一種噴漆廢氣光電一體化處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于廢氣處理領域，具體涉及一種噴漆廢氣光電一體化處理裝置。
【背景技術】
[0002] 涂裝、家具、車船制造和電器元件等行業(yè)的噴漆工藝中，噴涂用漆劑會產生大量揮 發(fā)性有機廢氣（VOCs)，成分主要為酯類、烯酸類、醇酸類、芳香烴類等，在車間內無組織散發(fā) 會對人體健康產生威脅。目前對于噴涂廢氣的處理主要采用吸收法、冷凝法、光催化法、直 接燃燒法、催化燃燒法、吸附法等。
[0003] 吸收法：吸收法廣泛應用于噴漆廢氣治理，其原理是通過向廢氣中噴灑水，促使廢 氣中水溶性或大顆粒的污染物溶解和沉降，實現(xiàn)去除污染物的目的。該方法成本較低，工藝 成熟，但處理效率較低。
[0004] 冷凝法：噴漆廢氣直接冷凝或吸附濃縮冷凝后，通過精餾和離心回收有機物。此方 法適用于濃度高，溫度低，處理風量小的廢氣。但投資大，能耗高，運行成本高，一般不采用 這種方法處理噴漆廢氣。
[0005] 光催化法：通過紫外光破壞有機物之間的化學鍵，同時照射空氣產生活性離子，對 廢氣中的有機物進行氧化，達到治理的目的。缺點是容易產生二次污染，催化劑容易失活 等。
[0006] 直接燃燒法：使用石油或天然氣作為輔助燃料燃燒將噴漆廢氣加熱到一定溫度 (700~ 800°C)，通過燃燒，除去產生的有害氣體。該方法工藝簡單，設備投資低，但能耗高， 運行成本高，適用于企業(yè)自帶鍋爐的情況。
[0007] 催化燃燒法：是在催化劑的作用下，使有機廢氣中的碳氫化合物在溫度較低的條 件下迅速氧化成水和二氧化碳，達到治理的目的。該方法一般適用于風量大的低濃度廢氣， 投資成本較高，運行成本高。
[0008] 活性炭吸附：通過活性炭直接吸附有機氣體，該方法設備簡單，投資小，操作方便， 但需要經常更換活性炭，且更換下活性炭后續(xù)處理麻煩。
[0009] 為更好地解決和克服上述工藝的缺點，實現(xiàn)噴漆廢氣近零排放的目標，開發(fā)一種 新型的噴漆廢氣處理裝置工藝及系統(tǒng)顯得尤為重要。

【發(fā)明內容】

[0010] 本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術存在的不足，并提供一種噴漆行業(yè)光電一體化 廢氣處理系統(tǒng)，具體技術方案如下：
[0011] 一種噴漆廢氣光電一體化處理裝置，裝置外殼內部設有洗滌處理單元、低溫等離 子體處理單元和光催化處理單元，洗滌處理單元、低溫等離子體處理單元和光催化處理單 元順次相連；
[0012] 所述的洗滌處理單元分為噴淋單元和除霧單元兩部分，噴淋單元設置于除霧單元 之前，噴淋單元用于對廢氣進行噴淋，除霧單元用于進一步去除漆霧；
[0013] 所述的等離子體處理單元包括等離子體模塊和對等離子體模塊進行供電的等離 子體專用電源，等離子體處理單元中軸向安裝兩層等離子體模塊；
[0014] 所述的光催化處理單元內設有紫外燈管和對紫外燈管進行供電的紫外燈專用電 源，多條紫外燈管并排放置，光催化處理單元軸向設置多排紫外燈管，同一排相鄰的紫外燈 管之間設有活性碳纖維吸附層。
[0015] 所述的噴淋單元及除霧單元均以傾斜放置的格柵板作為框架，框架內部填充PP 填料，噴淋單元頂部兩排循環(huán)液管法蘭盲板上均勻布設有多個噴淋嘴。
[0016] 所述的洗滌處理單元中還設有循環(huán)液槽和循環(huán)栗，循環(huán)液槽設置于噴淋單元和除 霧單元底部，洗滌處理單元和循環(huán)液槽之間通過柵板相隔；循環(huán)栗一端通過Y型過濾器與 循環(huán)液槽相連，另一端通過噴淋管和所述的噴淋嘴相連。
