CN104220146A - 废气处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种去除各种废气中的恶臭的方法，不包括汽车排放的废气，解决了以往以来废气处理方法存在的问题。本发明是一种废气处理方法，其特征在于，在使用含有强碱性电位水的水溶液的废气处理装置中，使废气与含有强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水直接接触、混合。

Description

废气处理方法
技术领域
本发明涉及一种处理涂装工程等排出的废气的方法。
背景技术
以往以来为了去除废气中的酸性物质，使用投放药剂法、水喷淋法等所谓的湿式洗涤法，湿式洗涤法一般采用使废气通过氢氧化钠溶液等发生中和反应的方法。
而处理废气中恶臭的方法有洗涤法、吸附法、燃烧法、冷凝法、生物除臭法、臭氧除臭法、光催化除臭法、等离子除臭法、消臭剂/除臭剂法等。
被处理的废气极为复杂多样，对于从畜牧农业、肥料饲料生产工厂、食品生产工厂、橡胶工厂、涂装工厂、印刷工厂、木材工厂、铸造工厂、垃圾处理厂、粪尿处理厂、食用肉市场、堆肥设备、化粪池、洗衣工厂、餐厅等排出的废气，如何处理恶臭是个问题。
现在的事实情况是，恶臭在废气中产生的过程非常复杂，很多情况下难以用上述方法应对，问题还没有得到解决。
尤其是很难从高温环境下的烤漆工程的烘烤步骤排出的废气中除去恶臭。不断出现来自周围地区的不满、纠纷，这正成为动摇涂装行业存续基础的一个问题。
然而，导致废气出现恶臭的物质多种多样，没有一种针对种类不同的所有恶臭物质都有效的方法。另外，即使有应对恶臭物质的良好方法，也存在很多难题，例如为了发挥其效果需要高精度的管理等。
例如，洗涤法在很多领域被使用，尤其适合去除动植物腐烂的臭味、化学工厂等的单一成分的恶臭，但被认为一般不适合去除有机溶剂臭味、焦臭等。
以往以来洗涤法被单独使用，但也有很多时候与其他除臭方法组合使用，用洗涤法+吸附法处理高浓度臭气的方法(参照专利文献1)被广泛知晓。
另外，作为除臭装置的预处理，洗涤法也多在气体的冷却、加湿、捕集尘雾等中被使用。
但是，不管哪种除臭方法、除臭装置，若要持续保持其除臭性能指标，则恰当的运行管理和维护很重要。
如上，处理各种废气恶臭的方法有很多种，但存在各种问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2010-075879号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，以往以来的投放药剂法、水喷淋法等所谓的湿式洗涤法是使废气通过氢氧化钠溶液等发生中和反应的方法，但这种方法需将大量药剂溶于水使用，在机器管理方面在多余的设备和劳力上花费成本。
本发明提供一种去除汽车排放废气以外的各种废气中的恶臭的方法，能够解决上述以往以来的问题，即旨在提供一种从畜牧农业、肥料饲料生产工厂、食品生产工厂、橡胶工厂、涂装工厂、印刷工厂、木材工厂、铸造工厂、垃圾处理厂、粪尿处理厂、食用肉市场、堆肥设备、化粪池、洗衣工厂、餐厅等排出的废气中去除恶臭的方法。
用于解决问题的方案
用于解决本发明课题的方案如下。
(1)本发明废气处理方法的特征在于，在使用含有强碱性电位水的水的废气处理装置中，使废气与含有强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水直接接触。
(2)根据上述(1)所述废气处理方法，其特征在于，在含有强碱性电位水的水接触了废气后，向其内添加PH在9.5以上且ORP在0mV至-960mV的强碱性电位水，使之成为所述PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水，将其循环再利用。
(3)根据上述(2)所述废气处理方法,其特征在于，所述添加的强碱性电位水PH为11至14、且ORP为-200mV至-960mV。
(4)根据上述(1)至(3)任一项所述的废气处理方法，其特征在于，在含有强碱性电位水的水接触了废气后，从中分离、回收析出物。
(5)根据上述(1)至(4)任一项所述的废气处理方法，其特征在于，使废气乘高速气流直接与含有强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水进行高速接触、碰撞、强制搅拌，然后从直接接触了废气的含有强碱性电位水的水中分离、回收析出物。
(6)根据上述(1)至(5)任一项所述废气处理方法，其特征在于，废气的温度为100℃至300℃。
