CN104941409A - 集成式恶臭净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种集成式恶臭净化系统。该装置主要包括:包括:主反应塔、引风机和尾气吸收塔,引风机的一端经过管道与主反应塔的顶部相连,另一端通过管道与尾气吸收塔的底部相连,恶臭气体依次经过主反应塔、引风机和尾气吸收塔。在主反应塔内自下而上设置预吸收装置、除雾器和低温臭气净化装置,在尾气吸收塔内自下而上设置后吸收装置、集液槽、旋流器、深度吸收装置和第二除雾器。本发明采用等离子技术体与脱硫脱硝技术相结合的方式,主反应塔内利用等离子体技术将恶臭物质转化为无臭的二氧化碳和氮氧化物等小分子物质,实现除臭功能;尾气吸收塔则对恶臭气体的小分子物质进行吸收,并对部分难降解的大分子做深度吸收达到相应排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及气体净化技术领域,尤其涉及一种集成式恶臭净化系统。
背景技术
恶臭,也称恶毒气体,指一切刺激嗅觉器官引起人不愉快及损坏生活环境的气体物质,即难闻气体。恶臭可毒害呼吸道,心血管及神经系统,损害人体的嗅觉,是使人体产生畸变、癌变的原因之一。恶臭的成分比较复杂,其中危害较大的有硫化氢、氨气、硫醇类(如:甲硫醇)、硫醚类(如:二甲二硫醚)、甲苯、苯酚、吲哚类(如:氮(杂)茚)、脂肪酸类、醛类、胺类以及含卤素有机物等十几种。生活中,有些恶臭气体直接排放大气,给大气造成污染,直接危害人体健康,给人们生活造成不必要的困扰;有些恶臭气体随水和废渣排放水体,不仅影响水质,而且对水生生物的生命造成威胁。恶臭影响程度大,波及范围广,公众反应更强烈。随着人们生活水平的提高,恶臭气体处理受到广泛关注。
味精制造厂和垃圾站的恶臭气体主要有氨、甲硫醚、硫化氢、甲烷、甲硫醇醛类、丙酸、氮(杂)茚以及硫醇类物质等,鉴于恶臭具有上述危害,有必要在味精生产加工和垃圾收集、储存、运输和处理过程中采取相应的措施来对控制和处理产生的恶臭。
传统的恶臭处理方法包括:水洗法、燃烧法、冷却法、吸附法、空气稀释法、酸碱吸收法、生物膜法、氧化法以及催化转化法等,这些方法存在运行费用高、二次污染、处理效果不佳和控制难度大等缺陷,尤其是对低浓度、大流量且治理后浓度要求更低的恶臭废气的处理而言,除臭效果不佳。
近年来兴起的低温等离子体技术作为一种新型恶臭治理方法,具有净化效率高、能耗低、二次污染少、适用范围广、处理量大、操作简单的环保处理新技术,尤其适合处理低浓度、大气量气态污染物,该方法利用等离子体中的大量活性粒子可直接对有毒、有害和难降解的物质分解去除。
目前等离子体技术治恶臭气体主要存在的问题有:等离子体技术对一部分大分子有机物难以降解,气体流量较大,污染物浓度较高时,难以做到无害无臭化处理;此外,经过等离子体反应后的恶臭物质转化为硫化物(如三氧化硫)和氮氧化物等恶臭味的小分子物质,这些小分子物质也是主要的大气污染物,从而造成二次污染,能耗高。而深度处理过程中由于无臭味的小分子物质的存在,药剂的有效利用率大大降低。
发明内容
本发明的实施例提供了一种集成式恶臭净化系统,以实现对恶臭气体进行有效的净化处理。
为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案。
一种集成式恶臭净化系统,包括:主反应塔(100)、引风机(6)和尾气吸收塔(200),所述引风机(6)的一端经过管道与所述主反应塔(100)的顶部相连,所述引风机(6)的另一端通过管道与所述尾气吸收塔(200)的底部相连,恶臭气体依次经过所述主反应塔(100)、引风机(6)和尾气吸收塔(200)。
优选地,在所述主反应塔(100)内自下而上设置预吸收装置,第一除雾器(4)和低温臭气净化装置(5),恶臭气体由所述主反应塔(100)底部的进气口(1)进入所述主反应塔(100)内,并依次经过所述吸预收装置、低温臭气净化装置(5)和第一除雾器(4)。
