CN107469506A - 低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废气治理领域，具体涉及一种低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法及装置。所述方法包括以下步骤：(1)废气经高效水膜分离器处理，同时进行预降温；(2)随后废气经过低温等离子体设备；(3)废气进入三相多介质催化氧化塔内进一步降解；(4)深度氧化床将剩余的少量臭氧进行彻底分解。采用低温等离子体裂解氧化反应器处理后可有效降低挥发性有机物浓度。该方法具有处理效果好(几乎可以处理目前常见的各种恶臭气体)、运行费用低廉、无二次污染、运行稳定操作管理简便即开即用等优点。

Description

低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法及装置
技术领域
本发明属于废气治理领域，具体涉及一种低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法及装置。
背景技术
供排水厂橡胶水务车间主要处理橡胶生产过程中产生的各种化工污水，水中含有大量的极易挥发的有毒、有害、有机污染物质。污水处理过程中会产生大量有毒有害气体。恶臭气体主要来源为污水站废气，主要包括丁苯橡胶及顺丁橡胶污水预处理装置的集水池、事故池、调节池、隔油池、气浮池及干化池所产生的异味气体，其成分主要为非甲烷总烃、苯乙烯及硫化氢等；其中VOC浓度200～300ppm，苯乙烯浓度50～80mg/m3，实际风量约为30000m3/h。为解决污水池在运行过程中产生的恶臭废气对周围环境和大气污染，应对污水生化处理系统产生的恶臭废气进行治理。
为处理该部分橡胶水务车间的恶臭废气，拟采用低温等离子体裂解氧化反应器技术进行处理。目前，恶臭处理的技术较多，主要有生物法、吸收及吸附法、燃烧法等。生物法需要较长的停留时间，占地面积大，对硫化氢、氨、硫醇等气体几乎没有降解作用，而这些物质就是恶臭的主要污染因子。填料易堵塞，布气不均匀，存在死角；死角处易厌氧反应产生硫化氢等恶臭气体，造成二次污染。因此使用生物法工艺有一定的局限性，不能彻底解决恶臭问题。吸收及吸附都能对可溶性废气起到暂时的去除作用，但产生废水，吸附工艺的脱附以及吸附剂的再生均产生二次污染，不能从根本上解决废气污染问题。催化燃烧法较适合于高浓度、小风量废气的净化，在处理低浓度的废气时，需借助于活性炭吸附等浓缩工艺来提高废气的燃烧热值，更换催化剂增加了运行成本，且焚烧时存在爆炸的潜在危险，增加了安全隐患。低温等离子体裂解氧化反应器处理技术与燃烧法相比较，具有工艺简洁，运行管理简单、能耗低(只消耗电能、少量水)，操作简便，安全性相对高等特点。因此采用低温等离子技术处理橡胶异味具有重要的意义。
发明内容
为处理橡胶水务车间恶臭废气，确保废气达标排放，降低大气污染，本发明提供一种低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法及装置。
一种低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法，其包括以下步骤：
(1)废气经高效水膜分离器处理，同时进行预降温；
(2)随后废气经过低温等离子体设备；
(3)废气进入三相多介质催化氧化塔内进一步降解；
(4)深度氧化床将剩余的少量臭氧进行彻底分解。
优选地，通过废气收集系统收集废气，并利用气体在线检测仪监测挥发性有机气体浓度，然后进入高效水膜分离器进行处理。
优选地，所述步骤(3)三相多介质催化氧化塔内等离子运行过程中产生的部分臭氧与通过螺旋喷嘴呈发散雾状喷出的水或双氧水溶液复配成氧化剂，在多面球固相填料表面与残余废气污染成分充分接触，并在惰性金属多介质催化剂的催化作用下进一步降解；所述惰性金属多介质催化剂是以三氧化二镍为主的镍基催化剂。
优选地，经处理后的废气通过烟囱高空排放。
其中，废气首先经过高效水膜分离器，废气中的细粉尘及水分得到去除，同时进行预降温处理，为后续等离子体处理提供优越条件；随后废气经过低温等离子设备，在等离子体设备内，高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物发生作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的，定量测定低温等离子体裂解氧化反应器前后挥发性有机气体浓度，评价废气处理效果，以此来确定低温等离子最佳工艺参数；最后废气进入三相多介质催化氧化塔，等离子运行过程中产生的部分臭氧与通过螺旋喷嘴呈发散雾状喷出的液相复配成氧化剂，在固相填料表面与残余废气污染成分充分接触，并在多介质催化剂的催化作用下，恶臭气体中的污染因子被充分分解，深度氧化床将剩余的少量臭氧进行彻底分解，从而达到彻底去除异味。监测进出恶臭废气挥发性有机物浓度，确定废气挥发性有机物去除率。其中，在三相多介质催化氧化塔底部的水或双氧水溶液，利用循环水提升，经螺旋喷嘴均匀分散，与废气逆流接触，处理效果好地情况下，液相为清水；处理效果不好情况下液相为双氧水溶液，提高与臭氧的反应。在特殊情况下也可复配稀酸、亚铁等药剂提高净化效果。
一种实现所述方法的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的装置，其包括依次连接的废气收集系统、高效水膜分离器、低温等离子体设备、三相多介质催化氧化塔和深度氧化床。
优选地，废气收集系统通过管道阻火器与高效水膜分离器连接，并与气体在线检测仪相连。
优选地，低温等离子体设备通过超越管线、管道阻火器和增压风机与三相多介质催化氧化塔连接，且三相多介质催化氧化塔通过引风机与深度氧化床相连，深度氧化床与烟囱相连。
本发明具有下述优异效果：
本发明采用“低温等离子体裂解氧化反应器”为核心的组合处理工艺，分为四个单元：高效水膜分离器+低温等离子体设备+三相多介质催化氧化塔+深度氧化床。经过现场中试试验，结果显示经低温等离子体裂解氧化反应器处理后，VOCs降为30～50ppm，去除率为84％～90％。说明采用低温等离子体裂解氧化反应器处理后可有效降低挥发性有机物浓度。废气处理后达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)及《大气污染物排放标准》(GB16297-96)中规定的排放标准(按25m烟筒)。该方法具有处理效果好(几乎可以处理目前常见的各种恶臭气体)、运行费用低廉、无二次污染、运行稳定操作管理简便即开即用等优点。
附图说明
图1为低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的工艺流程图；
图2为处理前后VOCs变化，横坐标为取样次数(每隔半小时取样一次)，纵坐标单位为ppm；
图3为VOCs去除率，横坐标为取样次数(每隔半小时取样一次)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步解释：
如图1所示，一种低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法，其包括以下步骤：
(1)废气经高效水膜分离器处理，同时进行预降温；
(2)随后废气经过低温等离子体设备；
(3)废气进入三相多介质催化氧化塔内进一步降解；
(4)深度氧化床将剩余的少量臭氧进行彻底分解。
其中，通过废气收集系统收集废气，并利用气体在线检测仪监测挥发性有机气体浓度，然后进入高效水膜分离器进行处理。
所述步骤(3)三相多介质催化氧化塔内等离子运行过程中产生的部分臭氧与通过螺旋喷嘴呈发散雾状喷出的水或双氧水溶液复配成氧化剂，在多面球固相填料表面与残余废气污染成分充分接触，并在惰性金属多介质催化剂的催化作用下进一步降解；所述惰性金属多介质催化剂是以三氧化二镍为主的镍基催化剂。
经处理后的废气通过烟囱高空排放。
一种实现所述方法的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的装置，其包括依次连接的废气收集系统、高效水膜分离器、低温等离子体设备、三相多介质催化氧化塔和深度氧化床。其中，废气收集系统通过管道阻火器与高效水膜分离器连接，并与气体在线检测仪相连；低温等离子体设备通过超越管线、管道阻火器和增压风机与三相多介质催化氧化塔连接，且三相多介质催化氧化塔通过引风机与深度氧化床相连，深度氧化床与烟囱相连。
除臭设备组成如下：
表1废气处理装置技术参数
以挥发性有机物VOCs浓度变化来评价处理效果。由图2可知，处理前挥发性有机物VOCs在250～300ppm，经等离子体裂解氧化氧化反应器处理后，挥发性有机物VOCs在30～50ppm。由图3可知，经等离子体裂解氧化氧化反应器处理后，挥发性有机物VOCs去除率为84～90％。废气处理后达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)及《大气污染物排放标准》(GB16297-96)中规定的排放标准(按25m烟筒)。

