半密闭隧道废气处理系统

454 编辑：中冶有色技术网来源：中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所

2023-12-22 16:32:47

权利要求书： 1.一种半密闭隧道废气处理系统，其特征在于：包括废气收集管线(1)，所述废气收集管线(1)与初效过滤器(2)连接，初效过滤器(2)的出气口与电除尘器(3)连接，电除尘器(3)的出气口与低温等离子体废气处理设备(4)连接，低温等离子体废气处理设备(4)的出气口与除臭催化氧化床(5)连接，除臭催化氧化床(5)的出气口经风机(6)与排气管(7)连接；

所述的初效过滤器(2)采用不锈钢板框式过滤器，出风面加菱形护网，滤料采用聚酯合成纤维；

所述的低温等离子体废气处理设备(4)为低温等离子体裂解氧化反应器；

所述的电除尘器(3)入口处连接有还原性气体补充管线(8)；

所述的除臭催化氧化床(5)内填充有填料，填料上载有贵金属催化剂。

说明书：半密闭隧道废气处理系统技术领域[0001] 本实用新型属于废气净化技术领域，具体涉及一种半密闭隧道废气处理系统。背景技术[0002] 隧道中存在的有毒有害气体一直是施工中的主要危险源，如果施工不当极易发生重大安全事故。隧道中有害气体主要有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氮气和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等。[0003] 根据化学性质我们将这些有毒有害气体分为可燃气体与有毒两大类。隧道中的可燃性气体主要成分为甲烷(CH4，瓦斯)和一些挥发性有机化合物(OC)，主要危害是气体燃烧引起爆炸，从而对财产与人的生命造成危害。但可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件。一定量的可燃气体、足够的氧气与点燃的火源。以上三个条件缺一不可。通常将可燃气体发生爆炸的气体浓度称为低爆炸极限，一般用LEL表示。不同的可燃气体具有不同的LEL。所以对于气体的检测一般检测它的LEL。

[0004] 隧道中的有毒又根据他们对人体不同的作用机理分为刺激性气体、窒息性气体和急性中毒的有机气体(OC)三大类。[0005] 第一类：刺激性气体包括氯气、光气、双光气、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨气、臭氧等气体。刺激性气体对机体作用的特点是对皮肤、黏膜有强烈的刺激作用，其中一些同时具有强烈的腐蚀作用。[0006] 第二类：窒息性气体包括一氧化碳、硫化氢、氰氢酸、二氧化碳、氮气、甲烷、乙烷、乙烯、硝基苯的蒸气、氰化氢等气体。这些化合物进入机体后导致的组织细胞缺氧。值得一提的是甲烷(CH4)也可属于窒息性气体，它本身对机体无明显的毒害，其造成的组织细胞缺氧，实际是由于吸入气中氧浓度降低所致的缺氧性窒息。急性中毒的有机溶剂有正己烷、二氯甲烷等。[0007] 第三类：急性中毒的有机气体(OC)三大类，上述有机挥发性化合物同以上无机气体一样，也会对人体的呼吸系统与神经系统造成危害，有的致癌，比如苯。由于有机化合物大多为可燃的物质，所以对于有机化合物的检测以前大多检测他的爆炸性，但有机化合物的低爆炸极限远远大于它的MAC(空间大允许浓度)的值。也就是说，对有机化合物的毒性进行检测是必要的，也是必须的。如正己烷、二氯甲烷等。但通常情况下在未达到该气体爆炸下限(LEL)浓度时的值。它的毒性就已经对人体产生了危害，所以对有机化合物(OC)的检测，我们要先测毒，后测爆。[0008] 目前，双介质阻挡放电(DDBD)作为常压条件下产生低温(非平衡态)等离子体的一种可靠、经济的方法，被广泛应用于臭氧合成、真空紫外光源、材料表面处理和环境保护等领域。工程实践表明，DDBD技术可用于处理多种气态污染物，如可挥发性有机物OCs、恶臭异味物质、苯系物(如苯、二甲苯)、全氟碳(如C2F6)、碳卤烃化合物(如CF2ClBr、CFC)、二恶英类物质等。因其兼有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电高气压运行的特点，使其成为具有工业应用前景的工业及商用空间等废气处理有效技术。实用新型内容

[0009] 本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种半密闭隧道废气处理系统，组合式除尘、除油、除臭，可实现对定型机有组织排气实时处理，能够高效去除OCS、气化油、烟尘颗粒，同时高效解决排气异味的问题；并且利用全自动运行装置，实现节能功效。[0010] 本实用新型是采用以下技术方案实现的：[0011] 所述的半密闭隧道废气处理系统，包括废气收集管线，所述废气收集管线与初效过滤器连接，初效过滤器的出气口与电除尘器连接，电除尘器的出气口与低温等离子体废气处理设备连接，低温等离子体废气处理设备的出气口与除臭催化氧化床连接，除臭催化氧化床的出气口经风机与排气管连接。[0012] 所述的初效过滤器采用不锈钢板框式过滤器，出风面加菱形护网的工业设备。确保过滤器在较差的工作环境下亦不至于变形或损坏；轻便的板式结构。滤料采用优质聚酯合成纤维，可多次清洗再利用，使用寿命长，经济实用，蓬松渐密的纤维结构，保证了较高的聚尘率及较大的容尘量，1英寸(21mm、25mm)不同厚度可供选择，可选择过滤等级：G2、G3、G4(EN779)。在额定风量使用条件下，可以正常使用4～6个月，即需更换过滤器或当过滤器的阻力达到350Pa以上时，必须更换过滤器；工况参数要求：环境温度?10℃～80℃，湿度要求：≤80％。[0013] 使用注意事项：定期检查过滤器过塑网有无损坏、进风面有无杂物堵塞情况、滤料表面有无破损；如堵塞表面，则应清除；滤料表面破损严重，则必须更换新的滤料或更换新的过滤器重新安装；更换过滤器时，先将进风口、顶棚、底板过滤器拆除，然后将通风管道、阴暗角落及易积灰尘处认真进行清理，让通风机空吹1个小时；安装过滤器时，要保证与框体的压边处密封性良好，以防止风量泄露。[0014] 电除尘器的工作原理是烟气通过除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。除尘器3

