CN105194965A - VOCs废气处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种VOCs废气处理设备，属于化工废气技术领域。该VOCs废气处理设备包括：洗涤塔、干燥过滤箱、气体处理器以及引风系统，气体处理器包括UV光催化处理器和等离子处理器。本发明中的VOCs废气处理设备处理效率更高、安全性更高、废气处理更彻底。此外，利用该设备处理VOCs废气，可以大大减低能耗，由于结构简单，维护方便，大大降低了使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及化工废气处理领域，具体而言，涉及一种VOCs废气处理设备。
背景技术
随着环境问题的不断加重，人们越来越重视环境问题，通过各种方式减小或者降低环境污染。当前，可吸入颗粒物已经成为危害空气质量的重要源头，而挥发性有机化合物(简称VOCs)是构成可吸入颗粒物的一大来源。目前，VOCs主要来源于工业生产，在各种使用有机溶剂的场合，如，喷漆、印刷、金属除油和脱脂、粘合剂，挥发性有机化合物时刻在污染空气。为了保持环境中的空气质量，人们采用冷凝法、吸附法、吸收法、燃烧法、活性炭、等离子、UV光催化、催化氧化等方法来除挥发性有机物。但是，上述一些方法大都存在处理效率低，使用成本高，残余挥发性有机化合物量大的问题，有的污气处理方法甚至还会产生二次污染。现有的处理系统和方法的处理极限难以适应不断提高的排放标准要求.
发明内容
本发明的目的在于提供一种VOCs废气处理设备，以提高挥发性有机化合物的处理效果，降低处理成本。
本发明是这样实现的：
一种VOCs废气处理设备，包括：依次连接的洗涤塔、干燥过滤箱、气体处理器以及用于将处理后的废气进行排放的引风系统；
所述洗涤塔设置有进气口和出气口，所述洗涤塔内设置有供废气通过的气道，所述气道的两端分别与所述进气口、所述出气口连接，所述干燥过滤箱与所述出气口连接，所述气道内设置有喷淋装置和过滤装置；
所述气体处理器包括UV光催化处理器和等离子处理器，所述UV光催化处理器与所述等离子处理器连接，所述UV光催化处理器与所述干燥过滤箱连接，所述等离子处理器与所述引风系统连接。
优选地，还包括：用于向所述喷淋装置供水和回收所述喷淋装置的喷淋水的水箱，所述水箱设置于所述洗涤塔的底部，所述水箱通过管道与所述喷淋装置连接。水箱内储存水，并且通过管道向喷淋装置供水，以便进行喷淋作业。另一方面，喷淋装置喷出的水对废气进行冲淋，然后跌落入水箱中实现水的回收。水箱的设置实现了喷淋水的循环利用，降低了水消耗。
优选地，所述过滤装置包括固定架和填充料，所述固定架设置于所述气道内且邻近所述喷淋装置，所述填充料设置于所述固定架内。固定架固定于气道内，气道作为废气的流通通道，废气经过固定架并与其内的填充料作用，从而对废气起到过滤的作用。
优选地，所述过滤装置还包括：纸质过滤层，所述纸质过滤层的断面为蜂窝状结构。纸质过滤层同样可以对废气起到过滤的作用，使得废气中的粉尘物质被大量地分离掉，以便废气的后续处理。
优选地，还包括：用于分离废气和水的水气分离器，所述水气分离器设置于所述气道内且邻近所述出气口，所述水气分离器包括上挡水板、中间挡水板、下挡水板，所述中间挡水板设置于所述上挡水板、所述下挡水板之间，所述中间挡水板的断面为之字形结构。当废气和水的混合物流动通过水气分离器时，其中的水被水气分离器拦截、阻挡，而废气通过水气分离器再经由出气口向后续作业单元流动。
优选地，还包括：防火阀，所述干燥过滤箱通过所述防火阀与所述出气口连接。防火阀可以开启或者关闭废气的流动通道，从而截断废气的流通。当废气的温度过高时，可能造成废气的燃烧，此时，即可将防火阀关闭，阻断废气的流动，避免废气进入后续的处气体处理器。
优选地，还包括：风阀，所述风阀设置于所述防火阀、所述干燥过滤箱之间。风阀可以在必要时切断废气的流动，可方便对设备进行维护、修理。
优选地，所述引风系统包括：引风机和排风管，所述排风管通过所述引风机与所述等离子处理器的排气口连接。经过气体处理器处理后的废气在引风机的抽吸作用下被抽出，然后通过排风管排出。引风机的使用使得VOCs废气处理设备的整个气体流通通道内处于一定程度的负压，从而使废气可以自主地向处理设备的后端流动，从而可以降低废气输入所需的动力，降低设备的能耗。
