CN101161291A

CN101161291A - 恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法及设备

Info

Publication number: CN101161291A
Application number: CNA200710075448XA
Authority: CN
Inventors: 谢锄
Original assignee: SHENZHEN TIANHAOYANG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN TIANHAOYANG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2027-07-30
Also published as: CN101161291B

Abstract

本发明涉及一种恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法，包括如下步骤：A1)收集恶臭气体；A2)紫外线对恶臭气体进行光照处理，紫外线的波长范围为大于等于184.9nm，小于等于253.7nm；A3)将经过光照分解后的残余物质排放出去。本发明还涉及一种恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备包括用于产生臭氧、紫外线的臭氧紫外线发生装置。实施本发明的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法及设备，具有以下有益效果：1.高效除恶臭。2.无需添加任何物质便可完成。3.适应性强。4.运行成本低。5.设备占地面积小，自重轻。6.防火、防腐蚀性能高，使用寿命长。7.不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

Description

恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法及设备

技术领域

本发明涉及气体处理方法及设备，更具体地说，涉及一种恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法及设备。

背景技术

恶臭气体污染是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质。它作为一种典型的环境公害已为世界各国所公认，不少发达国家将其作为一种单列公害进行研究，并专项立法实施防治。国外对恶臭污染的治理工作也开展较早，在日本及欧美的多个工业领域中，采用如固定床式活性炭吸附脱臭等技术已有一定历史。近年来，我国也开始重视对恶臭的监测与防治，制订了部分恶臭化合物的排放标准(GB 14554-93)和配套的分析方法，恶臭污染的防治目标之一就是要达到GB 14554-93规定的恶臭物质(氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯等)排放标准，最终目的是要消除恶臭，创造一个无臭的工作、生活环境。一种恶臭物质的臭气强度随着尝试的增高而加强，据资料表明，恶臭给人的感觉量(即恶臭强度)是与恶臭物质对人嗅觉的刺激量的对比数成正比，两者之间关系即符合Weber-Fechner定律。I＝K×logC+a(1)式中：I——人对嗅觉的感觉量，臭气强度；K——常数，恶臭物质不同，K值不同；C——恶臭物浓度；a——常数，恶臭物质不同，a值不同。式(1)说明，既使把恶臭物质去除90％，人的嗅觉所感觉臭气浓度却只减少了一半还少。这决定了防治恶臭比防治其他大气污染物更困难，要消灭恶臭，比达到排放标准还要严格几十倍至上千倍，因此加强恶臭污染治理显得尤为重要。

目前国际国内治理恶臭的手段主要采用：目前国际国内治理恶臭的手段主要采用：1、直接燃烧法；2，、催化氧化法；3、臭氧除臭法；4、活性炭吸附法；5、药液喷淋法等等；6、生物除臭法等，它们在不同程度上存在设备投资高，运行成本高，处理气量小，工作不稳定，占用空间大，脱臭效率不高，存在二次污染等等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法，包括如下步骤：

A1)收集恶臭气体；

A2)紫外线对恶臭气体进行光照处理，所述紫外线的波长范围为大于等于184.9nm(nm为纳米单位)，小于等于253.7nm；

A3)将经过光照分解后的残余物质排放出去。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法中，紫外线的波长范围为184.9nm。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法中，在所述步骤A2中，进行光照的时间长度为小于等于1秒。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法中，所述紫外线的光子能量为大于等于472KJ/mol，小于等于647KJ/mol。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法中，在所述步骤A2中，紫外线光照产生臭氧，臭氧与所述恶臭气体发生化学反应。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法中，所述恶臭气体包含氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法中，在步骤A1、A3中，采用排风扇收集恶臭气体并排出经过处理的残余物质。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备，包括用于产生臭氧、紫外线的臭氧紫外线发生装置，用于固定所述臭氧紫外线发生装置的钢框架，设置在所述钢框架上的进气口、排气口，靠近所述排气口设置的排风扇。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备中，所述臭氧紫外线发生装置为紫外线灯管。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备中，所述紫外线灯管产生波长范围为大于等于184.9nm，小于等于253.7nm的紫外线。

在本发明所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备中，还包括设置在所述进气口端的导流板。

实施本发明的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法及设备，具有以下有益效果：1、高效除恶臭：能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味，脱臭效率可达99％以上，脱臭效果超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放一级标准(GB14554-93)。2、无需添加任何物质：只需要设置相应的排风管道和排风动力，使恶臭气体通过本设备进行脱臭分解净化，无需添加任何物质参与化学反应。3、适应性强：可适应高浓度，大气量，不同恶臭气体物质的脱臭净化处理，可每天24小时连续工作，运行稳定可靠。4、运行成本低：本设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本设备能耗低，(每处理1000立方米/小时，仅耗电约0.1度电能)，设备风阻极低＜30pa，可节约大量排风动力能耗。5、预处理：恶臭气体无需进行特殊的预处理，如加温、加湿等，设备工作环境温度在摄氏-30°-95°之间。6、设备占地面积小，自重轻：适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件，设备占地面积＜1平方米。7、优质不锈钢制造：防火、防腐蚀性能高，使用寿命长。8、环保高科技专利产品：彻底分解恶臭气体中有毒有害物质，恶臭气体处理分解净化后，气体完全达到无害化排放，绝不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法为利用特制的高能高臭氧UVc紫外线，其中最佳波长范围为184.9nm-253.7nm(最佳波长为184.9nm)光束照射恶臭气体，改变恶臭气体如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H₂S、VOC类，苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，断裂降解转化成低分子化合物，如CO₂，H₂O等。即本发明的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法，利用排风设备将恶臭气体输入到本发明的净化机后，净化机运用高能UVc(184.9nm-253.7nm)紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。

