一种水媒协同的高效循环净化烟气的装置的制作方法

1.本发明涉及混合气体净化技术领域，具体地说是一种水媒协同的高效循环净化烟气的装置。


背景技术：

2.随着城市道路、桥隧的快速发展，沥青烟气成为城市边缘重要的气体污染原之一。道路、桥隧建设中沥青拌合料是必不可少的，且由于道路寿命等原因，道路公里数和密度越高，需求量就越大，且呈递增趋势。由于沥青的化学特性决定其生产和运输距离不能超过50-60公里，因此城市化发展越快，中心城区越大，受到的影响也就越明显。
3.目前，在沥青拌合生产过程中除尘技术已非常成熟，高温版和设备与风机配合已经可以满足净化的需求。针对除尘过程中布袋糊袋问题，现有技术如cn 113457443a已经提出采用光电催化协同解质阻挡等离子体来防治除尘袋糊袋现象，为企业减少经济损失和降低污染排放压力。但是，由于该技术使用的是
±
30kv以上的高压，对于粉尘含量较高、含有有机气体的沥青烟气来说，交变高压产生等离子体存在安全隐患，因此至今该技术均未能在拌合站形成可靠的大量使用。因此，为了有效处理沥青拌合产生的尘、烟、气污染，采用较多的是，在设备上直接安装除尘袋，实现粉尘收集与回用，烟气通过收集管道集中进入处理和吸收装置，实现净化。
4.沥青烟气的化学成分非常复杂，其中最主要的是颗粒物、挥发性有机物、硫化物、氮氧化物等具有刺激性气味的化合物。现有技术如cn202120559239.8；cn202121367420.5；cn202111293382.8与cn202111268519.4等都提出了结构不尽相同的吸收与吸附法，通过液体或固体物料优先吸收废气中的焦化烟气、颗粒物以及so2、no和no2等硫氧氮化物。粘附性的气体分子、无机气体分子尺寸大、重量重，现有技术可有效的去除。对于分子小、质量轻且浓度占比不高的有机挥发性气体（tvoc），现有技术的净化效率不高。另外，用活性炭等吸附方法虽然可以有效去除tvoc，但是易造成次级污染，烟气的voc浓度又达不到燃烧法的下限，若用助燃剂耗能大，安全性差，性价比极低。因此，近年来为了降低沥青建筑料生产烟气中tvoc的排放量，开始采用新型光电净化技术。例如，cn202120559239 .8技术采用了高压120kv脉冲电极产生电晕等离子体，实现脱硫、脱销和分解voc的目标。cn202110764696 .5技术中以金属笼为阳极，在阴阳极之间施加
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35kv的交变电压，产生等离子体消除糊袋的黏结性分子和高碳有机物，协同在阳极的金属编织的笼网上涂覆电催化层，以及在阴极内填充的复合催化剂，进一步协同降解有机物，提高净化作用，但是在风速作用下，即使有电压作用，该发明设计中填充物与气体停留接触时间极短，无法去除气体中的大部分有机物成分。专利cn202023068325.3通过水过滤不溶物后用等离子体电解气体再经过活性炭吸附板来实现烟气净化，该技术也存在次级污染，且净化效率低等问题。


