CN107485996A - 一种多接口废气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多接口废气净化装置，包括：进气管道，包括进气管及多个蝶阀；第一旋转喷淋塔，包括进风箱、出风箱及喷淋组件，喷淋组件均包括喷淋筒、旋转进风口、填料层及喷淋嘴组；与出风箱连接的第二旋转喷淋塔；光催化氧化机构，包括壳体、过滤网、光氧化组件及光催化组件；与壳体连通的风机。本发明设置第一旋转喷淋塔和第二旋转喷淋塔依次进行碱液和酸液喷淋以分别除去硫化氢和氨气，并将喷淋组件的旋转进风口与喷淋筒相切连接，使得进入喷淋筒内的气流呈螺旋状向上运动，其促进了气体与喷淋嘴喷出的水雾进行不同角度接触，其有利于提高喷淋净化效果，同时采用光催化氧化机构进行有机物净化，其避免了吸附剂更换，保证了持续性净化。

Description

一种多接口废气净化装置

技术领域

本发明涉及废气处理技术，尤其是涉及一种多接口废气净化装置。

背景技术

在氨基酸制备流程中，不可避免形成大量污水，为了便于污水的集中处理，一般将各个车间产生的污水均集中于污水站，由于污水中含有一定量的有机物，其在微生物的作用下易形成大量的有毒气体，上述有毒气体的主要成分为硫化氢、氨气及挥发性有机物。目前，大多数污水站多采用“喷淋+活性炭吸附”的工艺方式进行废气净化，但是现有的喷淋塔喷淋洗涤效率低下，无法一次性除去全部有害气体，需要多次循环喷淋，易导致能耗增加。同时，采用活性炭吸附需要经常性更换活性炭吸附剂，其费时费力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种多接口废气净化装置，解决现有技术中污水站内废气喷淋处理效率低下、能耗大及更换吸附活性炭费时费力的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种多接口废气净化装置，包括：

进气管道，其包括进气管及沿进气管长度方向依次设置于所述进气管上的多个蝶阀；

第一旋转喷淋塔，其包括进风箱、出风箱及至少两个喷淋组件，所述进风箱和出风箱上下设置，且进风箱与进气管的出风端连接；每个所述喷淋组件均包括喷淋筒、旋转进风口、填料层及喷淋嘴组，所述喷淋筒上端与所述出风箱连通、下端延伸至进风箱内，所述旋转进风口水平设置并与所述喷淋筒下端相切连接，所述填料层至少为两个并由下至上依次设置于喷淋筒内，所述喷淋嘴组至少为一个且每个喷淋嘴组均设置于相邻两个填料层之间；

第二旋转喷淋塔，其与出风箱的出风端连接；

光催化氧化机构，其包括壳体、过滤网、光氧化组件及光催化组件，所述壳体进风端与所述第二旋转喷淋塔的出风端连接，所述过滤网、光氧化组件及光催化组件沿气流方向依次内置于所述壳体；及

风机，其进风端与所述壳体的出风端连通。

与现有技术相比，本发明设置第一旋转喷淋塔和第二旋转喷淋塔依次进行碱液和酸液喷淋以分别除去硫化氢和氨气，并将喷淋组件的旋转进风口与喷淋筒相切连接，使得进入喷淋筒内的气流呈螺旋状向上运动，其促进了气体与喷淋嘴喷出的水雾进行不同角度接触，其有利于提高喷淋净化效果，同时采用光催化氧化机构进行有机物净化，其避免了吸附剂更换，保证了持续性净化。

附图说明

图1是本发明的多接口废气净化装置的连接结构示意图；

图2是本发明的图1的俯视图；

图3是本发明的第一旋转喷淋塔的结构示意图；

图4是本发明的喷淋筒与旋转进风口的连接结构示意图；

图5是本发明的第二填料层的结构示意图；

图6是本发明的填料球的连接示意图；

图7是本发明的光催化氧化机构的结构示意图；

图8是本发明的图7的A-A向视图；

图9是本发明的图7的B-B向视图；

图10是本发明的控制器的连接框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1～9，本发明提供了一种多接口废气净化装置，其包括进气管道6、第一旋转喷淋塔1、第二旋转喷淋塔5、光催化氧化机构2、风机3和排气筒4。

如图1、图2所示，进气管道6包括进气管61及沿进气管61长度方向依次设置于所述进气管61上的多个蝶阀62，当进气废气处理时，进气管61可与污水站的废气通道连接以便于进行后续的喷淋和氧化处理，同时设置多个蝶阀62可与吹脱塔连接，以便于同时处理吹脱塔内的废气。

