[发明专利]一种高效低温等离子体催化氧化有机废气处理设备及方法

说明书

一种高效低温等离子体催化氧化有机废气处理设备及方法，其中处理设备包括具有柱状反应腔的壳体，在壳体的上部设置有与反应腔相连通的排出口，壳体的下部设置有进气口，在反应腔的底部设置有气体分布器，进气口的内端与气体分布器相连通，进气口的外端与补气通道、废气通道相连通；在反应腔内位于气体分布器上方的位置从下至上依次设置的若干个催化氧化单元，在相邻的两个催化氧化单元之间均设置有水冷系统。通过多个催化氧化单元对废气进行催化氧化，处理废气量大且在20‑20000m³/h范围内可任意设计，处理充分且高效；低温等离子体形成的放电与催化元件的催化过程协同作用，可以充分利用催化氧化及电离放电产生的热量提高催化效果。

技术领域

本发明涉及废水废气处理领域，具体涉及一种高效低温等离子体催化氧化有机废气处理设备及方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是大气污染物的重要来源。大量VOCs排入大气，与NOx、SOx、O3等发生复杂的物理化学反应，导致雾霾的产生，给人体健康带来严重危害。

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体催化氧化内部产生富含极高化学活性的粒子，如高能电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H20等物质，从而达到净化废气的目的。

但现有低温等离子体催化氧化有机废气处理工艺及设备效率低，不能满足目前市场的需求。

发明内容

针对现有技术中的需求，本发明提供一种高效低温等离子体催化氧化有机废气处理设备及方法。

一种高效低温等离子体催化氧化有机废气处理方法，将废气通过气体分布器后依次经若干个氧化催化单元后排出，其中，每个催化氧化单元均包括电极元件、催化氧化元件及位于电极元件和催化氧化元件之间的温度传感器，并在相邻的两个催化氧化单元之间均设置有水冷系统，所述废气经过每级催化氧化单元和水冷系统时的处理步骤为：

步骤1：电极元件通过其产生的等离子体对废气中的污染分子进行激发、断键反应和氧化反应，得到一级反应气体；

步骤2：使所述一级反应气体与反应所产生的热量富集后保持在100°C-120°C，并直接与催化氧化元件接触进行进一步催化氧化，得到再次产生温升和催化氧化后的二级反应气体；

步骤3：将所述二级反应气体通过水冷系统进行降温，并使降温后的温度保持在100°C-120°C范围内，（保障设备安全），得到处理气体；

步骤4：将所述处理气体直接通入下一个催化氧化单元内或排出。

进一步：当废气中的污染分子浓度达到一定阈值时，在废气中混入空气后再通入所述分布器。

进一步：所述废气和空气混合时，根据废气成分中的物质含量（实际检测数据）和根据空气中含氧量进行配比，令废气中所有物质的化学键都被打开时有足够的氧离子参与化学反应。

进一步：所述电极元件采用高效等离子发生器，所述高效等离子发生器为高频40KHz和高压15KV的介质阻挡放电，所述高效等离子发生器内的电极平行设置且两电极之间的间隙为2mm-5mm，既节能又高效。