一种有机废气的处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保设备技术领域，尤其涉及一种有机废气的处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]“十二五”国家大气污染防治规划将大气污染防治工作扩展至挥发性有机污染物，实行多污染联合控制。2010年国务院办公厅转发《环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》，将VOCs作为防控重点污染物，把开展VOCs防治作为大气污染联防联控工作的重要部分。2011年将VOCs的污染防治列入“十二五”环保规划。2012年在《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中提出全面展开挥发性有机物污染防治工作。2013年9月，国务院发布了《大气污染防治行动计划》。
[0003]国家和公众开始关注VOCs的减排与控制，管理和控制VOCs是大势所趋。可以预见，随着我国经济形势的好转，以及受国家政策的持续引导和推动，我国挥发性有机污染物VOCs的治理必将会得到快速发展，VOCs治理产业也将进入快速增长的发展时期。
[0004]目前现阶段，我国工业有机废气(VOCs)处理尚处于起步阶段，有机废气治理率不足10%，而工业有机废气是生成PM2.5的重要前体污染物，随着新《环保法》的实施，2015年堪称“VOCs治理元年”，市场容量约达到806亿-1288亿元。
[0005]而现在对工业有机废气的主要处理技术包括燃烧法和催化燃烧法、液相吸收法、吸附法和生物法等。其中燃烧法和催化燃烧法设备投资昂贵设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染；液相吸收法产生二次污染，需对洗涤液进行处理，净化效率低；吸附法吸附剂费用昂贵，再生较困难；生物法则占地面积大，操作复杂而且需要投加营养物质。
[0006]所以开发一种对有机气体有高效净化效果且运行成本低的工艺势在必行，在此背景下，活性碳纤维吸附-紫外催化氧化设备的研发具有十分良好的社会效益。
【发明内容】
[0007]本发明目的在于提供一种有机废气的处理装置及方法，针对目前有机废气处理方法中处理成本高、净化效率低等、易二次污染等缺点。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种有机废气的处理装置及方法，包括除尘器、冷凝列管、活性炭吸附-微波紫外催化氧化设备、空气加热器、加湿器、热量回收装置、冷却干燥风机、再生风机、排风风机及微波屏蔽器；所述除尘器通过管道与冷凝列管的一端连接，冷凝列管的另一端连接有活性炭吸附-微波紫外催化氧化设备；所述活性炭吸附-微波紫外催化氧化设备包括箱体、活性炭筒、紫外灯、微波发生器、传动装置，箱体四周用不锈钢密闭形成一封闭体，箱体内部中心位置安装有活性炭筒，活性炭筒外表面包有不锈钢，活性炭筒内部还设有三块分隔板；所述活性炭筒两端为进、出风口，分隔板将进风口平均分隔成三部分，依次为净化进风口、再生进风口、冷却干燥进风口，同时出风口也被分隔板均匀的分隔成三部分，出风口与进风口三部分相对应的依次为净化出风口、再生出风口及冷却干燥出风口 ；所述活性炭筒可通过传动装置马达间歇性驱动在箱体内部实现间歇性顺时针旋转，每次转动的角度为120° ;所述活性炭筒内部镶嵌分布有若干数量的紫外灯；所述活性炭筒两端为进、出风口设有微波屏蔽器；所述微波发生器安装设置于中轴，中轴固定且不随活性炭筒旋转，两隔板与活性炭筒不锈钢壁形成谐振腔；所述再生风机固定在靠近再生风口处，再生风机一端通过管道与空气加热器连接，空气加热器另一端与加湿器连接，加湿器连接通向外界空气的管道；再生区的进气管道与排气管道上设有开关阀门，且进气管道与排气管道设有带阀门的桥接管道与热量回收装置，冷却干燥风机固定在靠近冷却干燥风口处，靠近出风口处固定有排风风机。
