CN107174936A - 含苯酚、甲醛的高浓度voc废气预处理系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统及其运行方法，其设计合理、造运行方便、故障率低、去除效率高。系统包括收集输送系统、吸收反应系统、加药系统、废水排放系统、气体释放系统。含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气通过收集输送系统收集输送，进入吸收反应系统，废气通过均布器被压入稀释碱液中，大部分苯酚和甲醛得到净化去除，经过粗、细除雾后进入后续深度处理；此外，加药系统输入新鲜的氢氧化钠溶液，废水排放系统排出废水。
Description
技术领域
本发明涉及一种含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统及其运行方法，属于VOC废气处理领域。
背景技术
挥发性有机化合物volatile organic compounds(简称VOC)废气的污染防治问题逐渐受到重视。目前，对于VOC废气处理的方法主要有：冷凝回收法、吸附法、热破坏法、生物处理法等。其中冷凝回收法主要适用于浓度高、温度比较低且气量小的有机废气处理；吸附法主要适用于低浓度、高流通量的有机废气；热破坏法对于浓度较低的有机废气处理效果比较好；生物处理法则适用性较广。
当运用吸附法或热破坏法处理含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气时，需结合预处理系统通过碱洗程序先大范围降低污染物浓度，以保证后续处理的效率。传统的预处理系统为空塔喷淋，采用逆废气流向喷淋碱液的方式，吸收反应污染物，如申请号为201621040609.2的中国专利所示。此方法去除效率有限，运行动力设备较多，因此亟待开发新的预处理系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、造运行方便、故障率低、去除效率高的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统及其运行方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：包括收集输送系统、吸收反应系统、加药系统和废水排放系统；
收集输送系统包括负压烟道、引风机和正压烟道；负压烟道的出口与引风机的进口连接，引风机的出口与正压烟道的进口连接；
吸收反应系统包括均质塔、均布器、除雾器、除沫器和反应池；均质塔上设有气体出口、药剂进口、废水出口和气体入口；反应池、均布器、除雾器和除沫器沿着烟气流动方向按顺序安装在均质塔内；反应池与均布器连接；药剂进口和废水出口均与反应池连接；气体入口与均布器连接；正压烟道的出口与均质塔的气体入口连接；
加药系统包括氢氧化钠溶液输送管道、电磁阀、流量计、工艺水管道、调节阀、水表和汇流母管；电磁阀和流量计安装在氢氧化钠溶液输送管道上，调节阀和水表安装在工艺水管道；氢氧化钠溶液输送管道和工艺水管道与汇流母管相连，汇流母管与均质塔的药剂进口相连；
废水排放系统包括溢流母管、溢流支管、混凝土地坑、废水泵和废水输送管道；溢流支管的进口与溢流母管相连，出口与混凝土地坑相连；溢流母管与均质塔的废水出口相连；废水泵安装在混凝土地坑内，废水泵的出口与废水输送管道连接。
本发明所述的除雾器为带钩折流板除雾器；所述的除沫器为丝网除沫器。
本发明所述的氢氧化钠溶液输送管道与汇流母管的接口标高高于最高操作液位。
本发明所述的工艺水管道与汇流母管的接口标高高于最高操作液位。
本发明所述的汇流母管和溢流母管管径相同，且与均质塔的接口标高相同；汇流母管和溢流母管位于均质塔的不同侧。
本发明所述的溢流支管最低点设置在混凝土地坑的最低液位以下。
本发明所述的所述的溢流支管数量为2个以上，呈上下设置构成多层结构；所述的溢流母管数量为2个以上；每个溢流母管与溢流支管的接口高度均不相同。
本发明还包括气体释放系统，气体释放系统包括气体释放阀和气体释放管道；气体释放阀安装在气体释放管道上；气体释放管道的进口与混凝土地坑相连，出口通过负压烟道与引风机相连。
一种含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统的运行方法，其特征在于：
开始运行时，首先向氢氧化钠溶液输送管道加入氢氧化钠溶液、向工艺水管道加入工艺水，氢氧化钠溶液和工艺水在汇流母管中混合，氢氧化钠溶液被稀释，稀释后的氢氧化钠溶液进入均质塔内的反应池；