优选地,在所述主反应塔(100)和尾气吸收塔(200)之间设置水箱(15),所述主反应塔(100)内的预吸收装置包括第一填料层(2)、第一喷淋装置(3)和循环泵(14),所述第一除雾器(4)设置在所述第一喷淋装置(3)和所述低温臭气净化装置(5)之间,在所述第一填料层(2)部分设置第一观察孔(13),所述循环泵(14)与所述第一喷淋装置(3)和所述水箱(15)连接,将所述水箱(15)中的水抽取到所述第一喷淋装置(3)中。
优选地,在所述主反应塔(100)的塔底储存吸收液,所述循环泵(14)的一端连接塔底洗收液,另一端连接所述第一喷淋装置(3),实现吸收液循环。
优选地,在所述尾气吸收塔(200)内自下而上设置后吸收装置、集液槽(17)、旋流器(9)、深度吸收装置和第二除雾器(12),烟气由所述尾气吸收塔(200)底部的进气口进入所述尾气吸收塔(200)内,并依次经过所述后吸收装置、所述集液槽(17)、所述旋流器(9)、所述深度吸收装置和所述第二除雾器(12),最后由所述尾气吸收塔(200)的顶部排放大气。
优选地,所述后吸收装置中包括第二填料层(7)、第二喷淋装置(8)和循环泵(19),在所述第二填料层(7)部分设置第二观察孔(16),所述循环泵(19)和所述第二喷淋装置(8)、水箱(15)连接,将所述水箱(15)中的水抽取到所述第二喷淋装置(8)中。
优选地,在所述尾气吸收塔(200)的底部设置洗收液,所述循环泵(19)的一端连接塔底洗收液,另一端连接所述第二喷淋装置(8),实现吸收液循环。
优选地,所述深度吸收装置包括第三填料层(10)、第三喷淋装置(11)、旋流器(9)、药剂箱(20)、集液槽(17)和循环泵(21),所述集液槽(17)设置在所述第三喷淋装置(11)和所述旋流器(9)之间,由罐体内壁和斜向上的挡板组成,所述集液槽(17)的底部通过管道与所述药剂箱(20)相连。
优选地,所述循环泵(21)的一端连接药剂箱(20),另一端连接所述第三喷淋装置(11),实现吸收液循环。
优选地,所述旋流器(9)设置在所述集液槽(17)和所述深度吸收装置之间,吸收液经过所述旋流器(9)后沿管壁流下,被所述集液槽(17)收集并通过管道回流到所述药剂箱(20)。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明实施例通过构造由主反应塔、引风机和尾气吸收塔组成的集成式恶臭净化系统,采用等离子技术体与脱硫脱硝技术相结合的方式,采用双塔三循环的结构,实现了恶臭气体高效彻底的去除,主反应塔内利用等离子体技术将恶臭物质转化为无臭的硫化物和氮氧化物等小分子物质,实现除臭功能;尾气吸收塔则对该类污染大气的小分子物质进行吸收,并对部分难降解的大分子做深度吸收。本发明实施例的集成式恶臭净化系统适用于恶臭气体处理,尤其涉及高浓度的恶臭气体处理,具有除臭效率高,运行费用低,操作简单,无二次污染的优点。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种集成式恶臭净化系统的结构示意图,
图中:主反应塔100、尾气吸收塔200,1:进气口、2:第一填料层、3:第一喷淋装置、4:第一除雾器、5:低温臭气净化装置、6:引风机、7:第二填料层、8:第二喷淋装置、9:水力旋流器、10:第三填料层、11:第三喷淋装置、12:第二除雾器、13:第一观察孔、14:循环泵1、15:水箱、16:第二观察孔、17:挡板、18:第三观察孔、19:循环泵2、20:药剂箱、21:循环泵3和22:阀门。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例在消除臭味的基础上,对恶臭物质转化生成的硫化物,氮氧化物做了进一步的吸收,并对难降解的恶臭物质做了深度处理,在保证臭味达标的同时也能实现了硫化物,氮氧化物的达标排放,在保证高效除臭的同时,也解决了二次污染问题。
