CN105056726A

CN105056726A - 一种voc的臭氧微纳米气泡处理系统

Info

Publication number: CN105056726A
Application number: CN201510489777.3A
Authority: CN
Inventors: 孙新成; 吕斯濠; 陈梅; 黄国富; 陈炳东; 陈亭
Original assignee: Dongguan Bosoe Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Dongguan Bosoe Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2015-11-18

Abstract

本发明公开一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，包括废气处理装置、喷淋液循环过滤装置、微纳米气泡发生装置以及臭氧发生装置；所述废气处理装置包括废气进口、废气净化室、废气出口，所述废气净化室内从上到下依次设置轴流风机、气水分离装置、微纳米气泡水雾喷头；本系统采用臭氧微纳米气泡对VOC进行一个降解处理，相对其他处理方法更为安全，操作方便，并且处理成本低；本发明对喷淋液的优化选择及在臭氧发生装置、微纳米气泡发生装置和喷淋头的相互作用下，使得VOC的去除率可达96％以上。

Description

一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统

技术领域

本发明涉及废气处理领域技术，尤其是指一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统。

背景技术

以国务院办公厅转发环境保护部等部门《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》为标志，我国挥发性有机物(VOC)污染控制在二氧化硫、二氧化氮和PM10之后，正式从幕后走上了台前，步入环境保护工作的主战场。目前，国内VOC处理设备以蓄热燃烧法以及催化氧化法为主，均需要高温处理，具有极大的风险性，并且投入成本较高。近年来，VOC的处理系统有着不同的改进，但仍存在一定的不足。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种操作简单、安全、高效率、低成本的VOC的臭氧微纳米气泡处理系统。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，包括废气处理装置、喷淋液循环过滤装置、微纳米气泡发生装置以及臭氧发生装置；所述废气处理装置包括废气进口、废气净化室、废气出口，所述废气净化室内从上到下依次设置轴流风机、气水分离装置、微纳米气泡水雾喷头；所述微纳米气泡水雾喷头通过管道与通过微纳米气泡发生装置连通；所述喷淋液循环过滤装置包括有固液分离组件、分离泵以及喷淋液储存罐，该喷淋液储存罐内储存pH值为6.0-6.4的弱酸性N-甲酰吗啉水溶液；所述臭氧发生装置连接有一气管，所述喷淋液储存罐连接有一水管，该气管与水管均与微纳米气泡发生装置连通。

作为一种优选方案，所述N-甲酰吗啉水溶液浓度为10-30mg/L。

作为一种优选方案，在微纳米气泡发生装置中，喷淋液与臭氧在此进行一次旋流混合，使臭氧充分地分散在喷淋液中形成微纳米气泡；所述微纳米气泡水雾喷头为二次旋流喷头，喷淋液与臭氧气泡在此进行二次旋流混合，喷淋液以圆锥形状高速、高压散布喷出，形成具有直径为10-30μm的微纳米气泡的喷洒液。

作为一种优选方案，位于废气处理装置的废气进口处设有废气入口取样点；位于废气处理装置的废气出口处设有废气出口取样点。

作为一种优选方案，所述气水分离装置用于去除气水中的水份，包括有斜板式气液分离器、旋流板式气液分离器、离心式气液分离器、丝网气液分离器中的一种。

作为一种优选方案，所述固液分离组件用于分离处理VOC后的喷淋液的净化，除去喷淋液中的固体颗粒物，包括有膜分离组件或玻璃球填料过滤组件。

作为一种优选方案，所述废气处理装置下部为喷淋液收集槽，该喷淋液收集槽内有粉末活性炭。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

1、本系统采用臭氧微纳米气泡对VOC进行一个降解处理，相对其他处理方法更为安全，操作方便，并且处理成本低；本系统通过微纳米气泡发生装置的一次旋流分散以及喷淋头二次旋流分散产生，此时微纳米气泡直径为10-30μm；将雾化的微纳米气泡水喷淋到上升的VOC废气上，微纳米气泡在水滴中高速运行上浮分离，随着其气水化合物理特性，微泡泡由“μm”微米大小急剧萎缩为“nm”纳米大小，最终被压破，释放出高能量；同时，臭氧微纳米气泡表面带负电荷，易于吸附水体中带正电荷的有机物以及悬浮物；在气泡被压破的瞬间，产生瞬间的高温高压环境，释放大量能量，并在气液界面产生羟基自由基；此时，臭氧及羟基自由基等与VOC在高温高压的环境下进行反应，VOC被彻底降解为CO₂和H₂O，实现高效快速去除VOC；本发明对喷淋液的优化选择及在臭氧发生装置、微纳米气泡发生装置和喷淋头的相互作用下，使得VOC的去除率可达96％以上。

