[发明专利]转轮吸附浓缩-高能电离协同光催化原位降解VOCs的装置及工艺

说明书

本发明公开了一种转轮吸附浓缩‑高能电离协同光催化原位降解VOCs的装置及工艺。装置包括转轮和正对放置于转轮两侧的高能电离协同光催化装置，转轮分为吸附区和对应高能电离协同光催化装置的降解区；转轮上附着具有VOCs吸附性能和高能电离协同光催化响应的双功能催化剂。工艺：含VOCs的有机废气经过转轮吸附区时VOCs被双功能催化剂吸附，得到清洁气体，吸附有VOCs的吸附区在转轮转动下转换为降解区，高能电离协同光催化作用产生含氧活性物种，原位催化氧化降解区中双功能催化剂吸附的VOCs，同时再生双功能催化剂，完成VOCs原位降解的降解区在转轮转动下转换为吸附区，进行下一轮吸附‑原位降解循环。

技术领域

本发明涉及VOCs降解技术领域，具体涉及一种转轮吸附浓缩-高能 电离协同光催化原位降解VOCs的装置及工艺。

背景技术

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是目前除粉尘细 颗粒物外的第二大空气污染物，它不仅是光化学烟雾、臭氧的重要前驱体， 也是有机气溶胶的重要前体物，还会对臭氧层造成破坏，对人体和环境均 会造成巨大危害。VOCs广泛来源于包装涂装、家具制造、石油化工、机 械加工、电子制造、汽车制造、印刷等行业，其种类繁多，且具有低浓度、 大气量等特点，治理难度较大。因此，开发高效可行的VOCs处理技术迫 在眉睫。

目前常用的VOCs处理技术主要包括吸附、吸收、冷凝、催化燃烧、 光催化氧化和低温等离子体技术等，但每种技术均存在不同程度的缺点。 其中转轮式吸附已实现了工业应用，它是将转轮分为吸附区和高温脱附区， 在吸附区吸附气体中的VOCs使之得到净化，而吸附区富集的VOCs则转 入脱附区，通过热空气反向吹扫解吸，吸附剂得以再生并转入吸附区循环 使用，而解吸脱附出来的VOCs则收集起来进行后续处理。公告号为CN 205252836U的专利说明书公开了一种转轮吸附浓缩RTO废气处理系统， 该装置对有机废气进行多次吸附浓缩-氧化脱附的净化过程，尾气净化程 度高。但该技术由于需要后接一个催化燃烧装置，结构复杂，能耗和成本 较高，且其再生过程常存在VOCs脱除不完全的情况，导致循环使用效率 下降，在实际工业应用中受到一定限制。

而低温等离子体技术在常温下即可活化气体分子，放电过程产生大量 高能电子、活性自由基等，通过一系列自由基反应，短时间即可实现有毒 有害物质向无毒无害物质的转化，具有工艺简单、处理流程短、去除率高、 适用范围广等特点，在有机废气的处理上表现出巨大潜能。公开号为CN 105664679 A的专利说明书公开了一种DBD等离子体废气处理设备，采用 三级放电等离子体反应器，并在靠近外电机的表面涂覆催化剂，可同时消 除混合污染物，但单独使用该技术存在能耗高、产物降解不完全以及臭氧 排放量难以控制等缺点。光催化技术则是通过光催化氧化使气相或液相有 机污染物部分或全部矿化成小分子无机物质的一种技术，具有方法简单， 不产生二次污染，适用范围广的特点。但单独使用也存在一些缺陷，如： 紫外光源不稳定、难以处理高浓度大风量气体、催化剂易中毒失活等。

低温等离子体协同光催化技术是一种在两者基础上发展起来的一种 组合工艺，公开号为CN 106890566 A的专利说明书公开了一种等离子体 协同紫外光催化净化有机废气的反应器，通过等离子体放电过程产生的强 氧化性自由基将有机废气氧化，并协同光催化进一步分解等离子体过程产 生的O₃为O、OH等自由基，增强其氧化过程，实现了较好的净化效率。 但对于低浓度大风量有机废气的处理，该技术仍表现出处理不完全不彻底 的问题。

发明内容

针对上述技术问题以及本领域存在的单一、复合处理技术的不足，本 发明提供了一种转轮吸附浓缩-高能电离协同光催化原位降解VOCs的装 置，该装置结构紧凑，能耗和再生成本较低，连续循环使用性能稳定，为 工业有机废气的治理提供了重要参考。

一种转轮吸附浓缩-高能电离协同光催化原位降解VOCs的装置，包 括转轮和正对放置于所述转轮两侧的高能电离协同光催化装置，所述转轮 分为吸附区和对应于所述高能电离协同光催化装置的降解区；