等离子体被称为是除固、液、气三态以外的第4种物形态,它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的呈电中性的导电性流体。等离子体一般分为热等离子体(平衡等离子体)和低温等离子体(非平衡等离子体),低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域被广泛应用,低温等离子体技术在使整个等离子体体系保持低温的前提下,产生具有足够高的能量的电子,通过碰撞使气体分子激发、解离和电离;从而实现化学反应和能量的有效利用,使其在环保领域有着广泛的应用前景。
等离子体的产生主要有气体放电法、射线照射法、光电离法、热电离法等等。综合各种放电形式,其中气体放电最为普遍和常用。通常把在电场作用下气体被击穿而导电的物理现象称为气体放电,通过此种方式产生的等离子体叫做气体放电等离子体。
本发明实施例提供的一种集成式恶臭净化系统的结构示意图如图1所示,包括:主反应塔100、尾气吸收塔200、进气口1、第一填料层2、第一喷淋装置3、第一除雾器4、低温臭气净化装置5、引风机6、第二填料层7、第二喷淋装置8、水力旋流器9、第三填料层10、第三喷淋装置11、第二除雾器12、第一观察孔13、循环泵1-14、水箱15、第二观察孔16、挡板17、第三观察孔18、循环泵2-19、药剂箱20、循环泵3-21和阀门22。
如图1所示,本发明实施例包括主反应塔100、引风机6和尾气吸收塔200,引风机6的一端经过管道与主反应塔100的顶部相连,另一端通过管道与尾气吸收塔200的底部相连,废气依次经过主反应塔100、引风机6和尾气吸收塔200。
所述主反应塔100内自下而上设置吸预收装置,第一除雾器4和低温臭气净化装置5,恶臭气体由主反应塔100底部的进气口1进入主反应塔100内,并依次经过预吸收装置,低温臭气净化装置5和第一除雾器4。
在所述主反应塔(100)和尾气吸收塔(200)之间设置水箱(15),所述主反应塔100内的预吸收装置包括第一填料层2、第一喷淋装置3和循环泵14,在第一填料层2部分设置观察孔13。循环泵14与第一喷淋装置3和水箱15连接,将水箱15中的水抽取到第一喷淋装置3中。在主反应塔100的塔底储存吸收液,循环泵14一端连接塔底洗收液,一端连接第一喷淋装置3,实现吸收液循环,上述预吸收装置主要起除尘和预吸收作用,第一除雾器4设置在第一喷淋装置3和低温臭气净化装置5之间,可以去除恶臭气体中夹杂的液滴。上述预吸收装置和第一除雾器4两者联合,可以起除尘和预吸收作用,保证了后续低温臭气净化装置5的高效稳定的运行。
经过上述预吸收装置预处理后的臭气进入低温臭气净化装置5,在高能电场的作用下,一方面,电极空间里产生的高能电子以每秒钟300万次至3000万次的速度去撞击异味气体分子,恶臭物质直接被分解成单质或转化为无臭物质,另一方面,恶臭物质在大量高能电子、离子、激发态粒子、氧自由基和氢自由基等作用下被氧化分解为无臭小分子(如SO2,SO3,NOX,CO2等),该低温臭气净化装置5的供电电源为高压放电器。经过低温臭气净化装置5处理后,原来的恶臭气体主要被转化为一些无臭味的小分子和一些难降解的有臭味的物质,这些无臭味的小分子和有臭味的物质在主反应塔100顶部排出,沿管道经过引风机6到达尾气吸收塔200的底部的进气口,通过该进气口进入尾气吸收塔200。
所述尾气吸收塔200内自下而上设置后吸收装置、集液槽17、旋流器9、深度吸收装置和第二除雾器12,烟气由尾气吸收塔200底部的进气口进入尾气吸收塔200内,并依次经过后吸收装置、集液槽17、旋流器9、深度吸收装置和第二除雾器12,最后由尾气吸收塔200的顶部排放大气。
烟气在尾气吸收塔内先要经过后吸收装置,该后吸收装置中包括第二填料层7、第二喷淋装置8和循环泵19,在第二填料层7部分设置第二观察孔16。吸收液体储存在尾气吸收塔200的塔底,循环泵19一端连接塔底洗收液,另一端连接第二喷淋装置8,实现吸收液循环。循环泵19与第二喷淋装置8和水箱15连接,将水箱15中的水抽取到第二喷淋装置8中。该后吸收装置主要吸收经等离子反应后产生的硫化物,氮氧化物等大气污染物,在消除二次污染的同时也缓解了深度吸收负荷,使药剂的有效利用率提高,从而减少药剂的投加量,降低运行成本,烟气经过该后吸收装置后进入深度吸收装置。