优选地，还包括：集水箱，所述集水箱设置于洗涤塔的底部，所述集水箱设置有排水口。集水箱收集通过喷淋装置喷洒的水，然后将其导出到洗涤塔外，喷淋装置由一套独立的供水系统供水，则喷淋装置可以喷洒洁净的水，从而可以避免循环用水时水中的杂质干扰对废气淋洗效果减弱。
优选地，还包括：降温装置，所述降温装置分别与所述出气口、所述干燥过滤箱连接。降温装置可对废气进行降温处理，避免废气处理设备连续工作导致热量聚集而可能发生燃烧或者对其他设备设的影响。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种VOCs废气处理设备，用于处理挥发性有机化合物废气，其包括洗涤塔、干燥过滤箱、气体处理器以及引风系统。区别于现有的VOCs废气处理法，本发明提供的设备具有更高的处理效率。其中，等离子处理器和UV光催化处理器的用电器件与VOCs废气相互隔离，从而使得处理VOCs废气时的安全性能更高。该处理设备的能耗更低、维护方便，大大降低了使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种VOCs废气处理设备的工作流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种VOCs废气处理设备的工作流程图；
图3为图2提供的VOCs废气处理设备中的洗涤塔的结构示意图；
图4为图2提供的VOCs废气处理设备的结构示意图。
附图标记说明
洗涤塔101；喷淋装置201；填充料202；纸质过滤层203；水气分离器204；进气口205；出气口206；集水箱207；防火阀301；风阀302；干燥过滤箱303；UV光催化处理器304；等离子处理器305；引风机306；排风管307。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1至图4，本发明提供了一种VOCs废气处理设备，该处理设备包括：依次连接的洗涤塔101、干燥过滤箱303、气体处理器以及用于将处理后的废气进行排放的引风系统。
其中，洗涤塔101设置有进气口205和出气口206，待处理的废气通过进气口205输入洗涤塔101内，经过处理后从出气口206排出，以进行后续处理操作。洗涤塔101内设置有供废气通过的气道，气道的两端分别与进气口205、出气口206连接。干燥过滤箱303与出气口206连接，气道内设置有喷淋装置201和过滤装置。
气体处理器包括UV光催化处理器304和等离子处理器305，UV光催化处理器304与等离子处理器305连接，UV光催化处理器与干燥过滤箱303连接，等离子处理器305与引风系统连接。优选地，VOCs废气处理设备中的引风系统包括：引风机306和排风管307，排风管307通过引风机306与等离子处理器305的排气口连接。引风机306提供强劲的抽吸作用，使经过等离子处理器305排出的处理后废气被抽出，然后经由排风管307导出到外界进行排放。
该VOCs废气处理设备的工作流程如下：
首先，废气通过进气口205输入洗涤塔101内，并且气道内流动。废气经过气道内的喷淋装置201冲洗和过滤装置的过滤，将废气中的粉尘与废气进行分离，以便进行后续的处理。其次，经过洗涤塔101处理的废气被通入干燥过滤箱303，干燥过滤想对废气中的水分和粉尘进行再次过滤。再次，废气进入气体处理器，分别经过UV光催化处理器304、等离子处理器305。最后，经过上述处理的废气在引风系统的作用下被抽离出设备外，进行排放。
UV光催化处理器304可产生UV光线(紫外线)，废气中的可挥发性有机物气体被UV光线照射下发生化学反应，从而将可挥发性有机物气体分解为无害的物质。进一步地，等离子处理器305产生等离子体并对通过的可挥发性有机物气体进行轰击，高能的等离子体与可挥发性有机物气体相互作用，使可挥发性有机物气体由大分子分解为无害的小分子或者发生化学反应生成无害的物质。UV光催化处理器304和等离子处理器305相互配合工作，针对不同成分的可挥发性有机物气体进行处理，通过UV光线和等离子体的协作，彻底地将可挥发性有机物气体处理掉，实现无毒、无害化。