接初效过滤工艺之后，主要去除初效除尘后泄漏的部分粉尘，废气进气指标为≤50mg/m ，

3

处理后废气含尘指标≤10mg/m。

[0015] 所述的低温等离子体废气处理设备为低温等离子体裂解氧化反应器，所述的电除尘器入口处连接有还原性气体补充管线。低温等离子体废气处理工序中，采用双介质阻挡放电形式产生等离子体，同时补充还原性气体，在高能电子直接轰击及自由基的作用下，使废气中的污染物分子在极短的时间内发生分解并发生反应，对废气进行净化。反应式如下：[0016] 2NO+2CO＝2CO2+N2；[0017] 2NO2+4CO＝N2+4CO2。[0018] 所述的除臭催化氧化床内填充有填料，填料上载有贵金属催化剂。填料载体为活性氧化铝。由于固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，此现象称为吸附。活性氧化铝基材的催化氧化填料是一种多孔性的物质，它具有高度发达的孔隙构造，活性氧化铝的多孔结构为其提供了大量的表面积，能与气体(杂质)充分接触的同时在DDBD产生的羟基自由基等氧化物催化作用下赋予了填料所特有的吸附性能，使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，催化氧化填料壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将有害的杂质吸引到孔径中的目的。[0019] 具体地，所述的半密闭隧道废气处理系统，包括以下步骤：[0020] (1)收集的废气首先通过初效过滤，过滤至含尘指标≤50mg/m3；[0021] (2)然后废气采用矩阵式电除尘进行除颗粒物，处理至含尘指标≤10mg/m3；[0022] (3)废气进入低温等离子体废气处理设备，在高能电子直接轰击及自由基的作用下，使废气中的污染物分子在极短的时间内发生分解并发生反应，对废气进行净化；[0023] (4)最后经过贵金属催化区域深度氧化，对废气进一步的进行吸附并在贵金属催化剂的作用下进行氧化分解，最终废气达标排放。[0024] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：[0025] 1、本实用新型采用初效过滤、电除尘、等离子体的组合式工艺，能够达到高效率的除尘、除油、除味的目的。[0026] 2、本实用新型处理方法简单，不仅解决了废气中的颗粒物、油的污染问题，同时还解决了异味污染问题，避免尾气对环境的污染以及人体健康的影响，环保节能。附图说明[0027] 图1为本实用新型的结构示意图；[0028] 图中：1、废气收集管线；2、初效过滤器；3、电除尘器；4、低温等离子体废气处理设备；5、除臭催化氧化床；6、风机；7、排气管；8、还原性气体补充管线。具体实施方式[0029] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。[0030] 如图1所示，所述的半密闭隧道废气处理系统，包括废气收集管线1，所述废气收集管线1与初效过滤器2连接，初效过滤器2的出气口与电除尘器3连接，电除尘器3的出气口与低温等离子体废气处理设备4连接，低温等离子体废气处理设备4的出气口与除臭催化氧化床5连接，除臭催化氧化床5的出气口经风机6与排气管7连接。[0031] 所述的初效过滤器2采用不锈钢板框式过滤器，滤料采用聚酯合成纤维。所述的低温等离子体废气处理设备4为低温等离子体裂解氧化反应器。所述的电除尘器3入口处连接有还原性气体补充管线8。所述的除臭催化氧化床5内填充有填料，填料上载有贵金属催化剂。[0032] 某半密闭隧道负压吸引排气系统排气气量：30000m3/h，废气产生为柴油内燃机，排气直接收集至废气处理系统设备内进行净化处理，如图1所示，处理步骤如下：[0033] (1)废气收集管线1收集的废气首先通过初效过滤器2初效过滤，过滤至含尘指标3

≤50mg/m；

[0034] (2)然后废气采用矩阵式电除尘器3进行除颗粒物，处理至含尘指标≤10mg/m3；[0035] (3)废气进入低温等离子体废气处理设备4，在高能电子直接轰击及自由基的作用下，使废气中的污染物分子在极短的时间内发生分解并发生反应，对废气进行净化；[0036] (4)最后经过除臭催化氧化床5贵金属催化区域深度氧化，对废气进一步的进行吸附并在贵金属催化剂的作用下进行氧化分解，最终废气达标在风机6作用下经排气管7排放。[0037] 经过处理后，检测其废气中，臭气浓度为238(无量纲)，颗粒物浓度为4mg/m3，非甲3

烷总烃浓度为8mg/m。

[0038] 当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。