1.本实用新型涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统。
背景技术：2.据公安部统计，截至2020年6月，全国机动车保有量达3.6亿辆，其中汽车2.7亿辆。新车市场连续负增长，汽车后市场的体量已超万亿，存量增量市场向存量市场转变进程在持续，并且不断加速。随着汽车产业快速发展壮大，汽车4s店的数量随之增多，对汽车进行喷漆、烤漆是较为常见的作业，会使用到种类繁多的涂料和有机溶剂，该过程中会产生大量的强烈刺激性气味的气体，其主要包括漆雾颗粒和有机废气，废气以三苯类(苯、甲苯、二甲苯)芳香烃等成分为主，并包括烷烃、环烷烃、烯烃、醇、醛、酮等其他有机化合物。由于废气危害大，在紫外光作用下生成臭氧，发生光化学反应，长期接触后会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等。因此，若喷漆、烤漆的废气未经有效治理直接排放，将严重影响大气质量，影响动植物生长和人类健康。
3.目前常见的喷涂废气治理技术包括吸附法、生物法、光催化氧化、蓄热式热力氧化以及组合技术，其中，吸附法需定期更换吸附剂，费用较高；生物法中的微生物具有选择性，设备占地大；光催化氧化寿命短，净化效率不高；蓄热式热力氧化成本较高，受影响因素多。另外，涂装废气中漆雾颗粒极易造成管道堵塞影响后续净化效果以及设备损坏等问题，是制约上述技术的关键点。因此，单一废气治理技术已难以满足涂装有机废气治理的要求，组合技术能应对更多样的场合以及拥有更完善的条件，也能很好的解决漆雾颗粒对后续净化效果及处理设备的影响，将是涂装废气治理领域的一大趋势。多相催化技术利用催化剂和氧化剂的持续性协同催化氧化作用，降解矿化vocs污染物，处理效率高，净化效果好。
技术实现要素：4.本实用新型的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统。
5.本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，包括按废气流动方向依次连接的布袋过滤除尘单元、铁碳催化氧化单元；所述铁碳催化氧化单元包含串联的至少两级铁碳催化氧化塔，以及分别连接所述铁碳催化氧化塔的注入式活性氧分子发生区；所述布袋过滤除尘单元的出气口和铁碳催化氧化单元的进气口连接；串联的铁碳催化氧化塔之间通过出气口与进气口连接。
6.优选地，串联的铁碳催化氧化塔形状、结构、材质均相同。
7.优选地，所述铁碳催化氧化塔按废气流动方向依次包括进气口、铁碳催化反应区、喷淋区、除雾区、出气口；所述铁碳催化氧化塔按喷淋液流动方向依次包括储液槽、出液口、阀门、水泵、进液口；所述储液槽、出液口、阀门、水泵、进液口通过管道连通；所述储液槽通过进液口与喷淋区连通。
8.优选地，所述铁碳催化氧化塔的铁碳催化反应区包括铁碳催化剂和支撑铁碳催化剂的网状隔板。
9.优选地，所述铁碳催化剂和网状隔板分别一层或交替多层，单层或多层催化剂均匀铺置于一层网状隔板上。
10.优选地，所述铁碳催化剂由铁碳填料和负载其上的贵金属催化剂、活化剂组成。
11.优选地，所述铁碳催化剂尺寸为3*4cm，呈椭圆形，其中，铁碳填料中的铁、碳的质量占比分别为72％、20％，贵金属催化剂和活化剂的质量占比分别为5％、3％。
12.优选地，所述网状隔板选择钛作为材料。
13.优选地，所述网状隔板的厚度为1～2cm，孔径为0.7cm2。
14.优选地，所述铁碳催化剂单层铺设厚度为50cm左右。
15.优选地，所述铁碳催化氧化塔的喷淋区位于铁碳催化氧化反应区上方，包括多个管道连接的喷头；所述储液槽通过所述进液口与喷头管道连接。
16.优选地，所述铁碳催化氧化塔的除雾区包括位于出气口下方的除雾器。
17.优选地，所述除雾器为折流板式除雾器。