如图1～3所示，第一旋转喷淋塔1包括进风箱11、出风箱12、循环喷淋泵13、自动加液组件14及至少两个喷淋组件15，进风箱11和出风箱12上下设置，而且进风箱11和出风箱12可均设置为大致呈矩形，且均采用厚度为2mm的304不锈钢制备；进风箱11内上端形成进风腔111、下端形成集水腔112，每个喷淋组件15均竖直设置且上端与进风箱11连通、下端延伸至进风腔111内。喷淋组件15的数量可根据需要设置，当待处理废气的流量较大时，可对应设置多个喷淋组件15，而当待处理废气的流量较小时，则可对应的减少喷淋组件15的数量。当设置多个喷淋组件15时，多个喷淋组件15可呈矩阵排列。

每个所述喷淋组件15均包括喷淋筒151、旋转进风口152、填料层153、进风阀155及喷淋嘴组154，喷淋筒151上端与出风箱12连通、下端延伸至进风箱11内，旋转进风口152水平设置并与喷淋筒151下端相切连接，进风阀155设置与旋转进风口152并用于控制旋转进风口152的开关，实际应用时，其可通过控制进风阀155的开关控制喷淋筒151的导通，进而控制至少两个喷淋组件15的整体气流量，当接通的吹脱塔数量较少时，则废气流量较小，其可通过关闭其中一个或两个进气阀，并控制对应的喷淋嘴组154停止喷淋，其可降低能源消耗，减少处理成本，而当接通的吹脱塔数量较多时，则废气流量较大，其可适当开启多个进风阀155并控制对应的喷淋嘴组154开启喷淋，其可保证喷淋洗涤效率。

填料层153至少为两个并由下至上依次设置于喷淋筒151内，喷淋嘴组154至少为一个且每个喷淋嘴组154均设置于相邻两个填料层153之间。如图3、图4所示，喷淋筒151可竖直设置，其下端延伸至进风腔111内并与旋转进风口152相切连接，其旋转进风口152可设置为朝向进风腔111的进风端，以便于进入进风腔111内的废气直接由旋转进风口152进入喷淋筒151，具体设置时，一般进入进风腔111的废气流量略大于多个喷淋筒151的流量和，其可使得进风腔111内形成负压，进而使得进入旋转进风口152的废气具有一定的流速，由于旋转进风口152与喷淋筒151相切设置，其可使得进入喷淋筒151内的废气呈螺旋状向上运动，其有利于促进废气与喷淋嘴组154喷射的水雾充分接触，进而提高喷淋洗涤效率。

上述填料层153包括位于顶层的第一填料层153a及位于第一填料层153a下方的第二填料层153b，一般第一填料层153a主要用于将喷淋洗涤后的废气进行除雾处理，其可采用现有的常规除雾填料。在实际应用时，仅仅依靠第一填料层153a的除雾效果较差，故本实施例可在出风箱12内设置一旋流板16，其可将第一填料层153a未除去的水雾进行二次除去。

如图3、图5所示，本实施例第二填料层153b与喷淋嘴组154一一对应设置，且每个喷淋嘴组154均设置于对应的第二填料层153b的上方，其有利于促进废气与水雾的充分接触。其中，本实施例第二填料层153b包括固定于喷淋筒151内壁的上固定架b1和下固定架b2，及可转动设置于上固定架b1和下固定架b2之间的多个填料球b3，当废气沿喷淋筒151由下至上呈螺旋状运动时，废气流可带动填料球b3转动，使得附着于填料球b3上的水滴或水雾飞散开来，其可增加废气与飞散的水滴和水雾接触的几率，促进水雾和水滴中的碱液与废气中的酸性气体反应，进而提高喷淋洗涤效率。

如图5、图6所示，本实施例填料球b3包括内径由内至外依次增大并同轴设置同一平面的多个第一固定环b31、对称设置于第一固定环b31上下侧的两个第二固定环b32及沿第一固定环b31中轴线呈放射性排列的多个球瓣b33，每个球瓣b33均一端端面连接于多个第一固定环b31、另一端连接于第二固定环b32。每个球瓣b33大致呈扇形，且其两条直边为垂直状态，第一固定环b31一般可设置为三个，三个第一固定环b31同轴设置且内径由内之外依次增大，球瓣b33的一条直边连接于三个第一固定环b31，其另一直边则连接于第二固定环b32的外缘，第二固定环b32的内径一般略小于内径最小的第一固定环b31的内径；两个第二固定环b32相对第一固定环b31所在平面对称设置，位于第一固定环b31一侧的球瓣b33的数量一般为十二个，每个球瓣b33均沿第二固定环b32的径向设置，而十二个球瓣b33则沿第二固定环b32的轴向呈放射状布置，其增加球瓣b33、第一固定环b31和第二固定环b32与喷淋嘴喷射的水雾的接触几率，进而便于旋转的填料球b3产生分散的水雾或水滴。