Claims (8)

1.一种低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)废气经高效水膜分离器处理，同时进行预降温；
(2)随后废气经过低温等离子体设备；
(3)废气进入三相多介质催化氧化塔内进一步降解；
(4)深度氧化床将剩余的少量臭氧进行彻底分解。
2.根据权利要求1所述的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法，其特征在于，通过废气收集系统收集废气，并利用气体在线检测仪监测挥发性有机气体浓度，然后进入高效水膜分离器进行处理。
3.根据权利要求1所述的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法，其特征在于，所述步骤(3)三相多介质催化氧化塔内等离子运行过程中产生的部分臭氧与通过螺旋喷嘴呈发散雾状喷出的水或双氧水溶液复配成氧化剂，在多面球固相填料表面与残余废气污染成分充分接触，并在惰性金属多介质催化剂的催化作用下进一步降解。
4.根据权利要求3所述的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法，其特征在于，所述惰性金属多介质催化剂是以三氧化二镍为主的镍基催化剂。
5.根据权利要求1所述的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的方法，其特征在于，经处理后的废气通过烟囱高空排放。
6.一种实现权利要求1-5任意一项所述方法的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的装置，其特征在于，包括依次连接的废气收集系统、高效水膜分离器、低温等离子体设备、三相多介质催化氧化塔和深度氧化床。
7.根据权利要求6所述的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的装置，其特征在于，废气收集系统通过管道阻火器与高效水膜分离器连接，并与气体在线检测仪相连。
8.根据权利要求6所述的低温等离子体裂解氧化反应器处理恶臭废气的装置，其特征在于，低温等离子体设备通过超越管线、管道阻火器和增压风机与三相多介质催化氧化塔连接，且三相多介质催化氧化塔通过引风机与深度氧化床相连，深度氧化床与烟囱相连。
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