2、经过臭氧微纳米气泡喷淋液处理的VOC气体中含有大量水雾，水雾中吸附了部分未降解VOC以及VOC反应后的中间体，通过气水分离装置，去除排放气体中的水雾，更充分地去除废气中的VOC成份。

3、处理废气后的喷淋液中含有大量固体颗粒物，不对使用后的喷淋液进行处理或者处理不彻底，不利于后续设备的运行与维护，并会影响VOC处理效果，本装置通过设置高效固液分离装置，实现对喷淋液的高效固液分离，以利于后续处理设备的运行和臭氧纳米微气泡对VOC气体的处理效果，使整个处理系统处于良性循环的处理状态中。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的结构示意简图。

附图标识说明：

10、废气处理装置

11、废气进口111、废气入口取样点

12、废气净化室121、轴流风机

122、气水分离装置123、微纳米气泡水雾喷头

13、废气出口131、废气出口取样点

20、喷淋液循环过滤装置

21、固液分离组件22、分离泵

23、喷淋液储存罐231、水管

30、微纳米气泡发生装置

31、高压气水混合泵

40、臭氧发生装置

41、气管。

具体实施方式

请参照图1所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，包括废气处理装置10、喷淋液循环过滤装置20、微纳米气泡发生装置30以及臭氧发生装置40。

其中，该废气处理装置10包括废气进口11、废气净化室12、废气出口13，该废气净化室内12从上到下依次设置轴流风机121、气水分离装置122、微纳米气泡水雾喷头123；该微纳米气泡水雾喷头123通过管道与通过微纳米气泡发生装置30连通。位于废气处理装置10的废气进口11处设有废气入口取样点111；位于废气处理装置10的废气出口13处设有废气出口取样点131。该废气处理装置下部为喷淋液收集槽，该喷淋液收集槽内有粉末活性炭，可直接将喷淋液内未分解的VOC直接吸附去除。该气水分离装置122用于去除气水中的水份，包括有斜板式气液分离器、旋流板式气液分离器、离心式气液分离器、丝网气液分离器中的一种。

该喷淋液循环过滤装置20包括有固液分离组件21、分离泵22以及喷淋液储存罐23，该喷淋液储存罐23内储存pH值为6.0-6.4的弱酸性N-甲酰吗啉水溶液。该N-甲酰吗啉水溶液浓度可选用10mg/L、13mg/L、17mg/L、23mg/L、28mg/L、30mg/L；该固液分离组件21用于分离处理VOC后的喷淋液的净化，除去喷淋液中的固体颗粒物，包括有膜分离组件或玻璃球填料过滤组件。

在微纳米气泡发生装置30中，喷淋液与臭氧在此进行一次旋流混合，使臭氧充分地分散在喷淋液中形成微纳米气泡；该微纳米气泡水雾喷头为二次旋流喷头，喷淋液与臭氧气泡在此进行二次旋流混合，喷淋液以圆锥形状高速、高压散布喷出，形成具有直径为10-30μm的微纳米气泡的喷洒液。

该微纳米气泡发生装置30内设有高压气水混合泵31，该臭氧发生装置40连接有一气管41，该喷淋液储存罐23连接有一水管231，该气管41与水管231均与微纳米气泡发生装置30连通，臭氧发生装置40中产生的臭氧由气管41进入微纳米气泡发生装置30中与由水管231流入微纳米气泡发生装置30的N-甲酰吗啉水溶液进行高压旋流混合，并在高压气水混合泵作用下送入微纳米气泡水雾喷头。

详述该VOC的臭氧微纳米气泡处理系统的处理案例：

该设备已在某木制品有限公司实施运行，对其公司产生的VOC废气进行处理。该木制品有限公司主要生产专业防火门、实木门、室内外装饰制品等，产生了大量含有甲苯、乙酸乙酯、甲基砒啶烷酮以及环已酮，废气量为1.5万m³/h。

对比例：

将本发明中的臭氧发生装置改为空压机，喷淋液为水，喷头为普通高压花洒；设备运行时设定高压气水混合泵的流量为0.15m³/h，气体流量0.015m³/h；

废气入口测试数据：甲苯含量为137mg/m³，乙酸乙酯含量为156mg/m³，甲基砒啶烷酮含量为177mg/m³，环已酮含量为92mg/m³。

废气出口测试数据：甲苯含量为32mg/m³，乙酸乙酯含量为16mg/m³，甲基砒啶烷酮含量为26mg/m³，环已酮含量为18mg/m³。

处理率：甲苯去除率76.64％，乙酸乙酯去除率89.74％，甲基砒啶烷酮去除率85.31％，环已酮去除率80.43％。

实施例

该气水分离装置采用旋流板式气液分离器，N-甲酰吗啉水溶液浓度为17mg/L；该固液分离组件采用膜分离组件；设备运行时设定高压气水混合泵的流量为0.15m³/h，气体流量0.015m³/h，气体中臭氧质量浓度为10％；本实施例对该木制品有限公司的运行设备进行为其一个月的测试，测试时间为每两天一次；具体测试数据及分析如下：

