CN103223291B - 一种应用催化氧化和生物过滤处理化工废气的系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用催化氧化和生物过滤处理化工废气的系统及工艺，包括依次连通的喷淋降温塔、一级油气分离器、化学氧化塔、二级油气分离器、生物氧化处理床及排气塔，其工艺步骤包括：a、废气在水的喷淋作用下，除去废气中的杂质及溶于水的有机污染物，b、对喷淋后的废气进行油水分离，除去废气中的杂质及油性组分；c、对油水分离后的废气进行催化氧化，将废气中的恶臭组分转化为溶于水的无机盐；d、催化氧化后的废气在微生物的作用下，生物降解废气中的污染物。本发明的废气处理系统，将催化氧化和生物过滤技术有机结合在一起，废气中的有机、无机组分的去除率可达99%以上，使得有毒且具有恶臭味的化工生产废气经处理后达到排放标准。

Description

一种应用催化氧化和生物过滤处理化工废气的系统及工艺

技术领域

本发明涉及一种废气处理系统及工艺，具体涉及一种应用催化氧化和生物过滤处理化工生产废气的系统及工艺，属于环保领域。

背景技术

化工废气是在化工生产中产生的有毒有害的气体。化工废气往往含有很多种污染物，如烃、醇、酮、醚、酯、酚类等各种有机化合物，物理和化学性质复杂，毒性也不尽相同，可能会引发呼吸系统、消化系统、生殖系统等疾病，严重时，还会引起疲乏无力、头晕头痛、恶心呕吐等急性中毒症状，严重影响人体健康，并污染环境。现有的化工行业废气由于其废气成分较为复杂，用单一的方法很难将其完全净化，致使排放的尾气中仍然含有危害健康的成分，造成环境污染，危害人体健康。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无毒无污染废气排放的应用催化氧化和生物过滤处理化工废气的系统及工艺。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种应用催化氧化和生物过滤处理化工废气的系统，包括依次连通的喷淋降温塔、一级油气分离器、化学氧化塔、二级油气分离器、生物氧化处理床及排气塔，其中：

喷淋降温塔：在水的喷淋作用下，除去废气中的杂质及溶于水的有机污染物，喷淋后的废气进入到：

一级油气分离器：进行油水分离，油水分离后的废气进入到：

化学氧化塔：通过催化氧化将废气中的恶臭组分转化为溶于水的无机盐；催化氧化后的废气进入到：

二级油气分离器：进行油水分离，油水分离后的废气进入到：

生物氧化处理床：生物降解废气中的各有机物组分；生物降解后的废气进入到：

排气塔：排放处理完成的废气。

优选的是：所述的喷淋降温塔的塔内从上至下依次包括：第一填料层、第二填料层和储液池。

优选的是：所述的第一填料层和第二填料层上均设有填料以及向下设置的布水喷头，所述填料为多孔球形填料，所述填料厚度为30-50mm。

优选的是：所述的化学氧化塔的塔内从上至下依次设置有填料层和储液池，所述填料层上设有填料以及向下设置的布水喷头，所述填料为多孔球形填料，所述填料厚度为60-80mm。

优选的是：所述化学氧化塔通过管线连通有催化剂反应器和液体混合器；所述催化剂反应器中装有催化剂，所述催化剂为陶瓷基镍催化剂。

优选的是：所述催化剂反应器还连通有碱储罐和氧化剂罐，所述碱储罐中的碱液与氧化剂罐中的氧化剂经过催化剂反应器催化后，经过液体混合器混合后进入化学氧化塔中。

优选的是：所述的碱液为20%的NaOH水溶液；所述的氧化剂为12%次氯酸钠水溶液。

优选的是：所述的生物氧化处理床包括相互连通的一级反应室和二级反应室，所述二级反应室的中部设有填料层，所述填料层上设有填料和微生物，所述填料为火山岩，其粒径为3-5mm，填料厚度为40-50mm，所述微生物为大肠杆菌、棒状杆菌、恶臭假单细胞菌、不动杆菌、黄杆菌和丝状菌中的一种或几种。

一种应用催化氧化和生物过滤处理化工废气的工艺，包含以下步骤：

a、废气在水的喷淋作用下，除去废气中的杂质及溶于水的有机污染物，

b、对喷淋后的废气进行油水分离，除去废气中的杂质及油性组分；

c、对油水分离后的废气进行催化氧化，将废气中的恶臭组分转化为溶于水的无机盐；

d、催化氧化后的废气在微生物的作用下，生物降解废气中的污染物。

相对于现有的废气处理系统，本发明的有益效果在于：采用本发明的废气处理系统，将催化氧化和生物过滤处理技术有机地结合在一起，使得有毒且具有恶臭味的化工生产废气经处理后达到排放标准。本发明的系统，工艺简单，废气中的有机、无机组分的去除率可达99%以上。