接着启动引风机，含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气通过负压烟道的收集，依次经过引风机和正压烟道后进入均质塔中，在均布器的作用下，含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气被均匀压入稀释的氢氧化钠溶液中，大部分的苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠、甲醛被工艺水吸收；经过反应处理的VOC废气，依次通过除雾器和除沫器处理，使得VOC废气中的液滴含量满足后续处理的要求；
随着反应的进行、氢氧化钠的消耗，均质塔内的氢氧化钠溶液pH会逐渐减低，吸收的甲醛也会逐渐饱和；当pH值降低到一定值时，打开安装在氢氧化钠溶液输送管道上的电磁阀，输入新鲜的氢氧化钠溶液，并用流量计进行计量；同时安装在工艺水管道上的调节阀和水表协同作用，根据加入氢氧化钠溶液的量，反馈输出需要加入的工艺水量；随着氢氧化钠溶液和工艺水的加入，均质塔内的液位会随之增加，当超过溢流母管与溢流支管的接口时，反应完成的废水便会在新鲜氢氧化钠溶液补入的同时自动排出，进入到混凝土地坑中，如此循环；混凝土地坑中的废水超过设定的液位时，启动废水泵，通过废水输送管道排入废水处理站。
本发明通过引风机产生的抽力，通过气体释放系统将混凝土地坑中的气体重新收集到正压烟道中。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：(1) 同时实现碱洗苯酚、水洗甲醛，达到了一塔两用的目的，对不同的负荷变化适应性强，投资运行成本低，操作方便，在预处理阶段能有效去除大部分苯酚和甲醛，为后续深度处理减轻压力；(2) 适应负荷变化范围大，去除效果好；(3) 采用增压风机加压的方式，将含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气压入稀释的氢氧化钠溶液中，减少传统喷淋循环泵的设置；(4) 采用自然溢流的排废水方式省去了废水排出泵的设置，且多个溢流母管的配置可有效调节均质塔内的运行液位；(5) 除雾器和除沫器的组合代替传统填料球，可有效控制预处理系统出口废气中的液滴含量；(6)加药及稀释系统，可靶向精确输出和计量氢氧化钠和水的用量；(7) 均布器的选择，能均匀的将VOC废气布满整个稀释的氢氧化钠溶液中，保证去除效率；(8) 溢流管道、气体释放管道的设置以及废水泵的选择，进一步增加了整个系统的密封性和运行安全可靠性。
附图说明
图1为本发明含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1，本发明含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统包括收集输送系统、吸收反应系统、加药系统、废水排放系统和气体释放系统。
收集输送系统包括负压烟道1-1、引风机1-2和正压烟道1-3。负压烟道1-1的出口与引风机1-2的进口连接，引风机1-2的出口与正压烟道1-3的进口连接。
吸收反应系统包括均质塔2-1、均布器2-2、除雾器2-3、除沫器2-4和反应池2-5。
均质塔2-1的顶部设有气体出口，底部设有药剂进口和废水出口，侧面设有气体入口。
反应池2-5、均布器2-2、除雾器2-3和除沫器2-4沿着烟气流动方向按顺序安装在均质塔2-1内。除雾器2-3为带钩折流板除雾器。除沫器2-4为丝网除沫器。
药剂进口和废水出口与反应池2-5连接。
气体入口与均布器2-2连接。
除雾器2-3和除沫器2-4的间距为1500mm。除雾器2-3与均布器2-2的间距为2500mm以上。
除雾器2-3和除沫器2-4采用pp材质。
除雾器2-3为两通道。
均质塔2-1内空塔烟气流速控制在2m/s以内，本实施中，均质塔2-1内空塔烟气流速为1.8m/s。
正压烟道1-3的出口与均质塔2-1的气体入口连接。
加药系统包括氢氧化钠溶液输送管道3-1、电磁阀3-2、流量计3-3、工艺水管道3-4、调节阀3-5、水表3-6和汇流母管3-7。
电磁阀3-2和流量计3-3安装在氢氧化钠溶液输送管道3-1上，调节阀3-5和水表3-6安装在工艺水管道3-4上。
氢氧化钠溶液输送管道3-1和工艺水管道3-4与汇流母管3-7相连，汇流母管3-7与均质塔2-1的药剂进口相连。
氢氧化钠溶液输送管道3-1与汇流母管3-7的接口标高高于最高操作液位200mm。
工艺水管道3-4与汇流母管3-7的接口标高高于最高操作液位200mm。
废水排放系统包括溢流母管4-1、溢流支管4-2、混凝土地坑4-3、废水泵4-4和废水输送管道4-5。