技术实现要素：

5.本发明为克服现有技术的不足，提供一种水媒协同的高效循环净化烟气的装置。
6.为实现上述目的，设计一种水媒协同的高效循环净化烟气的装置，包括箱体，其特征在于：所述的箱体上端设有出气口，位于箱体内从上至下分别设有等离子净化腔、喷淋吸收腔、光电净化池，等离子净化腔上部设有水管的一端，水管的另一端连接喷淋吸收腔，喷淋吸收腔内设有进气管路，位于光电净化池内连接进水管道的一端，进水管道的另一端连接喷淋吸收腔。
7.所述的等离子净化腔包括等离子发生管、外壳、光电催化剂填充板、轴流风扇，位于箱体内上部设有外壳，外壳内上部设有光电催化剂填充板，光电催化剂填充板下侧设有等离子发生管，位于外壳上方设有轴流风扇。
8.所述的等离子发生管包括石英管、等离子体电极一、等离子体电极二，石英管内侧设有等离子体电极一，石英管外侧设有等离子体电极二，等离子体电极一、等离子体电极二分别通过电极引线一连接交变电源，等离子体电极一、等离子体电极二表面均涂覆光电催化薄膜。
9.所述的轴流风扇上方设有冷凝板，冷凝板下端设有吸水棉，吸水棉表面设有水凝胶层，水凝胶层一侧连接水管的一端。
10.所述的喷淋吸收腔包括喷淋管路、喷淋头、填料隔板，位于进气管路上方设有填料隔板，填料隔板上方设有喷淋头，喷淋头上端连接喷淋管路，喷淋管路上方设有网状隔板，位于进气管路下方设有楔形板一，楔形板一的一侧设有出水口。
11.所述的喷淋管路一端位于喷淋吸收腔内，喷淋管路另一端穿出箱体并且分为两路管道，一路管道设有补水口，另一路管道为进水管道，进水管道上设有水泵。
12.所述的光电净化池内设有光电催化模组，光电催化模组上方设有光源，光电催化模组下方设有楔形板二，楔形板二的一侧设有排泥口。
13.所述的光电催化模组包括支架、阳极板、阴极板，位于支架内设有若干间隔排布的阳极板、阴极板，阳极板、阴极板下部通过电极夹片连接电极引线二的一端，电极引线二的另一端连接恒流电源，位于阴极板一侧或两侧设有光电催化薄膜。
14.所述的进气管路一侧设有吸收罩。
15.所述的箱体内壁设有电极引线槽。
16.本发明同现有技术相比，通过等离子净化腔、喷淋吸收腔、光电净化池三种净化结构对烟气进行净化，净化效率高。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图。
18.图2为本发明等离子发生管处的结构示意图。
19.图3为本发明光电催化模组处的结构示意图。
具体实施方式
20.下面根据附图对本发明做进一步的说明。
21.如图1至图3所示，箱体1上端设有出气口13，位于箱体内从上至下分别设有等离子净化腔23、喷淋吸收腔24、光电净化池25，等离子净化腔23上部设有水管12的一端，水管12的另一端连接喷淋吸收腔24，喷淋吸收腔24内设有进气管路4，位于光电净化池25内连接进
水管道16的一端，进水管道16的另一端连接喷淋吸收腔24。
22.等离子净化腔23包括等离子发生管7、外壳9、光电催化剂填充板8、轴流风扇10，位于箱体1内上部设有外壳9，外壳9内上部设有光电催化剂填充板8，光电催化剂填充板8下侧设有等离子发生管7，位于外壳9上方设有轴流风扇10。
23.等离子发生管7包括石英管7-2、等离子体电极一7-1、等离子体电极二7-3，石英管7-2内侧设有等离子体电极一7-1，石英管7-2外侧设有等离子体电极二7-3，等离子体电极一7-1、等离子体电极二7-3分别通过电极引线一7-4连接交变电源，等离子体电极一7-1、等离子体电极二7-3表面均涂覆光电催化薄膜。
24.轴流风扇10上方设有冷凝板11，冷凝板11下端设有吸水棉25，吸水棉25表面设有水凝胶层，水凝胶层一侧连接水管12的一端。
25.喷淋吸收腔24包括喷淋管路5、喷淋头3、填料隔板6，位于进气管路4上方设有填料隔板6，填料隔板6上方设有喷淋头3，喷淋头3上端连接喷淋管路5，喷淋管路5上方设有网状隔板2，位于进气管路4下方设有楔形板一26，楔形板一26的一侧设有出水口14。