18.优选地，所述注入式活性氧分子发生区包括活性氧分子发生器和曝气装置；所述活性氧分子发生器和曝气装置通过管道连接；所述曝气装置由多个通过管道连通的曝气头组成，设置于所述储液槽底部。
19.优选地，所述铁碳催化氧化塔外形为长方体，采用碳钢材料制成，塔内部涂覆防腐蚀涂层。
20.有机废气的浓度高时，所述布袋过滤除尘单元为多个布袋过滤除尘器串联。
21.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
22.因此，为应对浓度低、波动大、风量小的汽车维修喷涂废气的处理，本实用新型提出了针对汽车维修涂装有机废气的多相催化氧化处理系统。
23.(1)将有机废气、活性氧分子、喷淋液、铁碳催化剂置于同一个环境内，充分实现了气-液、液-液、气-气、气-固的三相有机结合的多相催化氧化处理。将活性氧分子注入喷淋液中，并将喷淋液循环，一部分无法氧化的废气被喷淋液化学吸收，活性氧分子的持续注入激发更多液相自由基，继续氧化分解喷淋液中的废气，实现吸收液水质恢复再生，与传统工艺相比，减少了喷淋废水的产生量。铁碳催化剂作为价格低廉的材料，使用期限长，只需定期添加消耗的材料便可达到处理效果，操作方便，成本低。
24.(2)使用布袋过滤结合多相催化氧化塔的方式，针对性对汽车维修涂装有机废气的成分分别处理，能高效、彻底地将其净化为co2和h2o等小分子化合物，解决了漆雾颗粒对设备的危害和对处理效果的影响，降低设备损耗，减少设备维修费用。
25.(3)活性氧分子不直接通入塔内与废气接触发生反应，而是以曝气的方式先注入喷淋液，一部分进入水体发生反应产生大量活性基团，对废水吸收的有机废气进行氧化处理，一部分逸散至铁碳催化反应区与废气发生反应使其得以净化，可将活性氧分子充分利用，减少尾气处理。
附图说明
26.图1为实施例1的汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统的结构示意图；其
中，1、布袋过滤除尘单元；2、铁碳催化氧化单元；11、进气口；12、布袋过滤除尘器；13、出气口；21、一级铁碳催化氧化塔；211、进气口；212、铁碳催化反应区；213、喷淋区；214、除雾区；215、喷头；216、铁碳催化剂；217、网状隔板；218、出气口；22、储液槽；221、曝气装置；222、水泵；223、调节阀；224、出液口；225、进液口；226、一级活性氧分子发生器；23、二级铁碳催化氧化塔；231、进气口；232、出气口；233、二级活性氧分子发生器。
27.图2为实施例2的汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统的结构示意图；其中，1、布袋过滤除尘单元；2、铁碳催化氧化单元；11、进气口；12、一级布袋过滤除尘器；13、出气口；14、二级布袋过滤除尘器；21、一级铁碳催化氧化塔；211、进气口；212、铁碳催化反应区；213、喷淋区；214、除雾区；215、喷头；216、铁碳催化剂；217、网状隔板；218、出气口；22、储液槽；221、曝气装置；222、水泵；223、调节阀；224、出液口；225、进液口；226、一级活性氧分子发生器；23、二级铁碳催化氧化塔；231、进气口；232、出气口；233、二级活性氧分子发生器；242、三级活性氧分子发生器；24、三级铁碳催化氧化塔；241、进气口；243、出气口。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.实施例1