附图说明

图1示出了本发明的工艺流程图；

图2示出了本发明中的生物氧化处理床的结构简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

参考附图1，本发明所述的应用催化氧化和生物过滤处理化工生产废气的系统，包括依次连通的喷淋降温塔2、一级油气分离器3、化学氧化塔4、二级油气分离器5、生物氧化处理床8及排气塔9，所述喷淋降温塔2中从上至下依次设置有第一填料层21、第二填料层22和储液池23，所述第一填料层21和第二填料层22上均设有填料以及向下设置的布水喷头，所述填料为多孔球形填料，用于提供喷淋液与废气的接触空间，所述填料厚度为30-50mm，所述储液池23位于喷淋降温塔2的最底部，用于接收流经第一填料层21和第二填料层22的喷淋液，所述储液池23的底部还设有液位控制仪和温度控制仪。所述喷淋降温塔2还连有自动补水系统和自动排水系统，用于喷淋降温塔2的喷淋补水以及储液池23的排水。

所述化学氧化塔4中从上至下依次包括填料层41和储液池42，所述填料层41上设有填料以及向下设置的布水喷头，所述填料为多孔球形填料，所述填料厚度为60-80mm，所述储液池42位于化学氧化塔4的最底部，用于接收流经填料层41的喷淋液，所述储液池42还设有液位控制开关；所述化学氧化塔4外通过管线12连通有催化剂反应器11，所述催化剂反应器11内装有催化剂，所述催化剂为陶瓷基镍催化剂；所述催化剂反应器11还分别连通有碱储罐6、氧化剂罐7和液体混合器10，所述碱储罐6中的碱液与氧化剂罐7中的氧化剂经过催化剂反应器11中的催化剂催化氧化为具有更强氧化性的氧化物后经过液体混合器10充分混合进入化学氧化塔4的顶部，并从上向下喷淋，其中，混合后的溶液pH值控制在8.5-10，氧化还原电位RH控制在650-700。所述化学氧化塔4还连有自动补水系统和自动排水系统，用于化学氧化塔4的喷淋补水以及储液池42的排水。

附图2为生物氧化处理床8的结构示意图，如图中所示，所述生物氧化处理床8包括相互连通的一级反应室81和二级反应室82，所述一级反应室81内的上部设有布水系统，所述布水系统包括布水管路以及位于布水管路上向下设置的布水喷头811，所述一级反应室81的底部还设有储液池812，用于接收布水系统喷淋下来的喷淋液；所述二级反应室82的中部设有填料层822，所述填料层822上设有填料和微生物，所述填料为火山岩，其粒径为3-5mm，填料厚度为40-50mm，所述微生物为大肠杆菌、棒状杆菌、恶臭假单细胞菌、不动杆菌、黄杆菌和丝状菌中的一种或几种；所述生物氧化处理床8通过设于二级反应室82侧壁的废气排出管84与排气塔9相连通；所述一级反应室81的侧壁，储液池812的上方还设有废气入口管83，所述生物氧化处理床8通过废气入口管83与化学氧化塔4相通。所述生物氧化处理床8的底部还设有废液排出管85。进一步地，所述二级反应室82内的上部设有布水系统，所述布水系统包括布水管路以及位于布水管路上向下设置的布水喷头821，按照2-3次/天的频率进行喷淋，以保证二级反应室内的湿度以及填料层822表面的清洗。所述生物氧化处理床8的还连有自动补水系统和自动排水系统，用于生物氧化处理床8的喷淋补水以及储液池812的排水。

采用上述系统，其工艺步骤如下：

（1）温度为60-90℃的含有大量水蒸气的化工生产废气通过储液池23上方的废气入口管1进入喷淋降温塔2内，废气在喷淋降温塔2中自下而上依次穿过第二填料层22和第一填料层21，废气在喷淋降温塔2内的上升过程中与布水喷头喷淋下的水相接触，气液进行充分交换，废气中的大量水蒸气及固体颗粒被除去，同时部分溶于水的有机物也被除去，同时，废气的温度降至40-30℃；

（2）降温后的废气通过喷淋降温塔2顶部的管路进入一级油气分离器3，所述一级油气分离器3中装有滤层，废气在一级油气分离器3中脱除废气中的油、水组分；

（3）经一级油气分离器3处理后的废气，从储液池42上方的入口进入化学氧化塔4内，废气从化学氧化塔4的塔底向上通过填料层41，并与塔顶喷淋下来的喷淋液充分接触，所述喷淋液为来自于碱储罐6中的20%的NaOH溶液以及氧化剂罐7中的12%次氯酸钠水溶液的混合液，所述混合液先经过催化剂反应器11中的陶瓷基镍催化将次氯酸钠催化氧化为具有更强氧化性的氧化物，能使氧化剂的氧化能力提高80%。控制混合后的混合液的pH值为8.5-10，RH值为650-700，并经液体混合器10进一步混合均匀后，进入化学氧化塔4，并从塔顶喷淋而下，废气中的恶臭组分（如：硫化氢和有机硫化合物）被NaOH溶液吸收而溶入该NaOH溶液中，同时，喷淋液中的强氧化性物质将NaOH溶液中的恶臭组分氧化为能溶于水的无机盐类；废气在化学氧化塔4中经过催化氧化后，废气的温度降至30-25℃；

