一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置
技术领域
1.本发明专利属于环境保护与能源利用领域，特别涉及利用光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置。
背景技术：
2.随着环境问题的日益严峻，世界各国对各类污染物的排放标准也日趋严格。近几年来，固定燃烧源排气中的常规污染物排放浓度的控制成效显著。燃煤电厂产生的vocs排放量大约占总人为源的37％，是大气中挥发性有机物的重要来源之一，其所具有的巨毒性、刺激性、致癌性、致畸性和致突变性等因素，将会对人类身体健康、动植物的生长以及生态环境造成极大的危害，燃煤电厂关于vocs的生成与排放相关研究却缺乏重视。通过改造除尘器结构和运行方式，同时实现在一个装置内利用光催化及多物理场耦合协同促进vocs分解转化的工艺和技术鲜见报道。
3.针对vocs的治理，目前较有效的措施有活性炭纤维吸附技术、等离子体一光催化复合净化技术、催化燃烧等。本发明通过改造电除尘器结合光催化技术，以及建立在超低排放电除尘对vocs捕集效果较差的现状的基础上，提出采用光催化及多物理场协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置。利用紫外灯对烟气进行照射，破坏vocs的化学键，氧化一部分的vocs为二氧化碳、水和氯化氢；同时将部分的大分子vocs裂解为小分子化合物，并使冷电极提供的温度场耦合电场促使vocs及其分解产物更强烈地发生均相、异相凝结以及团聚效应，最终沉积在冷极板上被捕集，光解产生的臭氧及不完全氧化的副产物被除尘器出口活性炭材质的槽形板吸收，从而大大提高vocs的捕集效率。
技术实现要素：
4.本发明专利所要解决的问题是提供一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置。
5.1.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，包括：电除尘器本体(1)、紫外线(uv)灯管(2)、声波振打装置(3)、循环冷却水管束(4)、活性炭槽形板(5)。含vocs烟气通过除尘器(1)入口进入，95％以上飞灰被前三级电场脱除，电除尘器内壁的紫外线灯管(2)的光解作用使vocs分解，声波振打装置(3)清灰保证紫外线灯管的持续光解作用，循环冷却水管束(4)产生的温度场耦合除尘器内电场促进vocs的凝结与团聚效应，除尘器出口处活性炭材质槽形板(5)可吸附逃逸的vocs及其不完全副产物；
6.2.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，所述循环冷却水管束(4)与锅炉给水系统管道相连，可循环利用，并使烟气温度保持90℃左右，为vocs光解提供有利温度条件；
7.3.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，所述紫外线灯管(2)平行放置在除尘器4、5电场阳极板上下两端，采用与外部电源相连
接的185nm双波段低压汞灯，辐照距离8m，uv光解可以将vocs进行氧化转化，并保持转化产物的反应活性；同时也可以促进烟气中的其他有害物质的氧化、分解与破坏；
8.4.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，声波振打装置(3)布置在紫外线灯管(2)上方内腔顶壁上，代替传统清灰模式，保持灯管不被飞灰覆盖从而实现持续光解；
9.5.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，气体出口处的槽形板由活性炭制成，可进一步吸附未完全分解的vocs以及分解副产物。
10.有益效果
11.本发明对比已有工艺有以下创新点：提出了一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，即在静电除尘器内设置多排平行放置的冷电极阳极板，并于4、5电场阳极板内设置波长185nm的紫外线灯管束，冷电极的循环冷却水与锅炉给水系统管道相连，降低烟气温度，为vocs光解提供合适的温度条件，用声波清灰装置代替传统振达清灰模式，保证紫外线灯管的持续光解作用，利用冷电极形成的低温场耦合电场，采用多场力耦合作用捕集vocs及其分解产物，多场力耦合增强vocs的凝结、团聚与捕集效应，并利用出口处活性炭制成的槽形板吸附光解产生的臭氧及不完全副产物，实现在同一装置中vocs分解、团聚和捕集的同时进行，提高电除尘器的除尘效率；同时本装置可以节约资源，减少资金投入，同时降低系统能耗。本实用冷极板电结构简单，投资及运行成本低，可为企业带来显著经济效益，并具有良好的环境与社会效益。
附图说明
12.附图1为光催化及多场力耦合协同捕集净化vocs的冷极板电除尘装置示意图图1中，1、电除尘器本体；2、紫外线灯管；3、声波振打装置；4、循环冷却水管束；5、活性炭气流均布板。
具体实施方式
13.如说明书附图1所示，含vocs烟气通过除尘器(1)入口进入，电除尘器内壁的紫外线灯管(2)的光解作用使其分解，声波振达装置(3)持续清灰保证紫外灯管的持续光解作用，循环冷却水管束(4)产生的温度场耦合电场对vocs进行团聚并脱除，除尘器出口处活性炭槽形板(5)可吸附逃逸的vocs及其不完全副产物。循环冷却水管使阳极板表面形成低温场，在烟气流动的垂直方向造成温度差，降低局部烟气温度，当烟气流经电除尘器时，冷电极提供的温度场、声波清灰装置提供声场的耦合作用力更强的电场促使vocs及其分解产物更强烈地发生均相凝结或异相凝结以及团聚效应，最终沉积在冷极板上被捕集。