30.某汽车4s店喷涂有机废气治理工程合计处理喷漆有机废气，包括苯、甲苯、二甲苯等，有机废气总量为15000m3/h，有机污染物浓度约为100mg/m3～500mg/m3，浓度超过了工业废气排放标准，必须经过严格地处理之后才能达标排放。采用本实用新型的汽车维修涂装有机废气多相催化处理系统进行处理，系统结构如图1所示。汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统包括按废气流动方向依次布置的布袋过滤除尘单元1、铁碳催化氧化单元2，通过管道串联连接。
31.铁碳催化氧化单元2包括一级铁碳催化氧化塔21、二级铁碳催化氧化塔23。铁碳催化氧化塔21按废气流动方向依次包括进气口211、铁碳催化反应区212、喷淋区213、除雾区214、出气口218。铁碳催化反应区212填充铁碳催化剂216，铁碳催化剂尺寸为3*5cm，物理强度大于600kg/cm2，呈椭圆形，铁质量占比约72％、碳质量占比约20％、钯、铑贵金属催化剂质量占比约5％、过渡金属硫化物活化剂质量占比约3％。铁碳催化剂使用时限约为2～3年，需定期补充。铁碳催化剂采用网状隔板217支撑，允许废气和喷淋液通过。喷淋区213均匀分布多个喷头215，将喷淋液分散成小液滴，充分吸收截留废气并与催化剂接触。一级铁碳催化氧化塔21底设置有储液槽22，储液槽22中设置曝气装置221，用于注入活性氧分子。储液槽22中的喷淋液经过出液口224、调节阀223，采通过水泵222升至塔上方，通过进液口225流向喷淋区，经喷头215向下喷淋，形成一个液相循环。一级铁碳催化氧化塔21的外形为圆柱体，半径1m、高6m，采用碳钢材质制成，内部涂覆环氧树脂防腐涂层。
32.环境中的空气进入一级活性氧分子发生器226内，产生的大量活性氧分子流经管道，通过铁碳催化氧化塔21塔底上均匀布置的曝气装置221均匀注入储液槽22内并作用于喷淋液，多余的活性氧分子向上至铁碳催化氧化反应区212。
33.二级铁碳催化氧化塔23塔身尺寸为半径1m、高6m，废气从一级铁碳催化氧化反应塔21出气口218流出后从进气口231进入二级铁碳催化氧化塔23。一级铁碳催化氧化反应塔21与二级铁碳催化氧化塔23结构、形状、材质相同。与一级铁碳催化氧化塔相同，二级铁碳催化氧化塔也设置了一个活性氧分子发生器233，产生的活性氧分子通过曝气的方式向二级铁碳催化氧化塔23注入，二级铁碳催化氧化塔23能有效吸附废气中的残留有机废气，提高催化剂高活性金属与污染物的接触几率和反应效率，充分有效地将有机废气净化，最后经处理的废气于出气口232达标排放，颗粒物去除率达到96％，有机污染物去除率均达到90％。
34.实施例2
35.某汽车4s店维修涂装有机废气包括苯、甲苯以及芳香烃等，有机废气总量为60000m3/h，有机污染物浓度约为200mg/m3～600mg/m3，浓度超过了工业废气排放标准，必须经过严格地处理之后才能达标排放。采用本实用新型的汽车维修涂装有机废气多相催化处理系统进行处理，系统结构如图2所示。汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统包括按废气流动方向依次布置的布袋过滤除尘单元1、铁碳催化氧化单元2，其中为了应对增加的废气气量以及浓度，布袋过滤除尘单元1为2个布袋过滤除尘器串联，铁碳催化氧化单元2为3个铁碳催化氧化塔通过管道串联，铁碳催化氧化塔对应连接活性氧分子发生器。
36.铁碳催化氧化单元包括一级铁碳催化氧化塔21、二级铁碳催化氧化塔23、三级铁碳催化氧化塔24。铁碳催化氧化塔21包括按废气流动方向依次包括进气口211、铁碳催化反应区212、喷淋区213、除雾区214、出气口218。铁碳催化反应区212、填充铁碳催化剂216，铁碳催化剂尺寸为3*5cm，物理强度大于600kg/cm2，呈椭圆形，铁质量占比约72％、碳质量占比约20％，钯、铑等贵金属催化剂质量占比约5％、过渡金属硫化物活化剂质量占比约3％。铁碳催化剂使用时限约为2～3年，需定期补充。铁碳催化剂采用网状隔板217支撑，允许废气和喷淋液通过。