（4）经催化氧化后的废气通过化学氧化塔4顶部的管路进入二级油气分离器5，所述二级油气分离器5中装有滤层，进一步脱除废气中的油、水组分；

（5）经二级油气分离器5处理后的废气，在风机的作用下，经废气入口管83进入到生物氧化处理床8中的一级反应室81的底部，废气在自下向上运动的过程中，经布水喷头811喷淋下来的水喷淋后，进入到二级反应室82的底部，在二级反应室82中，废气穿过填料层822，并在微生物的作用下，废气中的污染物被彻底分解，经生物分解后的废气经废气排出管84进入排气塔9达标排放。

实施例1

采用上述系统处理某化工厂的生产废气。其中，所述生产废气的温度为70℃，水蒸气含量为71%，非甲烷总烃浓度为6034.7ppm，苯浓度为3561.4ppm。

各单元对非甲烷总烃的单元去除率与整体去除率见表1：其中，所述的单元去除率为：各单元的实际去除率，即：各单元入口污染物浓度扣除出口浓度得到的去除率；所述的整体去除率为：各单元能够去除掉原始浓度的比例，

表1各单元对非甲烷总烃的去除率

各单元对苯的单元去除率与整体去除率见表2：

表2各单元对苯的去除率

从表1-表2的去除率结果可知，采用本发明所述的系统处理化工生产废气，废气中的有机、无机组分的去除率可达99%以上，处理后的废气中有害物质的含量低于国家排放标准。

本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加也是本领域的一般技术人员所显而易见的。申请人的意图是所有这些变化和增加落在了本发明权利要求的保护范围中。

相似的编号通篇指代相似的元件。为清晰起见，在附图中可能有将某些线、层、元件、部件或特征放大的情况。

本文中使用的术语仅为对具体的实施例加以说明，其并非意在对本发明进行限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）均与本发明所属领域的一般技术人员的理解相同。还须明确的是，除在本文中有明确的定义外，诸如字典中通常定义的术语应该解释为在本说明书以及相关技术的语境中可具有一致的意思，而不应解释的理想化或过分形式化。公知的功能或结构处于简要和清楚地考虑或不再赘述。

Claims (5)

1.一种应用催化氧化和生物过滤处理化工废气的系统，其特征在于：包括依次连通的喷淋降温塔、一级油气分离器、化学氧化塔、二级油气分离器、生物氧化处理床及排气塔，其中：

喷淋降温塔：在水的喷淋作用下，除去废气中的杂质及溶于水的有机污染物，喷淋后的废气进入到：

一级油气分离器：进行油水分离，油水分离后的废气进入到：

化学氧化塔：通过催化氧化将废气中的恶臭组分转化为溶于水的无机盐；催化氧化后的废气进入到：

二级油气分离器：进行油水分离，油水分离后的废气进入到：

生物氧化处理床：生物降解废气中的各有机物组分；生物降解后的废气进入到：

排气塔：排放处理完成的废气；

其中：所述化学氧化塔通过管线连通有催化剂反应器和液体混合器；所述催化剂反应器中装有催化剂，所述催化剂为陶瓷基镍催化剂；所述催化剂反应器还连通有碱储罐和氧化剂罐，所述碱储罐中的碱液与氧化剂罐中的氧化剂经过催化剂反应器催化后，经过液体混合器混合后进入化学氧化塔中，且混合后的溶液pH值为8.5-10，氧化还原电位RH为650-700；

所述的生物氧化处理床包括相互连通的一级反应室和二级反应室，所述二级反应室的中部设有填料层，所述填料层上设有填料和微生物，所述填料为火山岩，其粒径为3-5mm，填料厚度为40-50mm，所述微生物为大肠杆菌、棒状杆菌、恶臭假单细胞菌、不动杆菌、黄杆菌和丝状菌中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的喷淋降温塔的塔内从上至下依次包括：第一填料层、第二填料层和储液池。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述的第一填料层和第二填料层上均设有填料以及向下设置的布水喷头，所述填料为多孔球形填料，所述填料厚度为30-50mm。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的化学氧化塔的塔内从上至下依次设置有填料层和储液池，所述填料层上设有填料以及向下设置的布水喷头，所述填料为多孔球形填料，所述填料厚度为60-80mm。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的碱液为20%的NaOH水溶液；所述的氧化剂为12%次氯酸钠水溶液。