洗涤塔101内的喷淋装置201可以直接由外部供水系统供水，然后由洗涤塔101内的喷淋水进行回收。具体地，VOCs废气处理设备还包括：供水塔，供水塔设置于洗涤塔101外，并通过管道与喷淋装置连接。喷淋装置201喷洒出水，对废气冲洗使其中的粉尘可以被冲刷而与气体分离开。粉尘与水的混合物在重力的作用下下降进入洗涤塔内的回收水槽，然后再排出洗涤塔外。
喷洒装置除了可以由外部供水系统供水外，还可以由洗涤塔101内部设备进行供水。例如，VOCs废气处理设备设置用于向喷淋装置201供水和回收喷淋装置201的喷淋水的集水箱207，集水箱207设置于洗涤塔101的底部，集水箱207通过管道与喷淋装置201连接。集水箱207内的储水在水泵的作用下，通过管道输入到喷淋装置201，再经由喷淋头将水喷出对废气进行淋洗，随后降落汇聚于集水箱207内，进行循环使用。集水箱207内的水在设备工作一段时间后进行更换，避免水中带有大量粉尘而造成对水泵、管道以及喷淋设备的堵塞。较佳地，水中含有催化氧化剂，例如，二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁等，催化氧化剂与废气中的可挥发性有机物气体接触，使其发生氧化作用而被分解。为了提高喷洒装置的作用面积，喷洒装置利用喷嘴将水进行扇形的喷洒，使水能够覆盖气道的横截面，从而能够与可挥发性有机物气体接触充分接触。
为了提高洗涤塔101对废气的过滤效果，VOCs废气处理设备中的过滤装置还包括固定架和填充料202，固定架设置于气道内且邻近喷淋装置201，填充料202设置于固定架内。废气被喷洒装置喷出的水冲洗后，其中部分粉尘沉降，部分粉尘团聚成较大的颗粒，随废气继续流动，经过固定架，并与其中的填充料202接触。填充料202具有较大的表面积和众多孔隙，废气流经填充料202时，颗粒被填充料202所截留，气体通过孔隙继续在气道内向后端流动。填充料202可以采用活性炭、氧化铝、硅胶、人工沸石等，其具有较大的比表面积、多孔结构、稳定的化学性质。
由于填充料202对粉尘的截留能力具有一定的限度，当长期工作后，填充料202截留粉尘的能力下降，并且孔隙可能发生堵塞等情况。因此，需要将填充料202进行更换，以便将废气中的粉尘截留。固定架可通过螺栓固定与洗涤塔101内气道内的墙壁内，需要更换填充料202时，将固定架拆卸下来进行填充料202的更换。
进一步地，VOCs废气处理设备中的过滤装置还包括纸质过滤层203，纸质过滤层203的断面为蜂窝状结构。废气经过填充料202的初步过滤后，再通过纸质过滤层203被二次过滤，阻挡和分离废气中的粉尘。纸质过滤层203可以采用湿帘纸，其具有滤纸的过滤效果。废气通过湿帘纸，其中的粉尘被逐步的阻挡、拦截而与废气中的可挥发性有机物气体分离，可挥发性有机物气体继续向后端流动。
由于废气经过喷洒装置的喷淋作用，废气中含有一定量的水，其中的水会对可挥发性有机物气体的后续处理起到一定的影响，而且还对设备具有一定的污染、腐蚀作用。基于上述原因，VOCs废气处理设备还包括有用于分离废气和水的水气分离器204，水气分离器204设置于气道内且邻近出气口206。水气分离器204包括上挡水板、中间挡水板、下挡水板，中间挡水板设置于上挡水板、下挡水板之间，中间挡水板的断面为之字形结构。
水气分离器204的上挡水板和下挡水板对废气气道阻挡、降速的作用，使废气与水气分离器204接触、相互作用时间增加，以便于水分的去除。废气随着中间挡水板流动，中间挡水板内的空隙为废气的流动通道，产生毛细管作用，废气中的水分吸附于中间挡水板上。中间挡水板具有之字形结构的，废气的运动路径增加，而且废气由下向上流动，水分可以在中间挡水板汇聚而与可挥发性有机物气体分离。此外，由于可挥发性有机物气体一般具有较高的温度，中间挡水板等温度相对较低，中间挡水板与水气产生热交换，水分冷却而凝聚成水滴。水气分离器204中废气中分离水分在重力作用下，自动向洗涤塔101的塔底方向流动，一方面，水分可以汇聚在水箱中，供喷淋装置201进行使用；另一方面，后续进行洗涤塔101内的废气可以在向下流动的水分作用下，再次冲洗，将其中粉尘冲洗掉。