深度吸收装置在尾气吸收塔200的上半部分,其包括第三填料层10、第三喷淋装置11、旋流器9、药剂箱20、集液槽17和循环泵21。集液槽17设置在第三喷淋装置11和旋流器9之间,由罐体内壁和斜向上成45度的挡板组成,集液槽17的底部通过穿过的罐体的管道与药剂箱相连,集液槽17的作用是收集深度吸收的喷淋液并通过管道回流到药剂箱20,实现深度吸收液循环使用。
所述旋流器9设置在集液槽17和深度吸收装置之间,其作用是实现水气的充分混合并使吸收液沿罐体内壁留下,以便集液槽17能有效收集。吸收液经过旋流器9后沿管壁流下,被集液槽17收集并通过管道回流到药剂箱。循环泵21一端接药剂箱,一端接第三喷淋装置11,实现吸收液循环。
深度吸收装置的主要作用是对难降解的恶臭物质做进一步的处理,保证臭气达标排放,经过该深度吸收装置净化后的废气通过第二除雾器12由尾气吸收塔200的塔顶排放出去。
等离子体除臭有两个途径:一个是在等离子产生过程中,恶臭物质受高能电子轰击可以直接被分解成单质或转化为无害无臭物质。在外加电场的作用下,电极空间里的电子获得能量后加速运动,以每秒钟300万次至3000万次的速度去撞击异味气体分子,当电子的能量与异味气体分子的某一化学键键能相同或略大时,发生非弹性碰撞,电子将大部分动能转化为污染物分子的内能,从而引发了使其发生激发、离解或电离等一系列复杂的物理、化学反应,使得产生臭味的基团化学键断裂,再经过多级净化而达到除臭目的。另一个是恶臭物质在大量高能电子、离子、激发态粒子、氧自由基和氢自由基等作用下氧化分解为无害产物。
其主要过程可通过以下反应式表达:(AB—污染物分子,e-电子)
激发:e+AB→AB*+e
中性离解:e+AB→A+B+e
直接离子化:e+AB→AB++2e
离子化离解:e+AB→A+B++2e,A++B+2e
形成负离子:e+AB→AB-(电子吸附)
e+AB→A+B-(电子离附)
中性离解和离子化离解产生大量带有为成对电子的中性基团,使等离子体具有活泼的化学性质,可对恶臭物质氧化去除,主要反应如下:
H2S+O2,O2-,O2+→SO3+H2O
NH3+O2,O2-,O2+→NOX+H2O
VOCs+O2,O2-,O2+→SO3+CO2+H2O
本发明实施例的低温等离子体除臭装置不仅有等离子,还有大量的臭氧。臭氧具有很强的氧化性能,可很快速分解产生臭味及其它气味的有机或无机物质,臭味的主要成分是胺R3N、硫化氢H2S,甲硫醇CH3SH等。臭氧对其氧化分解,生成物没有或有较少的气味。
R3N+O3→R3N-O+O2
H2S+O3→S+H2O+O2
CH3SH+O3→[CH3-S-S-CH3]→CH3-SO3H+O2
综上所述,本发明实施例通过构造由主反应塔、引风机和尾气吸收塔组成的集成式恶臭净化系统,采用等离子技术体与脱硫脱硝技术相结合的方式,通过双塔三循环的结构,实现了恶臭气体高效彻底的去除,主反应塔内利用等离子体技术将恶臭物质转化为无臭的硫化物和氮氧化物等小分子物质,实现除臭功能;尾气吸收塔则对该类污染大气的小分子物质进行吸收,并对部分难降解的大分子做深度吸收,达到相应排放标准。本发明实施例的集成式恶臭净化系统适用于恶臭气体处理,尤其涉及高浓度的恶臭气体处理,具有除臭效率高,运行费用低,操作简单,无二次污染的优点。
本发明实施例的装置在等离子体反应器前后均设置吸收装置,前吸收装置起到除尘和预吸收易溶于水的恶臭物质的作用,可以减轻等离子体反应器的负荷,保证等离子反应的高效稳定。后吸收装置与深度吸收集成于一个尾气吸收塔内,但各自有相互独立的循环系统。后吸收装置主要吸收经等离子反应后产生的硫化物,氮氧化物等大气污染物,在消除二次污染的同时也缓解了深度吸收负荷,使药剂的有效利用率提高,从而减少药剂的投加量,降低运行成本。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种集成式恶臭净化系统,其特征在于,包括:主反应塔(100)、引风机(6)和尾气吸收塔(200),所述引风机(6)的一端经过管道与所述主反应塔(100)的顶部相连,所述引风机(6)的另一端通过管道与所述尾气吸收塔(200)的底部相连,恶臭气体依次经过所述主反应塔(100)、引风机(6)和尾气吸收塔(200)。
