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本发明公开一种处理复杂工业有机废气的一体化物理化学净化方法及设备与应用。该处理有机废气的一体化净化方法包括静电除尘、光催化氧化和臭氧氧化吸附协同深度氧化三个步骤。实现该方法的设备包括依次连接的用于收集气体的集气罩、反应箱体和用于抽出气体的风机；按照气体的走向，反应箱体内依次设置有静电除尘器、光催化反应装置、臭氧发生器和吸附床层。使用该设备处理有机废气，有机废气的总处理效率达95%以上，总悬浮颗粒物的去除率90%以上。该设备组合紧凑、占地面积小，不但不会对环境造成二次污染，而且还可以有效地降低设计和处理成本，可广泛用于复杂工业有机废气处理，特别适用于各种复杂工业有机废气排放车间有机废气的一体化净化处理。