(7)一种实施上述(1)至(6)任一项所述废气处理方法的废气处理装置，其特征在于由以下部分组成：存储含有强碱性电位水的水的储存槽1；设置在该储存槽1上部的导入废气的箱体24；用于向该箱体24内导入废气的排气扇(吸气扇)8；使导入到该箱体24内的废气与存储在该储存槽1里的含有强碱性电位水的水直接接触、混合的接触混合部。
(8)根据上述(7)所述废气处理装置，其特征在于，具有强碱性电位水生成器13，用于向所述储存槽1供应强碱性电位水。
(9)根据上述(7)或(8)所述废气处理装置，其特征在于，所述接触·混合部由洗涤塔(2)和反射板(或旋涡板)(6)构成，筒状的洗涤塔(2)在顶部连接有排气扇(吸气扇)(8)，在内壁上设有向下倾斜突出的碰撞板(4)，反射板(或旋涡板)(6)设置在洗涤塔(2)的下端部(5)的近旁。该洗涤塔(2)设置在所述储存槽(1)上，其下端部(5)与存储在所述储存槽1中的含强碱性电位水的水水面间形成很小的缝隙(3)。
(10)根据上述(7)或(8)所述废气处理装置，其特征在于，所述接触混合部由喷淋头20组成，喷淋头20通过泵19喷洒存储在所述储存槽1中的含有强碱性电位水的水。
(11)根据上述(7)或(8)所述废气处理装置，其特征在于，所述接触混合部由管道23组成，管道23将载有废气的气流16导入存储在所述储存槽1中的含强碱性电位水的水中鼓泡。
本发明的废气除臭方法处理的对象为除汽车排放废气以外的所述全部各种废气，其中作为下列废气的除臭方法有效：从畜牧农业、肥料饲料生产工厂、食品生产工厂、橡胶工厂、涂装工厂、印刷工厂、木材工厂、铸造工厂、垃圾处理厂、粪尿处理厂、食用肉市场、堆肥设备、化粪池、洗衣工厂、餐厅等工业工程中排出的废气，或从涂装工程、尤其是烤漆的烘烤步骤中排出的废气。
以下举例说明从烤漆的烘烤步骤排放的废气中除臭的方法。
该烘烤步骤的臭气主要来源于废气中所含的涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)、溶剂、工程产生的醛成分(大气污染防治法规定)。我们对该烤漆的烘烤步骤的恶臭处理问题进行了专心研究，发现了一种极为有效的方法，即通过使该废气与含有强碱性电位水的水接触，使废气中所含的涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)作为沉淀物析出、分离，同时极为有效地去除该废气中的恶臭。
并且，在本发明中我们发现，在使烤漆的烘烤步骤的废气与含有强碱性电位水的水接触时，含有强碱性电位水的水通过吸收高温废气的热度使其降温而同时极为有效地去除该废气中的恶臭。
根据本发明，使该废气与含有强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水接触，使该废气中的涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)析出、分离。
此时，下列做法尤为有效，即将该废气直接与含有强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水进行高速接触、碰撞、强制搅拌，从该废气中析出、分离涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)。
另外，如果向所述与废气接触的与含有强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水中添加碳原子数为1至12的醇类、尤其是异丙醇作为添加剂，以每100份(重量)该水添加0.01至10(重量)的醇类、尤其是异丙醇，则有效防止所述析出物附着在容器壁上及防止所述析出物导致的管道堵塞。
发明的效果
本发明的废气处理方法能够从该废气中析出、分离涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)、同时完全去除该废气中的恶臭，发挥了用以往处理方法完全不可想象的效果。(另外，我们推测是通过以下方式去除臭气的，即该废气恶臭的原因之一的醛在经所述含有碱性电位水的水处理时，通过醇醛缩合反应聚合进入到所述析出物中。)
基于这一效果，本发明会完全解决烤漆塗装废气中的恶臭导致发生周围地区不满、纠纷的问题，尤其在涂装行业本发明的作用极大。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式，一种废气处理装置的截面图及强碱性离子水生成装置示意图。
图2为本发明的另一种实施方式，喷淋式废气处理装置示例图。
图3为本发明的另一种实施方式，鼓泡式废气处理装置示例图。
图4为析出物沉淀状态示意图。
具体实施方式