2.根据权利要求1所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,在所述主反应塔(100)内自下而上设置预吸收装置,第一除雾器(4)和低温臭气净化装置(5),恶臭气体由所述主反应塔(100)底部的进气口(1)进入所述主反应塔(100)内,并依次经过所述吸预收装置、低温臭气净化装置(5)和第一除雾器(4)。
3.根据权利要求1所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,在所述主反应塔(100)和尾气吸收塔(200)之间设置水箱(15),所述主反应塔(100)内的预吸收装置包括第一填料层(2)、第一喷淋装置(3)和循环泵(14),所述第一除雾器(4)设置在所述第一喷淋装置(3)和所述低温臭气净化装置(5)之间,在所述第一填料层(2)部分设置第一观察孔(13),所述循环泵(14)与所述第一喷淋装置(3)和所述水箱(15)连接,将所述水箱(15)中的水抽取到所述第一喷淋装置(3)中。
4.根据权利要求3所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,在所述主反应塔(100)的塔底储存吸收液,所述循环泵(14)的一端连接塔底洗收液,另一端连接所述第一喷淋装置(3),实现吸收液循环。
5.根据权利要求3或4所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,在所述尾气吸收塔(200)内自下而上设置后吸收装置、集液槽(17)、旋流器(9)、深度吸收装置和第二除雾器(12),烟气由所述尾气吸收塔(200)底部的进气口进入所述尾气吸收塔(200)内,并依次经过所述后吸收装置、所述集液槽(17)、所述旋流器(9)、所述深度吸收装置和所述第二除雾器(12),最后由所述尾气吸收塔(200)的顶部排放大气。
6.根据权利要求5所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,所述后吸收装置中包括第二填料层(7)、第二喷淋装置(8)和循环泵(19),在所述第二填料层(7)部分设置第二观察孔(16),所述循环泵(19)与所述第二喷淋装置(8)和所述水箱(15)连接,将所述水箱(15)中的水抽取到所述第二喷淋装置(8)中。
7.根据权利要求6所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,在所述尾气吸收塔(200)的底部设置洗收液,所述循环泵(19)的一端连接塔底洗收液,另一端连接所述第二喷淋装置(8),实现吸收液循环。
8.根据权利要求7所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,所述深度吸收装置包括第三填料层(10)、第三喷淋装置(11)、旋流器(9)、药剂箱(20)、集液槽(17)和循环泵(21),所述集液槽(17)设置在所述第三喷淋装置(11)和所述旋流器(9)之间,由罐体内壁和斜向上的挡板组成,所述集液槽(17)的底部通过管道与所述药剂箱(20)相连。
9.根据权利要求8所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,所述循环泵(21)的一端连接药剂箱(20),另一端连接所述第三喷淋装置(11),实现吸收液循环。
10.根据权利要求9所述的集成式恶臭净化系统,其特征在于,所述旋流器(9)设置在所述集液槽(17)和所述深度吸收装置之间,吸收液经过所述旋流器(9)后沿管壁流下,被所述集液槽(17)收集并通过管道回流到所述药剂箱(20)。
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