26.喷淋管路5一端位于喷淋吸收腔内，喷淋管路5另一端穿出箱体1并且分为两路管道，一路管道设有补水口19，另一路管道为进水管道16，进水管道16上设有水泵17。
27.光电净化池25内设有光电催化模组15，光电催化模组15上方设有光源20，光电催化模组15下方设有楔形板二27，楔形板二27的一侧设有排泥口18。
28.光电催化模组15包括支架15-5、阳极板15-3、阴极板15-4，位于支架15-5内设有若干间隔排布的阳极板15-3、阴极板15-4，阳极板15-3、阴极板15-4下部通过电极夹片15-1连接电极引线二15-2的一端，电极引线二15-2的另一端连接恒流电源，位于阴极板15-4一侧或两侧设有光电催化薄膜。
29.进气管路4一侧设有吸收罩22。
30.箱体1内壁设有电极引线槽。
31.进气管路4一侧位于箱体外，并连接吸收罩1，进气管路4另一侧穿过箱体并位于水媒吸收腔内。
32.本发明中，喷淋吸收腔24位于箱体1中部，顶部为网状隔板2，网状隔板2镂空率为60-75%，并且网状隔板2表面附着或填充强氧化材料。喷淋吸收腔24上部设有若干喷淋头3，进气管路4与喷淋管路5之间设置了两层填料隔板6，填料隔板6中填充了分子筛材料。烟气经过喷淋吸收腔后尘粒、可溶性分子融入水中，在楔形板一26的引流下，通过出水口14汇聚进入光电净化池25内。
33.等离子净化腔23位于箱体1上部。等离子净化腔23内设有若干等离子发生管7，等离子体发生管7以石英为介质，石英管内外侧分别设置等离子体电极一7-1、等离子体电极二7-3，并且等离子体电极一7-1、等离子体电极二7-3表面均涂覆光电催化薄膜。等离子体电极一7-1、等离子体电极二7-3的材料选用氧化铝或者铝网。对等离子体发生管7施加0.7-3kv的交变电压后可获得不同能量密度的等离子体。
34.在等离子体发生管7的上端安装有光电催化剂填充板8。等离子体发生管和光电催化剂填充板8固定在不锈钢外壳9上。等离子净化腔23上方安装轴流风扇10。经水媒一级净化的气体夹杂小尺寸水气，在气流作用下，进入不锈钢外壳9，在含水条件下等离子体作用可产生臭氧与富氧活性粒子的混合体，对有机气体分子具有较强的净化能力。另外，等离子
体作用使气体离化，气体分子可产生极化，在电场和光电催化材料的作用下吸附在电极表面，通过富氧活性离子和光电作用产生的强氧化性基团作用下，进一步分解有机分子，最终有机分子分解为水和二氧化碳。在气流作用下到达冷凝板11，冷凝板的孔隙率70-80%，表面铺设大孔吸水棉，大孔吸水棉表面涂了一层厚度为1-2mm的两性离子水凝胶层，水凝胶层可以吸水，达到饱和后会水分会流入水管12，并流回至喷淋吸收腔24内。经过等离子体发生管7后的气体分子有极性易溶于水，因此，烟气中有机气体分子均被降解或吸收。处理过的气体最终通过出气口13，排放到大气中。
35.喷淋吸收腔24与等离子体净化腔23产生的回收液均进入光电净化池25。光电净化池25中分布若干光电催化模组15，阴极板15-4一侧或两侧设有光电催化薄膜，并且阴极板15-4选用透明板。阳极板15-3选用金属板。如图3所示，阴极板15-4和阳极板15-3通过金属电极夹片15-1引出与支架15-5底部的电极引线二15-2相连，通过恒流电源施加电压。光电净化池25顶部安装条状光源20，具备防水功能，光线向下照射，实现光催化协同电催化的高级氧化，达到高效降解水中有机物的效果。
36.另外，在金属板的作用下，重金属离子会还原析出形成固体或沉淀或吸附在基板表面，待达到一定厚度后会脱落沉入池底；盐离子可通过电絮凝等过程形成沉淀。具体使用时，支架15-5底部设置为镂空结构，固体和沉淀物可以从掉落至光电净化池25底部的楔形板二27上，从而掉落至排泥口18处，便于清理出箱体1。
37.光电净化池25内上面液体较澄清，下面固含量高，上清液通过水泵17和进水管道16回流至喷淋管路5，实现水资源的回收利用。由于在系统循环的过程中，水会有损失，因此可通过补水口19进行补充添加。
38.具体使用时，在箱体1外侧设置电控箱21，交变电源装置与恒流电源装置放置在电控箱21内。