技术特征：
1.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，包括：电除尘器本体(1)、紫外线(uv)灯管(2)、声波振打装置(3)、循环冷却水管束(4)、活性炭槽形板(5)，含vocs烟气通过除尘器(1)入口进入，95％以上飞灰被前三级电场脱除，电除尘器内壁的紫外线灯管(2)的光解作用使vocs分解，声波振打装置(3)清灰保证紫外线灯管的持续光解作用，循环冷却水管束(4)产生的温度场耦合除尘器内电场促进vocs的凝结与团聚效应，除尘器出口处活性炭材质槽形板(5)可吸附逃逸的vocs及其不完全副产物。2.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，所述循环冷却水管束(4)与锅炉给水系统管道相连，可循环利用，并使烟气温度保持90℃左右，为vocs光解提供有利温度条件。3.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，所述紫外线灯管(2)平行放置在除尘器4、5电场阳极板上下两端，采用与外部电源相连接的185nm双波段低压汞灯，辐照距离8m，uv光解可以将vocs进行氧化转化，并保持转化产物的反应活性，同时也可以促进烟气中的其他有害物质的氧化、分解与破坏。4.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，声波振打装置(3)布置在紫外线灯管(2)上方内腔顶壁上，代替传统清灰模式，保持灯管不被飞灰覆盖从而实现持续光解。5.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，气体出口处的槽形板由活性炭制成，可进一步吸附未完全分解的vocs以及分解副产物。
技术总结
本发明属于环境保护与能源利用领域，具体涉及一种光催化及多场力耦合协同脱除VOCs的冷极板电除尘工艺及装置。该装置采用五电场电除尘器结构，其中阳极板采用水冷方式，清灰方式为声波清灰，出口端设置槽形板。在4、5电场阳极板上下两端设置紫外灯对烟气进行照射，使得烟气中的VOCs被光解转化，并使冷极板提供的温度场耦合电场作用促使VOCs及其分解产物更强烈地发生凝结以及团聚效应，最终沉积在冷极板上被捕集，光解产生的臭氧及不完全氧化的副产物被除尘器出口活性炭材料的槽形板吸收，从而大大提高协同脱除VOCs的效率。大大提高协同脱除VOCs的效率。大大提高协同脱除VOCs的效率。
技术研发人员：吕建燚 柳文婷 冯倩
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2021.06.03
技术公布日：2022/12/5
技术领域
1.本发明专利属于环境保护与能源利用领域，特别涉及利用光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置。
背景技术：
2.随着环境问题的日益严峻，世界各国对各类污染物的排放标准也日趋严格。近几年来，固定燃烧源排气中的常规污染物排放浓度的控制成效显著。燃煤电厂产生的vocs排放量大约占总人为源的37％，是大气中挥发性有机物的重要来源之一，其所具有的巨毒性、刺激性、致癌性、致畸性和致突变性等因素，将会对人类身体健康、动植物的生长以及生态环境造成极大的危害，燃煤电厂关于vocs的生成与排放相关研究却缺乏重视。通过改造除尘器结构和运行方式，同时实现在一个装置内利用光催化及多物理场耦合协同促进vocs分解转化的工艺和技术鲜见报道。
3.针对vocs的治理，目前较有效的措施有活性炭纤维吸附技术、等离子体一光催化复合净化技术、催化燃烧等。本发明通过改造电除尘器结合光催化技术，以及建立在超低排放电除尘对vocs捕集效果较差的现状的基础上，提出采用光催化及多物理场协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置。利用紫外灯对烟气进行照射，破坏vocs的化学键，氧化一部分的vocs为二氧化碳、水和氯化氢；同时将部分的大分子vocs裂解为小分子化合物，并使冷电极提供的温度场耦合电场促使vocs及其分解产物更强烈地发生均相、异相凝结以及团聚效应，最终沉积在冷极板上被捕集，光解产生的臭氧及不完全氧化的副产物被除尘器出口活性炭材质的槽形板吸收，从而大大提高vocs的捕集效率。
技术实现要素：
4.本发明专利所要解决的问题是提供一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置。
5.1.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，包括：电除尘器本体(1)、紫外线(uv)灯管(2)、声波振打装置(3)、循环冷却水管束(4)、活性炭槽形板(5)。含vocs烟气通过除尘器(1)入口进入，95％以上飞灰被前三级电场脱除，电除尘器内壁的紫外线灯管(2)的光解作用使vocs分解，声波振打装置(3)清灰保证紫外线灯管的持续光解作用，循环冷却水管束(4)产生的温度场耦合除尘器内电场促进vocs的凝结与团聚效应，除尘器出口处活性炭材质槽形板(5)可吸附逃逸的vocs及其不完全副产物；
6.2.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，所述循环冷却水管束(4)与锅炉给水系统管道相连，可循环利用，并使烟气温度保持90℃左右，为vocs光解提供有利温度条件；
