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专利号: 201810623192X
申请人: 重庆大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置,包括依次连接的进气管、第一气管、吸附单元、第二气管和排气管;所述进气管上设有进气开关阀,所述排气管上设有排气开关阀;还包括等离子体发生单元;其特征在于:所述等离子体发生单元连接空气通入支管,所述空气通入支管上设有空气开关阀Ⅰ,所述等离子体发生单元还通过第五气管及所述第五气管上依次设有的抽气压缩泵机构和第五开关阀Ⅱ与排气管连接第二气管的一端连接,所述排气管连接有尾气处理单元。

2.根据权利要求1所述吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置,其特征在于:所述吸附单元内设有吸附剂和催化剂Ⅰ。

3.根据权利要求2所述吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置,其特征在于:所述等离子体发生单元通过第三气管与进气管连接第一气管的一端连接,所述第三气管上设有第三开关阀Ⅱ,第三开关阀Ⅱ与等离子体发生单元之间的第三气管管段上连接有空气供应单元,所述等离子体发生单元与抽气压缩泵机构之间的第五气管管段上设有第五开关阀Ⅰ,所述第五气管上与所述第五开关阀Ⅰ、抽气压缩泵机构和第五开关阀Ⅱ并联有第四气管;

还包括解吸废气处理单元;所述解吸废气处理单元通过第六气管与第三开关阀Ⅱ和进气管之间的第三气管管段连接,通过第七气管与所述第四气管连接;所述第六气管上设有第六开关阀,等离子体发生单元与第七气管之间的第四气管管段上设有第四开关阀Ⅰ,等离子体发生单元和第四开关阀Ⅰ之间的第四气管管段与第六开关阀和解吸废气处理单元之间的第六气管管段之间连接有第八气管,所述第八气管上设有第八开关阀;

所述第二气管上设有第二开关阀,第二开关阀与吸附单元之间的第二气管管段上连接有氮气供应单元。

4.根据权利要求3所述吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置,其特征在于:所述吸附单元连接有温控单元,所述温控单元包括冷却机构和加热机构,所述吸附单元还连接有温度检测模块和气压检测模块。

5.根据权利要求4所述吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置,其特征在于:第六气管与进气管之间的第三气管管段上设有降温机构。

6.根据权利要求5所述吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置,其特征在于:降温机构与进气管之间的第三气管管段上还设有第三开关阀Ⅰ,第七气管与排气管之间的第四气管管段上还设有第四开关阀Ⅱ,所述第七气管上设有第七开关阀;所述空气通入支管连接在第三开关阀Ⅱ与等离子体发生单元之间的第三气管管段上。

7.根据权利要求6所述吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置,其特征在于:所述等离子体发生单元内设有高压电极,所述高压电极连接高压电源模块;所述解吸废气处理单元内设有催化剂Ⅱ和紫外辐照机构;所述氮气供应单元包括制氮机构和氮气开关阀,所述空气供应单元包括空气泵机构和空气开关阀Ⅱ。

8.吸附协同低温等离子体催化处理废气的设备,其特征在于:包括至少两个如权利要求1~7中任一项所述的吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置,所有进气管共同连接于一总进气管,所有排气管共同连接于一尾气处理单元。

9.吸附协同低温等离子体催化处理废气的方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)吸附处理阶段;利用吸附单元内的吸附剂对VOCs废气中的挥发性有机化合物进行吸附;

2)O3降解处理阶段;吸附剂饱和吸附后,将等离子体发生单元放电产生的O3通入吸附单元,在高气压条件下利用O3协同吸附单元内的催化剂Ⅰ对吸附剂所吸附的挥发性有机化合物进行降解以实现吸附剂的脱附再生;

3)加热解吸高浓度废气处理阶段:采用加热方式对经步骤2)后的吸附剂进行解吸以实现吸附剂的深度脱附再生;将加热解吸出的高浓度挥发性有机化合物气体通入解吸废气处理单元,同时通入等离子体发生单元放电产生的O3,利用O3协同解吸废气处理单元内的催化剂Ⅱ和紫外辐照对高浓度挥发性有机化合物气体中的高浓度挥发性有机化合物进行降解;

4)加热解吸低浓度废气处理阶段:将加热后期解吸出的低浓度挥发性有机化合物气体通入等离子体发生单元并利用等离子体发生单元放电产生的瞬态活性物质对低浓度挥发性有机化合物气体中的低浓度挥发性有机化合物进行降解。

10.根据权利要求9所述吸附协同低温等离子体催化处理废气的方法,其特征在于:本方法基于权利要求7所述的吸附协同低温等离子体催化处理废气的装置而进行,步骤1)吸附处理阶段的操作包括:打开进气开关阀、第二开关阀和排气开关阀,打开冷却机构,将VOCs废气从进气管通入,经吸附单元和尾气处理单元后排出;

步骤2)O3降解处理阶段的操作包括:关闭进气开关阀和排气开关阀,打开空气开关阀Ⅰ、第五开关阀Ⅰ和第五开关阀Ⅱ,打开抽气压缩泵机构以使等离子体发生单元与吸附单元形成密闭的串联支路,等离子体发生单元放电产生O3,在抽气压缩泵机构的作用下在吸附单元内形成高气压环境,实现高气压条件下利用O3协同吸附单元内的催化剂Ⅰ对吸附剂所吸附的挥发性有机化合物的降解;

降解达到要求后,关闭空气开关阀Ⅰ、第五开关阀Ⅰ和第五开关阀Ⅱ,关闭抽气压缩泵机构和冷却机构,打开排气开关阀,使吸附单元中的高压气体经尾气处理单元排出;

步骤3)加热解吸高浓度废气处理阶段的操作包括:关闭第二开关阀,打开氮气开关阀、第三开关阀Ⅰ、空气开关阀Ⅱ、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀和第四开关阀Ⅱ,打开制氮机构、加热机构、降温机构、空气泵机构和紫外辐照机构;将加热解吸出的高浓度挥发性有机化合物气体通入解吸废气处理单元,等离子体发生单元放电产生的O3在解吸废气处理单元内协同催化剂Ⅱ和紫外辐照对高浓度挥发性有机化合物进行降解后再经尾气处理单元排出;

步骤4)加热解吸低浓度废气处理阶段的操作包括:关闭第六开关阀、第七开关阀和第八开关阀,打开第三开关阀Ⅱ和第四开关阀Ⅰ;将加热后期解吸出的低浓度挥发性有机化合物气体通入等离子体发生单元并利用等离子体发生单元放电产生的瞬态活性物质对低浓度挥发性有机化合物进行降解后再经尾气处理单元排出。