喷淋区213均匀分布多个喷头215，将喷淋液分散成小液滴，充分吸收截留废气并与催化剂接触。一级铁碳催化氧化塔21底设置有储液槽22，储液槽22中设置曝气装置221，用于注入活性氧分子。储液槽22中的喷淋液经过出液口224、调节阀223，采通过水泵222提升至塔上方，通过进液口225流向喷淋区，经喷头215向下喷淋，形成一个液相循环。一级铁碳催化氧化塔21的外形为圆柱体，半径1m、高7.5m，采用不锈钢制成，内部涂覆环氧树脂防腐涂层。3个铁碳催化氧化单元通过管道串联，废气流经三个铁碳催化氧化单元进行处理，减少塔的负载量，提高系统的处理效率，每个单元中一级铁碳催化氧化塔出气口分别与二级铁碳催化氧化塔进气口连接，并对每个塔底的储液槽以曝气的形式注入氧分子。
37.活性氧分子发生器226以电激发的方式将环境空气转化为活性氧分子，产生大量的活性氧分子通过管道，经铁碳催化氧化塔21塔底上布置均匀的曝气装置221，均匀注入储液槽22内喷淋液中，多余的活性氧分子向上至铁碳催化氧化反应区212。
38.二级铁碳催化氧化塔23出气口218与一级铁碳催化氧化塔21进气口231通过废气管道连接，三级铁碳催化氧化塔24进气口241与二级铁碳催化氧化塔21出气口232通过废气管道连接，二级铁碳催化氧化塔23和三级铁碳催化氧化塔24塔身尺寸为半径1m、高7.5m。一级铁碳催化氧化反应塔21与二级铁碳催化氧化塔23、三级铁碳催化氧化塔24结构、形状、材质相同。与一级铁碳催化氧化塔相同，二级铁碳催化氧化塔和三级铁碳催化氧化塔24也分别设置了一个活性氧分子发生器233、242。经处理的废气于三级铁碳催化氧化塔的出气口
243达标排放，颗粒物去除率达到97％，有机污染物去除率达到83％。
39.通过本实用新型实施例1和2的维修涂装有机废气多相催化氧化系统处理维修涂装有机废气，过程如下：
40.(1)通过送风机送风，维修涂装废气首先经过布袋过滤除尘单元1，过滤掉大部分的漆雾颗粒，有机废气进入一级铁碳多相催化氧化塔21，同时一级活性氧分子发生器226电激发产生活性氧分子，通过曝气装置221均匀注入储液槽22内并作用于喷淋液。喷淋液吸收活性氧分子，并产生大量活性基团，同时一部分活性氧分子达到铁碳催化反应区212。储液槽22中的喷淋液通过水泵222升至喷淋区213然后开始喷淋，进入铁碳催化氧化反应区212，液体、气体、铁碳催化剂三相充分接触，在氧化塔内激发产生强氧化性自由基(羟基自由基
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oh等)，完成气-气反应、气-液反应、液-液反应、气-固反应、气雾反应，强烈快速分解废气携带的大部分有机废气，将其彻底分解成co2和h2o，小部分无法氧化的污染物被吸收液化学吸收。活性氧分子的持续注入激发更多的液相自由基，继续氧化分解喷淋液中的污染物，实现吸收液水质恢复再生，形成氧化塔内多相氧化-喷淋液注入活性氧分子再生-激发强氧化性自由基源-塔内多相氧化良性循环。
41.(2)使用一级活性氧分子发生器226通过电激发的方式将空气转换为活性氧分子，流经管道，通过多个曝气装置221以曝气方式注入多相催化氧化系统，作用于废气、喷淋液和铁碳催化剂。
42.(3)有机废气经一级铁碳多相催化氧化塔的净化后，进入一个铁碳催化氧化塔或者2个串联的铁碳催化氧化塔，将残留有机废气充分吸附截留，同时催化剂中微电解作用促进残留活性氧分子快速分解形成羟基自由基，与所吸附的有机废气发生氧化反应生成co2和h2o，多级铁碳催化氧化塔能充分有效地将有机废气净化。