[0017] 所述的循環(huán)液槽12內設有隔油板，底部由填料柵板和支架支撐，循環(huán)液槽中的液 面低于循環(huán)液槽頂部50mm~100mm。
[0018] 所述的等離子體模塊由等離子體管、不銹鋼線筒、陶瓷絕緣體組成，等離子體管內 部有芒刺片作為放電設備。
[0019] 所述的多排紫外燈管分為254nm和185nm兩種波長，遠離等離子體處理單元的最 后一排紫外燈管波長為254nm，其余的多排紫外燈管波長均為185nm。作為優(yōu)選實施方式， 每排紫外燈管有6條，光催化處理單元軸向設置3排紫外燈管。
[0020] 所述的紫外燈專用電源位于光催化處理單元底部，等離子體專用電源位于等離子 體處理單元底部。
[0021] 本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有的有益效果是：
[0022] 1)本設備將吸收法、低溫等離子體技術、光催化技術與活性炭吸附技術有效結合， 在提高了廢氣處理效率的同時，解決了單個工藝存在的二次污染、運行周期較短、運行壽命 短等問題，同時成本并不高于催化燃燒等工藝；
[0023] 2)本工藝適用于大風量噴漆廢氣，對其中的VOCs去除效率很高，設備投資較低， 不產生二次污染；
[0024] 3)噴淋單元、除霧單元采用填料斜堆，可定期自動進行清洗，從而減少設備運行成 本，延長設備的使用壽命；
[0025] 4)洗滌處理單元采用廢水循環(huán)系統(tǒng)，可減少噴淋液的使用量，降低運行成本，底部 循環(huán)液槽液面保持一定高度，防止漆渣等堵塞循環(huán)液管，保證水循環(huán)系統(tǒng)的暢通；
[0026] 5)碳纖維吸附層可在紫外燈作用下直接氧化分解脫附，使用周期和壽命長，且可 以長期保持較高的吸附和催化效率；
[0027] 6)紫外燈管之間間距為200~300mm，可以保證氣流分布均勻，同時使紫外光較為平 均的照射在碳纖維吸附層表面；
[0028] 7)等離子專用電源和紫外燈專用電源均位于對應單元底部，與洗滌處理單元位置 對應，能有效節(jié)省空間，且能有效增加設備電源的防水性。
【附圖說明】
[0029] 圖1為噴漆廢氣光電一體化處理裝置結構示意圖；
[0030] 圖2為本實用新型的噴淋單元示意圖；
[0031] 圖3為本實用新型的噴淋單元后視圖；
[0032] 圖4為本實用新型的等離子體模塊正視圖；
[0033] 圖5為本實用新型的光催化處理單元剖面圖；
[0034] 圖6為噴漆廢氣光電一體化處理工藝流程圖。
[0035] 圖中：循環(huán)液管法蘭盲板1、噴淋嘴2、噴淋單元3、除霧單元4、格柵板5、循環(huán)栗6、 噴淋管7、循環(huán)液槽8、等離子體模塊設備9、等離子體專用電源10、紫外燈管11、碳纖維吸附 層12和紫外燈專用電源13。
【具體實施方式】
[0036] 在噴漆過程中有一定量漆渣漆霧及可溶解的有機物被水簾吸收，但氣體分布散 亂，處理效果不明顯，本實用新型先通過管道收集后進入臥式噴淋設備，通過噴淋去除90% 以上的顆粒物后，除霧器去除8-9%的漆霧和水汽，從而避免漆霧和水汽進入等離子體設 備，引起放電不穩(wěn)定和著火隱患。