溢流支管4-2的进口与溢流母管4-1相连，出口与混凝土地坑4-3相连。
溢流母管4-1与均质塔2-1的废水出口相连。
废水泵4-4安装在混凝土地坑4-3内，废水泵4-4的出口与废水输送管道4-5连接。废水泵4-4为磁力废水泵。
混凝土地坑4-3采用玻璃钢防腐。
汇流母管3-7和溢流母管4-1管径相同。汇流母管3-7和溢流母管4-1与均质塔2-1的接口标高相同，本实施例中，汇流母管3-7和溢流母管4-1与均质塔2-1的接口标高均为正常运行液位的一半位置。汇流母管3-7和溢流母管4-1位于均质塔2-1的不同侧。
溢流支管4-2最低点需设置在混凝土地坑4-3的最低液位以下，距离混凝土地坑4-3的底部垂直距离为100mm。
溢流支管4-2数量为2个以上，呈上下设置构成多层结构；溢流母管4-1数量为2个以上；本实施例中，溢流母管4-1和溢流支管4-2均设置三个。每个溢流母管4-1与溢流支管4-2的接口高度均不相同，高差为100mm。
气体释放系统包括气体释放阀5-1和气体释放管道5-2。
气体释放阀5-1安装在气体释放管道5-2上。
气体释放管道5-2的进口与混凝土地坑4-3相连，出口通过负压烟道1-1与引风机1-2相连。
一种含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统的运行方法：
开始运行时，首先向氢氧化钠溶液输送管道3-1加入氢氧化钠溶液、向工艺水管道3-4加入工艺水，氢氧化钠溶液和工艺水在汇流母管3-7中混合，氢氧化钠溶液被稀释，控制氢氧化钠溶液浓度在10%以内；稀释后的氢氧化钠溶液进入均质塔2-1内的反应池2-5。
接着启动引风机1-2，含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气通过负压烟道1-1的收集，依次经过引风机1-2和正压烟道1-3，进入均质塔2-1中，在均布器2-2的作用下，含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气被均匀压入稀释的氢氧化钠溶液中，经过全方位充分的扰动、洗涤和反应，大部分的苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠、甲醛被工艺水吸收。经过反应处理的VOC废气，依次通过除雾器2-3和除沫器2-4处理，粗、细过滤的结合去除，使得VOC废气中的液滴含量满足后续处理的要求。
随着反应的进行、氢氧化钠的消耗，均质塔2-1内的氢氧化钠溶液pH会逐渐减低，吸收的甲醛也会逐渐饱和。当pH值降低到9左右时，安装在氢氧化钠溶液输送管道3-1上的电磁阀3-2就会连锁打开，输入新鲜的氢氧化钠溶液，并用流量计3-3进行计量，同时安装在工艺水管道3-4上的调节阀3-5和水表3-6协同作用，根据加入氢氧化钠溶液的量，反馈输出需要加入的工艺水量。随着氢氧化钠溶液和工艺水的加入，均质塔2-1内的液位会随之增加，当超过溢流母管4-1与溢流支管4-2的接口时，反应完成的废水便会在新鲜氢氧化钠溶液补入的同时自动排出，进入到混凝土地坑4-3中，如此循环。初始运行时，启动第一层的溢流支管4-2，如对苯酚和甲醛处理效果不理想，则启动较第一层溢流支管高100mm的第二层的溢流支管4-2或启动较第二层溢流支管高100mm的第三层的溢流支管4-2，进一步提升反应池2-5的反应液位，增加废气与药剂的接触时间，保证去除效果。混凝土地坑4-3中的废水超过液位计设定的液位时，便会自动连锁启动废水泵4-4，通过废水输送管道4-5排入废水处理站。为防止混凝土地坑4-3中聚集过多的气体，对安全正常运行产生危害，特设置了气体释放阀5-1和气体释放管道5-2，通过引风机1-2产生的抽力，将混凝土地坑4-3中的气体重新收集到正压烟道1-3中。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明；而且，本发明各部分所取的名称也可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。
Claims (10)
1.一种含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：包括收集输送系统、吸收反应系统、加药系统和废水排放系统；
收集输送系统包括负压烟道、引风机和正压烟道；负压烟道的出口与引风机的进口连接，引风机的出口与正压烟道的进口连接；