43.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，包括按废气流动方向依次布置的布袋过滤除尘单元、铁碳催化氧化单元；所述铁碳催化氧化单元包含串联的至少两级铁碳催化氧化塔铁，以及分别连接所述铁碳催化氧化塔的注入式活性氧分子发生区；所述布袋过滤除尘单元的出气口和铁碳催化氧化单元的进气口连接；串联的铁碳催化氧化塔之间通过出气口与进气口连接。2.根据权利要求1所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，所述铁碳催化氧化塔按废气流动方向依次包括进气口、铁碳催化反应区、喷淋区、除雾区、出气口；所述铁碳催化氧化塔按喷淋液流动方向依次包括储液槽、出液口、阀门、水泵、进液口；所述储液槽、出液口、阀门、水泵、进液口通过管道连通；所述储液槽通过进液口与喷淋区连通；所述铁碳催化氧化塔的铁碳催化反应区包括铁碳催化剂和支撑铁碳催化剂的网状隔板。3.根据权利要求2所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，串联的铁碳催化氧化塔形状、结构、材质均相同。4.根据权利要求2所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，所述铁碳催化剂和网状隔板分别为一层或交替多层，单层或多层催化剂均匀铺置于一层网状隔板上。5.根据权利要求2所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，所述铁碳催化剂由铁碳填料和负载其上的贵金属催化剂、活化剂组成；所述网状隔板选择钛作为材料；所述网状隔板的厚度为1～2cm，孔径为0.7cm2；所述铁碳催化剂单层铺设厚度为50cm左右。6.根据权利要求2所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，所述铁碳催化氧化塔的喷淋区位于铁碳催化氧化反应区上方，包括多个管道连接的喷头；所述储液槽通过所述进液口与喷头管道连接；所述铁碳催化氧化塔的除雾区包括位于出气口下方的除雾器。7.根据权利要求6所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，所述除雾器为折流板式除雾器。8.根据权利要求2所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，所述注入式活性氧分子发生区包括活性氧分子发生器和曝气装置；所述活性氧分子发生器和曝气装置通过管道连接；所述曝气装置由多个通过管道连通的曝气头组成，设置于所述储液槽底部。9.根据权利要求2所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，所述铁碳催化氧化塔外形为长方体，采用碳钢材料制成，塔内部涂覆防腐蚀涂层。10.根据权利要求1所述汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，其特征在于，有机废气的浓度高时，所述布袋过滤除尘单元为多个布袋过滤除尘器串联。
技术总结本实用新型公开了一种汽车维修涂装有机废气多相催化氧化处理系统，包括按废气流动方向依次连接的布袋过滤除尘单元、铁碳催化氧化单元；铁碳催化氧化单元包含两个串联的至少两级铁碳催化氧化塔，以及分别连接所述铁碳催化氧化塔的注入式活性氧分子发生区；布袋过滤除尘单元的出气口和铁碳催化氧化单元的进气口连接；串联的铁碳催化氧化塔之间通过出气口与进气口连接。本系统通过多相催化氧化将汽车维修涂装废气彻底降解；减少喷淋废水的产生量，采用铁碳催化剂，成本低；使用布袋过滤结合多相催化氧化塔，解决漆雾颗粒对设备的危害和对处理效果的影响；活性氧分子以曝气的方式注入喷淋液，活性氧分子充分利用，减少尾气处理。减少尾气处理。减少尾气处理。
技术研发人员：杜长明 宋世炜 陈浩卓
受保护的技术使用者：广州尚洁环保科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/7/5