本发明的发明人找到了下列处理方法、完成了本发明。即通过将添加了强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水用作捕集废气的循环水，尤其对于烤漆步骤中的废气，从废气中析出涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)、并完全去除废气中的恶臭。
经过本发明人的专心研究，该方法与以往用循环水(自来水)捕集的方法不同，其通过使用具有特定作用的含有强碱性电位水的水，尤其处理烤漆的烘烤步骤废气时，能够高效且有效地从废气中析出涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)、并能完全去除废气中的恶臭。
本发明中，与废气接触的含有强碱性电位水的水的PH为9以上，优选11以上，最好为12以上。PH上限为14，此程度的PH以下可使用。
该水的ORP为0mV以下，优选0mV至-960mV，更好则需要-200mV至-960mV。
若PH不足9、或ORP超过0mV则不理想，因其与废气接触后不能从废气中充分析出、分离涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)、且不能完全去除恶臭。
此处PH是表示水的酸性、碱性的标准，ORP是氧化还原电位的单位。ORP在0mV以下的物质具有还原能力、在0mV以上的物质具有氧化能力，均可使用市场上销售的测量计测量。
本发明人使用了东亚DKK株式会社生产的HM-30P型PH计和PM-30P型ORP计作为测量计进行测量。
在本发明中，废气被排气扇(吸气扇)(参照图1的8)吸收、捕集，通过直接与含有强碱性电位水的水进行高速接触、碰撞、强制搅拌发生反应，基于下述机制，涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)被从废气中分离、回收，恶臭也完全被去除。
本发明所用的含有强碱性电位水的水能够循环再利用，很经济。在析出、分离所述涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)后，虽然有时含有强碱性电位水的水中会含有细颗粒成分，但这不构成什么问题。
本发明中，在析出、分离涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)并同时去除恶臭方面，不仅仅使废气与含有强碱性电位水的水直接接触，而是使其高速接触、碰撞、搅拌，这样效果令人满意。
例如，废气被排气扇(吸气扇)(参照图1的8)产生的高速气流捕集，优选乘秒速在10m/秒以上的高速气流与含有强碱性电位水的水直接高速地接触、碰撞、搅拌，据此发生废气中涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)的分离。(参照图1)
废气中虽然含有有机物、无机填料等微粒，但该废气乘除臭装置的排气扇(吸气扇)(参照图1的8)制造的气流(参照图1的16)被吸引到搅拌混合部(参照图1的18)，在该搅拌混合部中，通过更优选30m/秒以上的高速气流(另外，此时所述气流16在通过狭窄的间隙3时变为高速气流，通过雷诺效应成为乱气流并同时产生负压，将所述含有强碱性电位水的水吸上来使之上升)作用使废气与含有强碱性电位水的水直接高速接触、碰撞，从而发生强制搅拌混合，含有强碱性电位水的水强力撞击废气，从废气中析出涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)，同时去除恶臭。
以下就强碱性电位水进行叙述。
本发明使用的强碱性电位水由一般的强碱性电位水生成器生成，需要其PH为9.5以上、且ORP为0mV至-960mV，优选PH为11至14、且ORP为-200mV至-960mV。ORP在-960mV以下也可。
强碱性电位水由水和电制造(生成)，其原理和制造方法已经广泛公开，为周知的技术。
在生成强碱性电位水时，合适的电解质为碳酸钾，将该水溶液作为原水供应给强碱性电位水生成器。虽使用碳酸钾作为电解质，但生成的强碱性电位水中不含碳酸钾。因完全不含有化学合成物质，故BOD(生化需氧量)、COD(化学需氧量)、正己烷(含油量)、SS(悬浮物)的值为0。
本发明使用的强碱性电位水，其PH和ORP值能够分别进行控制，由于其具有特定PH和特定ORP值，使其含大量电子、具有很强的分子间引力(电子剥离作用)，基于该作用产生杀菌效果，并且因为溶解的氢含量多、溶解的氧含量少，能防止电位水本身的腐坏、有消臭作用。
此外，碱性电位水的温度以40度至70度为宜，40度以下也可。
基于本发明的废气处理方法，恶臭不向周边环境中扩散，能够提供更好的作业环境及周边环境。
