦。更为关键的是，使用后的吸附材料需要进行后续处理，带来了更多的环境压力。

降解法是通过把VOCs分解为无毒无害的无机化合物，来降低气体中的VOCs含量。这一方法在适合的操作条件下，一般没有后续排放的问题。然而，由于这一方法需要破坏VOCs中的化学键，往往需要额外的能量输入(如提高温度)。在VOCs浓度很低的情况下，绝大部分输入能量被用在无毒无害的气体组分上，造成了能量的极大浪费。

针对上述两种方法的缺陷，本发明提供了一个解决方案。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种气体中低浓度挥发性有机化合物的脱除方法，以解决现有技术中需要更换吸附组件、存在后续污染、难以长久运行，以及能耗高，经济性不佳等问题。

一种用于去除气体中低浓度挥发性有机化合物的方法，其特征在于：在气体流通路径上用吸附材料吸附低浓度挥发性有机化合物；通过定期或不定期的非连续操作，对所述吸附材料进行原位再生，所述原位再生是通过支线管路构成局部循环，将吸附的挥发性有机化合物从吸附材料中脱附，并利用降解反应器把脱附出来的挥发性有机化合物直接降解。

进一步地，吸附材料再生采用加热气流脱附方式。

本发明的第二个目的在于提供一种应用于气体中低浓度挥发性有机化合物脱除的装置，以解决现有技术中需要更换吸附组件、存在后续污染、难以长久运行，以及能耗高，经济性不佳等问题。

本发明为此提供的技术方案为：

一种用于去除气体中低浓度挥发性有机化合物的装置，其特征在于：包括主管道，所述主管道中设置气体吸附组件，所述装置还设置有支线循环管路；所述支线循环管路在气体吸附组件的上游和下游与所述主管路接通并设置管道阀门，在支线循环路线上设降解装置，降解装置设置反应组件。

所述主管路用于传送含有低浓度VOCs的气体，吸附组件主要由活性炭等吸附材料构成，其形状可根据主管路的截面形状进行定制。可选地，主管路在吸附组件的上下游可安装阀门等气体隔离装置，以阻止吸附材料再生时释放出的VOCs扩散至管路其它位置。

所述降解装置位于主管路的内部或外部。

所述反应组件可包括催化反应器、等离子体反应器、臭氧发生器、吸收-吸附装置中的一种或包括其中的多种的组合。降解反应器的内部或外部配备风机等气体循环装置。

吸附组件再生采用加热气流脱附方式，气流加热装置位于主管路或分支管路中，或者利用降解装置产生的热量。