7.3.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，所述紫外线灯管(2)平行放置在除尘器4、5电场阳极板上下两端，采用与外部电源相连
接的185nm双波段低压汞灯，辐照距离8m，uv光解可以将vocs进行氧化转化，并保持转化产物的反应活性；同时也可以促进烟气中的其他有害物质的氧化、分解与破坏；
8.4.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，声波振打装置(3)布置在紫外线灯管(2)上方内腔顶壁上，代替传统清灰模式，保持灯管不被飞灰覆盖从而实现持续光解；
9.5.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，气体出口处的槽形板由活性炭制成，可进一步吸附未完全分解的vocs以及分解副产物。
10.有益效果
11.本发明对比已有工艺有以下创新点：提出了一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，即在静电除尘器内设置多排平行放置的冷电极阳极板，并于4、5电场阳极板内设置波长185nm的紫外线灯管束，冷电极的循环冷却水与锅炉给水系统管道相连，降低烟气温度，为vocs光解提供合适的温度条件，用声波清灰装置代替传统振达清灰模式，保证紫外线灯管的持续光解作用，利用冷电极形成的低温场耦合电场，采用多场力耦合作用捕集vocs及其分解产物，多场力耦合增强vocs的凝结、团聚与捕集效应，并利用出口处活性炭制成的槽形板吸附光解产生的臭氧及不完全副产物，实现在同一装置中vocs分解、团聚和捕集的同时进行，提高电除尘器的除尘效率；同时本装置可以节约资源，减少资金投入，同时降低系统能耗。本实用冷极板电结构简单，投资及运行成本低，可为企业带来显著经济效益，并具有良好的环境与社会效益。
附图说明
12.附图1为光催化及多场力耦合协同捕集净化vocs的冷极板电除尘装置示意图图1中，1、电除尘器本体；2、紫外线灯管；3、声波振打装置；4、循环冷却水管束；5、活性炭气流均布板。
具体实施方式
13.如说明书附图1所示，含vocs烟气通过除尘器(1)入口进入，电除尘器内壁的紫外线灯管(2)的光解作用使其分解，声波振达装置(3)持续清灰保证紫外灯管的持续光解作用，循环冷却水管束(4)产生的温度场耦合电场对vocs进行团聚并脱除，除尘器出口处活性炭槽形板(5)可吸附逃逸的vocs及其不完全副产物。循环冷却水管使阳极板表面形成低温场，在烟气流动的垂直方向造成温度差，降低局部烟气温度，当烟气流经电除尘器时，冷电极提供的温度场、声波清灰装置提供声场的耦合作用力更强的电场促使vocs及其分解产物更强烈地发生均相凝结或异相凝结以及团聚效应，最终沉积在冷极板上被捕集。
技术特征：
1.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，包括：电除尘器本体(1)、紫外线(uv)灯管(2)、声波振打装置(3)、循环冷却水管束(4)、活性炭槽形板(5)，含vocs烟气通过除尘器(1)入口进入，95％以上飞灰被前三级电场脱除，电除尘器内壁的紫外线灯管(2)的光解作用使vocs分解，声波振打装置(3)清灰保证紫外线灯管的持续光解作用，循环冷却水管束(4)产生的温度场耦合除尘器内电场促进vocs的凝结与团聚效应，除尘器出口处活性炭材质槽形板(5)可吸附逃逸的vocs及其不完全副产物。2.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，所述循环冷却水管束(4)与锅炉给水系统管道相连，可循环利用，并使烟气温度保持90℃左右，为vocs光解提供有利温度条件。3.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，所述紫外线灯管(2)平行放置在除尘器4、5电场阳极板上下两端，采用与外部电源相连接的185nm双波段低压汞灯，辐照距离8m，uv光解可以将vocs进行氧化转化，并保持转化产物的反应活性，同时也可以促进烟气中的其他有害物质的氧化、分解与破坏。4.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，声波振打装置(3)布置在紫外线灯管(2)上方内腔顶壁上，代替传统清灰模式，保持灯管不被飞灰覆盖从而实现持续光解。5.一种光催化及多场力耦合协同脱除vocs的冷极板电除尘工艺及装置，其特征在于，气体出口处的槽形板由活性炭制成，可进一步吸附未完全分解的vocs以及分解副产物。
技术总结
本发明属于环境保护与能源利用领域，具体涉及一种光催化及多场力耦合协同脱除VOCs的冷极板电除尘工艺及装置。该装置采用五电场电除尘器结构，其中阳极板采用水冷方式，清灰方式为声波清灰，出口端设置槽形板。在4、5电场阳极板上下两端设置紫外灯对烟气进行照射，使得烟气中的VOCs被光解转化，并使冷极板提供的温度场耦合电场作用促使VOCs及其分解产物更强烈地发生凝结以及团聚效应，最终沉积在冷极板上被捕集，光解产生的臭氧及不完全氧化的副产物被除尘器出口活性炭材料的槽形板吸收，从而大大提高协同脱除VOCs的效率。大大提高协同脱除VOCs的效率。大大提高协同脱除VOCs的效率。
技术研发人员：吕建燚 柳文婷 冯倩
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2021.06.03
技术公布日：2022/12/5
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