[0037] 等離子體是指一種全部或部分被電離的氣體，氣態(tài)物質在熱、電等能量的作用下 產生不同程度的分子及電子的分離，形成帶負電荷的電子和帶正電荷的離子等這種包含原 子、分子、電子、離子、光子、各種亞穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài)粒子的混合氣體即為等離子體。等離子體 是物質在固、液、氣三態(tài)之外的另一種聚集態(tài)一第四態(tài)，它是由極具反應活性的電子、離 子、自由基、激發(fā)態(tài)的原子、分子等活性粒子組成的聚合體。
[0038] 當廢氣經過等離子發(fā)生器時，在高壓脈沖電場中，通過前后沿陡峭、脈寬極窄的高 壓脈沖電暈放電，在常溫下獲得非平衡高能低溫等離子體，產生大量高能電子(約5eV)和具 有極強氧化性能的自由基（? 0H、?H02、? 0等)、以及氧化性極強03等高能活性粒子，與廢 氣中有機物分子進行非彈性碰撞，使有機物分子化學鍵斷裂，發(fā)生一系列復雜氧化、降解化 學反應，最終使廢氣中有毒有害有機物轉變?yōu)闊o害的二氧化碳和水等，使廢氣得到凈化。
[0039] 本實用新型采用電暈放電技術。
[0040] 電暈放電是指氣體介質在不均勻電場中的局部自持放電。在曲率半徑很大的尖端 電極附近，由于局部電場強度超過氣體的電離場強，使氣體發(fā)生電離和激勵，因而出現(xiàn)電暈 放電。電暈放電的形成機制因尖端電極的極性不同而有區(qū)別，這主要是由于電暈放電時空 間電荷的積累和分布狀況不同所造成的。在直流電壓作用下，負極性電暈或正極性電暈均 在尖端電極附近聚集起空間電荷。在負極性電暈中，當電子引起碰撞電離后，電子被驅往遠 離尖端電極的空間，并形成負離子，在靠近電極表面則聚集起正離子。電場繼續(xù)加強時，正 離子被吸進電極，此時出現(xiàn)一脈沖電暈電流，負離子則擴散到間隙空間。此后又重復開始下 一個電離及帶電粒子運動過程，如此循環(huán)直到出現(xiàn)許多脈沖形式的電暈電流。電暈放電可 以在大氣壓下工作，但需要足夠高的電壓以增加電暈部位的電場。一般在高壓和強電場的 工作條件下，不容易獲得穩(wěn)定的電暈放電，亦容易產生局部的電弧放電。為提高穩(wěn)定性可將 反應器做成非對稱的電極形式。電暈放電反應器的設計主要參考電源的性質而有所不同， 有直流電暈放電和脈沖式電暈放電。利用電暈放電可以進行靜電除塵、污水處理、空氣凈化 等。
[0041] 低溫等離子處理后，尾氣中還有少量未分解的有機物和活性基團，為了確保尾氣 潔凈達標排放，后續(xù)再將廢氣接入光催化單元。光催化單元主要包含紫外光燈管和活性催 化劑兩部分。經過碳纖維吸附層本身的吸附作用來截留廢氣污染物，由紫外光（185nm)本 身的強氧化性和產生的〇；3將有機分子冷燃生成微量粉末及二氧化碳和水，有機物被光解氧 化，使尾氣達標排放。
[0042] 吸附在碳纖維表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負離子，吸附在催化劑表面的氫氧 根離子和水氧化成氫氧自由基。超氧負離子和氫氧自由基具有很強的氧化性，能使有機污 染物氧化分解，如果保證足夠的停留時間，能氧化成最終產物〇)2和H20。
[0043] 本單元安裝有碳纖維吸附催化劑，在紫外燈產生的紫外線照射下，可通過附著在 載體上的光催化劑產生氧化分解作用，將吸附在碳纖維孔隙中有機物氧化分解，從而達到 凈化尾氣的目的。
[0044] 同時，在最后還有一層254nm波長的紫外燈用于分解剩余的臭氧等活性離子，能 夠有效防止產生二次污染。
[0045] 以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明：
[0046] 如圖1所示，一種噴漆廢氣光電一體化處理裝置，裝置外殼內部設有洗滌處理單 元、低溫等離子體處理單元和光催化