[0009]进一步的，所述紫外灯均匀地或随机地镶嵌于活性炭筒中。
[0010]进一步的，所述紫光灯产生的紫外光波长为介于184nm至254nm之间，所述微波发生器产生的微波的频率介于300MHz至1GHz之间。
[0011]进一步的，所述活性炭筒平均分为净化区、再生区、冷却干燥区；净化区、再生区和冷却干燥区的角度均为120°，传动装置电机间歇式工作，电机每工作一次转轮的旋转角度等于120°。
[0012]进一步的，所述活性炭中轴安装设置有微波发生器。
[0013]进一步的，所述紫外灯采用石英玻璃外壳，灯泡内填充有发光物质与惰性气体，发光物质可选择汞、碘、硫中的一种，当开启微波发生器后，微波会在谐振腔内激发紫外灯产生紫外光。
[0014]进一步的，所述紫外灯的形状为小球状、U型状、直线状、环形状中的一种。
[0015]进一步的，其特征是使用方法包括以下步骤:
[0016]a).工业有机废气进入处理设备后，除尘器对工业有机废气中含有的粉尘等大颗粒物进行截留；经除尘工序后，进入冷凝列管区域，冷凝列管通过降低工业有机废气的温度，使高浓度的有机气体遇冷液化，大幅度降低工业废气中有机气体含量，保证后续活性炭吸附工艺的正常运行的所需温度，同时回收有价值的有机物；
[0017]b).已转变为低浓度的工业有机废气进入活性炭吸附-微波紫外催化氧化设备，工业废气从净化处理区进入后，因活性炭对有机物的吸附作用，在这个过程中，有机气体被活性炭筒中的活性炭吸附，经过活性炭吸附后，已净化完全的工业废气从净化出风口排出；
[0018]c).而当净化风口处的活性炭达到吸附饱和时，传动装置启动，带动整个活性炭筒顺时针转动，经过再生与冷却干燥工序的活性炭转至进化风口处位置，替代已吸附饱和的活性炭进行净化工业废气工作，再生区、冷却干燥区、净化区的角度相等，传动装置电机间歇式工作，电机每工作一次转轮的旋转角度等于再生区的角度；
[0019]d).已吸附饱和的活性炭旋转至再生区，再生进气管道与再生排气的阀门开启，桥接管道的阀门关闭，再生风机启动，引入外界的空气，同时分别由加湿器、空气加热器提升从外界引入的空气的湿度和温度，引入外界空气后，再生进气管道与再生排气的阀门关闭，桥接管道的阀门关闭，从而在设备内形成管道闭环，在再生风机的持续工作下，热气流不断循环反复，使活性炭充分均匀加热，配合微波发生器产生的微波具有的再生活性炭效果，使吸附在活性炭上的有机气体脱附，且处于高温状态的活性炭不具有吸附功能；
[0020]e).当有机气体脱附过程中，微波发生器产生微波，微波加热再生活性炭的同时，激发分布在活性炭内的紫外灯产生波长介于184nm至254nm之间的紫外光，高能光子可将有机气体分子的化学键断裂，同时激发空气中的氧气和水蒸气产生臭氧和羟基自由基，羟基自由基和臭氧具有强氧化性，可将有机气体分子和被高能光子断裂的有机气体分子碎片氧化成二氧化碳、水等小分子物质；
[0021 ] f).当有机气体处理完全后，再生进气管道与再生排气的阀门开启，桥接管道的阀门关闭，在再生风机的作用下，再生区内高温气体排出，同时热量回收装置回收排出气体中的高品位热量，预热通过再生进风管道进入的空气，同时，传动装置启动，再生脱附完全的活性炭旋转至冷却干燥区，而已吸附饱和的活性炭随之旋转至再生区，已冷却干燥完全的活性炭随之旋转至净化区，已脱附完全的活性炭在空气的冷却下恢复吸附能力，达到再生效果，可继续投入使用工作之中。
[0022]有益效果:与原有技术相比，本发明的一种有机废气的处理装置及方法结构新颖，设计合理，创新性地将活性炭吸附工艺与微波激发紫外光、紫外催化氧化工艺结合；并创新性地设计了工业有机废气在同一设备内完成活性碳吸附与有机物降解的功能；该设备可大大增加了有机气体在设备内的停留时间，令紫外催化氧化工艺能充分发挥其高效的处理效