并且，析出、分离的涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)可手动或自动分离，分离后的成分经干燥后可作为水泥等的次要材料使用。
以下根据图1-4对本发明的实施方式进行说明。
实施例1
使用图1的废气处理装置，使用含有强碱性电位水的、PH为9.5至10且ORP保持在-200mV至-960mV的水，对三聚氰胺类树脂烤漆涂装废气(以下，仅称为废气)进行连续8小时处理后，我们发现其除臭效果是处理后的该废气中完全感觉不到臭气。
同时，析出、分离出的涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)有少许附着在了容器壁上，但是作为沉淀物容易地回收了。该沉淀物也完全感觉不到臭气。
下面详细说明图1的废气处理装置。
图1中，废气处理装置17主要由储存槽1、洗涤塔(气液分离装置)2和分离槽9构成。储存槽1存储循环水12(含有强碱性电位水的、PH为9.5至10且ORP保持在-200mV至-960mV的水)。
废气处理装置17中，通过排气扇(吸气扇)8排出空气，使洗涤塔2中为负压，产生如箭头所示的高速气流16，其通过洗涤塔(气液分离装置)2的下端部5与循环水12的水面所形成的小间隙3。
烤漆的烘烤步骤产生的废气随着该气流16，从洗涤塔(气液分离装置)2的下端部5与循环水12的水面所形成的小间隙3引入洗涤塔(气液分离装置)2(此时，所述气流16在通过所述很小的间隙3时成为达到10米/秒以上的高速气流)，通过设置于所述间隙3近旁的反射板6(或旋涡板)形成的搅拌混合部18，速度达到10米/秒以上的高速气流和循环水12和废气沿着反射板6(或旋涡板)强烈旋转的同时强制搅拌混合。
进一步，循环水12混合有高速气流运送的废气，循环水12与洗涤塔(气液分离装置)2内的碰撞板4碰撞，势头减弱，捕集了涂料成分(单纯有机成分、或有机成分与无机成分的混合物)的循环水12成为水滴下落，从洗涤塔(气液分离装置)2的滴落口7流入分离槽9。在此工艺期间，废气在析出、分离出有机成分、或有机成分与无机成分的混合物(以下，称为沉淀物)后通过排气扇(吸气扇)8排入大气。
分离槽9中设有堰10。堰10安装于水槽1的底部，上部没入距离水面1/4的水深处。因此，沉降下来的比重较重的有机成分和无机成分的混合物的沉淀物，因为水流被堰10挡住，所以堆积于其前方，而上浮了的比重较轻的有机成分的沉淀物随着流动聚集于分离槽9的内壁面。
分离槽9的下方设置与储存槽1连通的配管11，处理过废气的含有强碱性电位水的水经由该配管11返回所述储存槽1，再次成为捕集用循环水12。
分离槽9中，变为沉积物的比重较重的所述沉淀物滞留堆积于堰10，变为浮游物的比重较轻的所述沉淀物滞留堆积于分离槽9的内壁面，因此可以自动或手动将其排出。
图1中，使用搅拌混合部18可以顺利地发挥强制搅拌混合作用，因此为了控制储存槽1的循环水2的水面，调整所述间隙3，同时调整循环水12的PH和ORP，从强碱性电位水生成器13适当供给强碱性电位水26。
对于烤漆的烘烤步骤产生的废气，关于其使用水(即循环水12)的分离机制，其内容如下，该水(即循环水12)包含强碱性电位水26。
1)烤漆的烘烤步骤产生的废气中的单纯有机成分或有机成分与无机成分的混合物接受含有强碱性电位水26的水(即循环水12)的冲击，被从该废气中析出、分离。
另外，我们推定是通过以下方式去除臭气的，即该废气恶臭的原因之一的醛在经所述含有碱性电位水的水处理时，通过醇醛缩合反应聚合进入到所述析出物中。
本发明人如第0025段至第0034段说明的那样，使用图1的废气处理装置17处理废气之后，观察从洗涤塔(气液分离装置)2的滴落口7近旁的分离槽9的底部附近采集到的循环水12，可以发现有机成分与无机成分的混合物析出为沉淀物。(参照图4)
分析沉淀物27，确认了Si、S、Ca、Cr、Fe、Cu、Zn等成分。
表1是从烤漆的烘烤步骤产生的废气中析出的沉淀物所含有的金属测定值。
[表1]
成分 分散率
1 Si 1
2 S 0.06
3 Ca 0.46
4 Cr 0.05
5 Fe 0.3
6 Cu 0.1
7 Zn 0.23
分析方法神奈川县产业技术中心使用X线分析显微镜进行的能量分散测定
假设Si为1.0时的分散率。
同时，图1中，因为使用了本发明的含有强碱性电位水的水，储存槽1中的循环水12不会发生腐坏，不会向周围环境扩散恶臭，可以提供更好的作业环境以及周围环境，使封闭系统成为可能，一年中无需更换循环水2，减少经费负担。
如果在废气处理中使用含有强碱性电位水26的水，其将强烈撞击烤漆的烘烤步骤产生的废气，从废气中析出单纯有机成分或有机成分与无机成分的混合物，成为沉淀物。
实施例2