吸收反应系统包括均质塔、均布器、除雾器、除沫器和反应池；均质塔上设有气体出口、药剂进口、废水出口和气体入口；反应池、均布器、除雾器和除沫器沿着烟气流动方向按顺序安装在均质塔内；药剂进口和废水出口均与反应池连接；气体入口与均布器连接；正压烟道的出口与均质塔的气体入口连接；
加药系统包括氢氧化钠溶液输送管道、电磁阀、流量计、工艺水管道、调节阀、水表和汇流母管；电磁阀和流量计安装在氢氧化钠溶液输送管道上，调节阀和水表安装在工艺水管道；氢氧化钠溶液输送管道和工艺水管道与汇流母管相连，汇流母管与均质塔的药剂进口相连；
废水排放系统包括溢流母管、溢流支管、混凝土地坑、废水泵和废水输送管道；溢流支管的进口与溢流母管相连，出口与混凝土地坑相连；溢流母管与均质塔的废水出口相连；废水泵安装在混凝土地坑内，废水泵的出口与废水输送管道连接。
2.根据权利要求1所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：所述的除雾器为带钩折流板除雾器；所述的除沫器为丝网除沫器。
3.根据权利要求1所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：所述的氢氧化钠溶液输送管道与汇流母管的接口标高高于最高操作液位。
4.根据权利要求1所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：所述的工艺水管道与汇流母管的接口标高高于最高操作液位。
5.根据权利要求1所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：所述的汇流母管和溢流母管管径相同，且与均质塔的接口标高相同；汇流母管和溢流母管位于均质塔的不同侧。
6.根据权利要求1所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：所述的溢流支管最低点设置在混凝土地坑的最低液位以下。
7.根据权利要求1所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：所述的溢流支管数量为2个以上，呈上下设置构成多层结构；所述的溢流母管数量为2个以上；每个溢流母管与溢流支管的接口高度均不相同。
8.根据权利要求1所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统，其特征在于：还包括气体释放系统，气体释放系统包括气体释放阀和气体释放管道；气体释放阀安装在气体释放管道上；气体释放管道的进口与混凝土地坑相连，出口通过负压烟道与引风机相连。
9.一种如权利要求1-8任一权利要求所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统的运行方法，其特征在于：
开始运行时，首先向氢氧化钠溶液输送管道加入氢氧化钠溶液、向工艺水管道加入工艺水，氢氧化钠溶液和工艺水在汇流母管中混合，氢氧化钠溶液被稀释，稀释后的氢氧化钠溶液进入均质塔内的反应池；
接着启动引风机，含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气通过负压烟道的收集，依次经过引风机和正压烟道后进入均质塔中，在均布器的作用下，含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气被均匀压入稀释的氢氧化钠溶液中，大部分的苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠、甲醛被工艺水吸收；经过反应处理的VOC废气，依次通过除雾器和除沫器处理，使得VOC废气中的液滴含量满足后续处理的要求；
随着反应的进行、氢氧化钠的消耗，均质塔内的氢氧化钠溶液pH会逐渐减低，吸收的甲醛也会逐渐饱和；当pH值降低到一定值时，打开安装在氢氧化钠溶液输送管道上的电磁阀，输入新鲜的氢氧化钠溶液，并用流量计进行计量；同时安装在工艺水管道上的调节阀和水表协同作用，根据加入氢氧化钠溶液的量，反馈输出需要加入的工艺水量；随着氢氧化钠溶液和工艺水的加入，均质塔内的液位会随之增加，当超过溢流母管与溢流支管的接口时，反应完成的废水便会在新鲜氢氧化钠溶液补入的同时自动排出，进入到混凝土地坑中，如此循环；混凝土地坑中的废水超过设定的液位时，启动废水泵，通过废水输送管道排入废水处理站。
10.根据权利要求9所述的含苯酚、甲醛的高浓度VOC废气预处理系统的运行方法，其特征在于：通过引风机产生的抽力，通过气体释放系统将混凝土地坑中的气体重新收集到正压烟道中。
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