表1废气进口和废气出口VOC浓度在线检测数据

表2各种VOC处理率分析表

本发明的工作原理：本系统采用臭氧微纳米气泡对VOC进行一个降解处理，相对其他处理方法更为安全，操作方便，并且处理成本低；本系统通过微纳米气泡发生装置的一次旋流分散以及喷淋头二次旋流分散产生，此时微纳米气泡直径为10-30μm；将雾化的微纳米气泡水喷淋到上升的VOC废气上，微纳米气泡在水滴中高速运行上浮分离，随着其气水化合物理特性，微泡泡由“μm”微米大小急剧萎缩为“nm”纳米大小，最终被压破，释放出高能量；同时，臭氧微纳米气泡表面带负电荷，易于吸附水体中带正电荷的有机物以及悬浮物；在气泡被压破的瞬间，产生瞬间的高温高压环境，释放大量能量，并在气液界面产生羟基自由基；此时，臭氧及羟基自由基等与VOC在高温高压的环境下进行反应，VOC被彻底降解为CO₂和H₂O，实现高效快速去除VOC；本发明对喷淋液的优化选择，在弱酸性溶液中能够有效提高微纳米气泡的形成产生率，即微纳米气泡更加密集，并加入N-甲酰吗啉水溶液能够有效提高后续处理中微纳米气泡与VOC分子的接触量及VOC处理效果，并在臭氧发生装置、微纳米气泡发生装置和喷淋头的相互作用下，使得VOC的去除率可达96％以上。经过臭氧微纳米气泡喷淋液处理的VOC气体中含有大量水雾，水雾中吸附了部分未降解VOC以及VOC反应后的中间体，通过气水分离装置，去除排放气体中的水雾，更充分地去除废气中的VOC成份。处理废气后的喷淋液中含有大量固体颗粒物，不对使用后的喷淋液进行处理或者处理不彻底，不利于后续设备的运行与维护，并会影响VOC处理效果，本装置通过设置高效固液分离装置，实现对喷淋液的高效固液分离，以利于后续处理设备的运行和臭氧纳米微气泡对VOC气体的处理效果，使整个处理系统处于良性循环的处理状态中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，其特征在于：包括废气处理装置、喷淋液循环过滤装置、微纳米气泡发生装置以及臭氧发生装置；所述废气处理装置包括废气进口、废气净化室、废气出口，所述废气净化室内从上到下依次设置轴流风机、气水分离装置、微纳米气泡水雾喷头；所述微纳米气泡水雾喷头通过管道与通过微纳米气泡发生装置连通；所述喷淋液循环过滤装置包括有固液分离组件、分离泵以及喷淋液储存罐，该喷淋液储存罐内储存pH值为6.0-6.4的弱酸性N-甲酰吗啉水溶液；所述臭氧发生装置连接有一气管，所述喷淋液储存罐连接有一水管，该气管与水管均与微纳米气泡发生装置连通。

2.根据权利要求1所述一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，其特征在于：所述N-甲酰吗啉水溶液浓度为10-30mg/L。

3.根据权利要求1所述一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，其特征在于：在微纳米气泡发生装置中，喷淋液与臭氧在此进行一次旋流混合，使臭氧充分地分散在喷淋液中形成微纳米气泡；所述微纳米气泡水雾喷头为二次旋流喷头，喷淋液与臭氧气泡在此进行二次旋流混合，喷淋液以圆锥形状高速、高压散布喷出，形成具有直径为10-30μm的微纳米气泡的喷洒液。

4.根据权利要求1所述一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，其特征在于：位于废气处理装置的废气进口处设有废气入口取样点；位于废气处理装置的废气出口处设有废气出口取样点。

5.根据权利要求1所述一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，其特征在于：所述气水分离装置用于去除气水中的水份，包括有斜板式气液分离器、旋流板式气液分离器、离心式气液分离器、丝网气液分离器中的一种。

6.根据权利要求1所述一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，其特征在于：所述固液分离组件用于分离处理VOC后的喷淋液的净化，除去喷淋液中的固体颗粒物，包括有膜分离组件或玻璃球填料过滤组件。

7.根据权利要求1所述一种VOC的臭氧微纳米气泡处理系统，其特征在于：所述废气处理装置下部为喷淋液收集槽，该喷淋液收集槽内有粉末活性炭。