除了使用图2的喷淋式废气处理装置之外，进行与实施例1相同的处理之后，发现虽然除臭效果与实施例1相比略有逊色，但是处理后的该废气感觉不到臭气。
同时，析出、分离出的涂料成分(有机成分与无机成分的混合物)有少许附着在了容器壁上，但是作为沉淀物被容易地回收了。该沉淀物也感觉不到臭气。
[比较例1]
除了使用自来水代替强碱性电位水之外，如实施例1所述实施的结果是，析出物呈悬浊状态，有臭气。其除臭效果不予认可。
[比较例2]
除了使用含有强碱性电位水的、PH为9.5至10且ORP保持在+200mV的水之外，如实施例1所述实施的结果是，析出物呈悬浊状态，有臭气。其除臭效果不予认可。
实施例3
除了每100份(重量)的含有强碱性电位水的水中使用1份(重量)的异丙醇作为添加剂之外，如实施例1所述实施的结果是，除了具有实施例1的效果之外，产生的析出物在容器壁上的附着明显减轻。
工业上的使用可能性
基于防止臭气向大气中扩散的视角，除臭是必需的对策。现实情况是，对于有机溶剂等恶臭物质，其捕集会花费成本，因此中小企业在其除臭处理上没有进展。本发明在管理和维持方面与以往的废气处理方法相比显著有效，因此尤其在烤漆的烘烤步骤等的废气除臭中，能够期待其发挥极大的效果。
附图标记说明
1  储存槽
2  洗涤塔(气液分离装置)
3  间隙
4  碰撞板
5  下端部
6  反射板
7  滴落口
8  排气扇(吸气扇)
9  分离槽
10  堰
11  配管
12  循环水
13  强碱性电位水生成器
14  原水
15  沉淀物
16  载有废气的气流
17  废气处理装置
18  搅拌混合部
19  泵
20  喷淋头
21  喷淋
22  气水分离膜
23  管道
24  箱体
25  喷淋区
26  强碱性电位水
27  有机成分与无机成分的混合析出物
28  容器
29  含有强碱性电位水的水

Claims (11)

1.一种废气处理方法，其特征在于，在使用含有强碱性电位水的水的废气处理装置中，使废气与含有强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水直接接触、混合。
2.根据权利要求1所述的废气处理方法，其特征在于，在含有强碱性电位水的水接触了废气后，向其内添加PH在9.5以上且ORP在0mV至-960mV的强碱性电位水，使之成为所述PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水，将其循环再利用。
3.根据权利要求2所述的废气处理方法，其特征在于，所述添加的强碱性电位水PH为11至14、且ORP为-200mV至-960mV。
4.根据权利要求1至3任一项所述的废气处理方法，其特征在于，在含有强碱性电位水的水接触了废气后，从中分离、回收析出物。
5.根据权利要求1至4任一项所述的废气处理方法，其特征在于，使废气乘高速气流直接与含有强碱性电位水的、PH为9以上且ORP保持在0mV以下的水进行高速接触、碰撞、强制搅拌，然后从直接接触了废气的含有强碱性电位水的水中分离、回收析出物。
6.根据权利要求1至5任一项所述的废气处理方法，其特征在于，废气的温度为100℃至300℃。
7.一种实施权利要求1至6任一项所述的废气处理方法的废气处理装置，其特征在于由以下部分组成：存储含有强碱性电位水的水的储存槽(1)；设置在该储存槽(1)上部的导入废气的箱体(24)；用于向该箱体(24)内导入废气的排气扇(吸气扇)(8)；使导入到该箱体(24)内的废气与存储在该储存槽(1)里的含有强碱性电位水的水直接接触、混合的接触混合部。
8.根据权利要求7所述的废气处理装置，其特征在于，具有强碱性电位水生成器(13)，用于向所述储存槽(1)供应强碱性电位水。
9.根据权利要求7或8所述的废气处理装置，其特征在于，所述接触混合部由洗涤塔(2)和反射板(或旋涡板)(6)构成，筒状的洗涤塔(2)在顶部连接有排气扇(吸气扇)(8)，在内壁上设有向下倾斜突出的碰撞板(4)，反射板(或旋涡板)(6)设置在洗涤塔(2)的下端(5)的近旁。该洗涤塔(2)设置在所述储存槽(1)上，其下端部(5)与存储在所述储存槽1中的含强碱性电位水的水水面间形成很小的缝隙(3)。
10.根据权利要求7或8所述的废气处理装置，其特征在于，所述接触混合部由喷淋头(20)组成，喷淋头(20)通过泵(19)喷洒存储在所述储存槽(1)中的含有强碱性电位水的水。
11.根据权利要求7或8所述的废气处理装置，其特征在于，所述接触混合部由管道(23)组成，管道(23)将载有废气的气流16导入存储在所述储存槽1中的含强碱性电位水的水中鼓泡。
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