一般情况下，COVs废气具有相对于环境更高的温度，废气在设备内运动，会对设备造成一定的热冲击作用，甚至可能产生燃烧的问题。因此，需要控制废气在设备内的流动，以便在必要时进行阻断、隔离，停止废气的处理。具体地，VOCs废气处理设备还包括：防火阀301，干燥过滤箱303通过防火阀301与出气口206连接。洗涤塔101的出气口206可通过钢制管道与干燥过滤箱303连接，在钢制管道内设置温度传感器，以便进行温度的探测。如果温度过高，则可以关闭防火阀301，从而关闭钢制管道，从而截断废气向后续设备的运输。
针对具有高温的VOCs废气，VOCs废气处理设备还包括：降温装置，降温装置分别与出气口206、干燥过滤箱连接。降温装置降低废气的温度，从而降低了发生废气燃烧、对设备的热冲击的问题。例如，在钢制管道外设置套设一水冷管，水冷管内通入常温水，废气流经水冷管处的管道时，其热量被交换给水冷管中的水，从而实现降温。较佳地，水冷管内的通入流动的水，水流的方向与废气的输运方向相反，从而使高温的废气能够持续接触温度较低的水，提高冷却效果。
优选地，VOCs废气处理设备还包括：风阀302，风阀302设置于防火阀301、干燥过滤箱303之间。使用风阀302来隔离钢制管道，从而切断废气的通入，以便于对干燥过滤箱303、UV光催化处理器304、等离子处理器305的检修和维护。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种VOCs废气处理设备，其特征在于，包括：依次连接的洗涤塔、干燥过滤箱、气体处理器以及用于将处理后的废气进行排放的引风系统；
所述洗涤塔设置有进气口和出气口，所述洗涤塔内设置有供废气通过的气道，所述气道的两端分别与所述进气口、所述出气口连接，所述干燥过滤箱与所述出气口连接，所述气道内设置有喷淋装置和过滤装置；
所述气体处理器包括UV光催化处理器和等离子处理器，所述UV光催化处理器与所述等离子处理器连接，所述UV光催化处理器与所述干燥过滤箱连接，所述等离子处理器与所述引风系统连接。
2.根据权利要求1所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，还包括：用于向所述喷淋装置供水和回收所述喷淋装置的喷淋水的水箱，所述水箱设置于所述洗涤塔的底部，所述水箱通过管道与所述喷淋装置连接。
3.根据权利要求2所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，所述过滤装置包括固定架和填充料，所述固定架设置于所述气道内且邻近所述喷淋装置，所述填充料设置于所述固定架内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，所述过滤装置还包括：纸质过滤层，所述纸质过滤层的断面为蜂窝状结构。
5.根据权利要求1所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，还包括：用于分离废气和水的水气分离器，所述水气分离器设置于所述气道内且邻近所述出气口，所述水气分离器包括上挡水板、中间挡水板、下挡水板，所述中间挡水板设置于所述上挡水板、所述下挡水板之间，所述中间挡水板的断面为之字形结构。
6.根据权利要求1或5所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，还包括：防火阀，所述干燥过滤箱通过所述防火阀与所述出气口连接。
7.根据权利要求6所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，还包括：风阀，所述风阀设置于所述防火阀、所述干燥过滤箱之间。
8.根据权利要求1所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，所述引风系统包括：引风机和排风管，所述排风管通过所述引风机与所述等离子处理器的排气口连接。
9.根据权利要求1所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，还包括：集水箱，所述集水箱设置于洗涤塔的底部，所述集水箱设置有排水口。
10.根据权利要求1所述的VOCs废气处理设备，其特征在于，还包括：降温装置，所述降温装置分别与所述出气口、所述干燥过滤箱连接。
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