本发明的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法还利用高能高臭氧UVc紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。其过程如下：UVc+O₂→O^-+O^*(活性氧)；O^*+O₂→O₃(臭氧)，众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对恶臭气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。

本发明的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法中，高能UVc(184.9nm-253.7nm)还可以照射恶臭气体中的细菌，破坏细菌的分子键和核酸(DNA)，并通过臭氧的强烈氧化作用，达到高效杀灭恶臭气体中细菌的作用。

本设备采用的大功率高能紫外线放电管，属低压水银放电管，发出的紫外线波长是253.7nm及184.9nm，光子能量分别为472KJ/mol和647KJ/mol。要分解切断恶臭分子的分子链，就要使用发出比恶臭分子的结合能强的光子能。表1列出了主要的化学分子的结合能。由表1中可知，大多数化学物质的分子结合能比253.7nm及184.9nm波长紫外线的光子能量低。所以，本设备能分解除碳，钙，金属外的大多数化学物质。

表1部分化学分子的结合能

结合	结合能(KJ/mol)	结合	结合能(KJ/mol)
结合	结合能(KJ/mol)	结合	结合能(KJ/mol)	H-H	436.2	C-H	413.6
H-C	347.9	C-F	441.2	H-H	436.2	C-H	413.6
H-C	347.9	C-F	441.2	C-C	607.0	C-N	291.2
C-C	828.8	C-N	791.2	C-C	607.0	C-N	291.2
C-C	828.8	C-N	791.2	N-N	160.7	C-0	351.6
0-0	139.0	C-0	724.2	N-N	160.7	C-0	351.6
0-0	139.0	C-0	724.2	0-0	490.6	0-H	463.0

高分子恶臭物质分子链，经过高能紫外线光能的拆解及臭氧的氧化组合作用，转变组合为低分子无害的物质如H₂O，CO₂等。

臭氧产生的分子式：

UVc(184.9nm 253.7nm)→O₂＝O^-+O⁺＝O₂+O^-O₂+O⁺→O₃

恶臭物质分解转化的过程为：

UVc(184.9nm 253.7nm)→H₂S＝H⁺+H^-+S→H+O₃S+O₃→H₂O+S(S变成单分子颗粒，随气体一起排出)

UVc(184.9nm-253.7nm)→COS＝C+O+S→C+O₃O+O₃S+O₃→CO₂(S变成单分子颗粒，随气体一起排出)

UVc(184.9nm-253.7nm)→CS₂＝C+O₃S^-+S⁺+O₃→CO₂(S变成单分子颗粒，随气体一起排出)

由上述分子式可见，高能紫外线光能将高分子量的恶臭化学物质拆解为独立的原子，再通过分解空气中的氧气，产生性质活跃的正负氧离子，继而产生臭氧，同时将拆解为独立原子的化学物质通过臭氧的氧化反应，重新组合成低分子的化合物如：水，二氧化碳等。表2为部分恶臭物质的分子量。

名称	分子量	名称	分子量
名称	分子量	名称	分子量	硫化氢	34.08	甲硫醇	48.13
甲硫醚	62.13	二甲基二硫醚	94.20	硫化氢	34.08	甲硫醇	48.13
甲硫醚	62.13	二甲基二硫醚	94.20	甲苯	92.14	甲胺	31.06
乙二胺	60.10	乙醇	46.07	甲苯	92.14	甲胺	31.06

发明的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法的主要技术指标：

1、在设备光解室内部，距离高能紫外线放电管10cm处，紫外线照度为：3200μw/cm²。

2、在设备空载状态下，开机10分钟后，在设备光解室臭氧浓度达到47.32mg/m³。

3、本设备经过污水处理站水泵房除臭排风系统现场应用测试，对硫化氢、氨气等恶臭气体物质的脱臭效率达到99％以上。

4、本设备经过污水处理站水泵房除臭排风系统现场出风口测试，本设备对白色葡萄球菌，大肠杆菌的杀灭率达到99.6％。

Claims

1.一种恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

A1)收集恶臭气体；

A2)紫外线对恶臭气体进行光照处理，所述紫外线的波长范围为大于等于184.9nm，小于等于253.7nm；

A3)将经过光照分解后的残余物质排放出去。

2.根据权利要求1所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法，其特征在于，所述紫外线的波长为184.9nm。

3.根据权利要求1所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法，其特征在于，在所述步骤A2中，进行光照的时间长度为小于等于1秒。

4.根据权利要求1所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法，其特征在于，在所述步骤A2中，空气在紫外线光照作用产生臭氧，臭氧与所述恶臭气体发生化学反应。

5.根据权利要求1所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理方法，其特征在于，所述恶臭气体包含氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯。

6.根据权利要求1所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备，其特征在于，在步骤A1、A3中，采用排风扇收集恶臭气体并排出经过分解的残余物质。

7.一种恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备，其特征在于，包括用于产生臭氧、紫外线的臭氧紫外线发生装置，用于固定所述臭氧紫外线发生装置的钢框架(1)，设置在所述钢框架(1)上的进气口、排气口，靠近所述排气口设置的排风扇(2)。

8.根据权利要求7所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备，其特征在于，所述臭氧紫外线发生装置为紫外线灯管。

9.根据权利要求8所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备，其特征在于，所述紫外线灯管产生波长范围为大于等于184.9nm，小于等于253.7nm的紫外线。

10.根据权利要求7所述的恶臭气体及工业烟气光解净化处理设备，其特征在于，还包括设置在所述进气口端的导流板。