第二填料层153b还包括两端分别与上固定架b1和下固定架b2连接的多个固定柱b4，每个固定柱b4上均设置多个环形槽组，每个环形槽组包括同轴设置于固定柱b4上的两个环形槽，每个填料球b3的两个第二固定环配合可转动套设于两个环形槽内。实际作用时，由于废气呈螺旋状向上运动，为了最大化增加废气与水雾的接触几率，一般固定柱b4均倾斜设置，固定柱b4与水平面的夹角一般设置为45°，其一方面增加了填料球b3与水雾的接触几率，另一方面便于废气流驱动填料球b3旋转，进而促进水雾与废气充分接触以提高碱液与酸性气体中和反应的速率。

如图3所示，喷淋后反应或未反应的水雾向下运动形成水滴或水流沿旋转进风口152流入集水腔112内，由于集水腔112内的液体中依然存在较多的碱液未与酸性气体反应，故为了提高碱液的利用率，本实施例设置与喷淋筒151一一对应的至少两个循环喷淋泵13，每个循环喷淋泵13的进水端均与进风箱11的集水腔112连通、出水端与对应喷淋筒151内的喷淋嘴组154的多个喷淋嘴组连接，其可驱动未反应完全的碱液循环喷淋，其有利于提高碱液的利用率，同时当该喷淋组件15的进风阀155关闭时，则可对应的停止与该喷淋组件15相对应的循环喷淋泵13，其可降低循环喷淋泵13的能源消耗。

如图3、图10所示，为了保证废气中酸性气体的除去效率，需要保证碱液的浓度不会低于设定值，即保证碱液的PH值不至于过低，故本实施例设置一自动加液组件14，其包括加液桶141、连通加液桶141与进风箱11的加液管142、设于加液管142上的控制阀143、一用于检测积液腔内液体PH值的PH计144及一根据PH计144检测的PH值控制控制阀143开关的控制器145。具体的，加液桶141内可放置高浓度碱液，当进风箱11内的集水腔112内的碱液的PH值低于最小设定值时，则说明碱液内碱浓度较低，其可通过控制器145驱动控制阀143开启，高浓度的碱液流入进风箱11内以提高集水腔112内碱液的碱浓度，当进风箱11内集水腔112的碱液浓度超过最大设定值时，控制器145驱动控制阀143关闭，从而实现了自动加入碱液。具体的，本实施例所述控制器145包括用于采集PH计144检测PH值产生的电信号的信号采集单元145a、用于比较所述电信号是否小于第一阈值的第一比较单元145b、用于当所述电信号小于第一阈值时驱动所述控制阀143开启的第一驱动单元145c、用于比较所述电信号是否大于第二阈值的第二比较单元145d、用于当所述电信号是否大于第二阈值时驱动所述控制阀143关闭的第二驱动单元145e；其中，第一阈值小于第二阈值。

本实施例的第二旋转喷淋塔5结构与第一旋转喷淋塔1基本相同，其不同之处在于，第一旋转喷淋塔1喷淋的液体为碱液，其主要以喷淋除去废气中的酸性气体，而第二旋转喷淋塔5喷淋的液体为酸液，其主要以喷淋除去废气中的氨气。同时，第二旋转喷淋塔5中加酸液的控制方式基本相同，但是控制流程略有区别，具体的，当PH值高于设定值时，则酸液浓度较低，其控制加入高浓度酸液，而当PH值低于设定值时，则酸液浓度较高，其控制停止加入高浓度酸液。

而且，由于废气中的酸性气体和氨气的含量不同，故可通过调节第一旋转喷淋塔1和第二旋转喷淋塔5的废气流量控制其对应的废气除去效率。例如：当废气中酸性气体浓度较大、氨气浓度较小时，可加大第一旋转喷淋塔1的废气流量以便于提高酸性气体的除去效率，同时可减小第二旋转喷淋塔5的废气流量，其避免第二旋转喷淋塔5的功耗过大。

如图7～9所示，光催化氧化机构2包括壳体21、过滤网22、光氧化组件23及光催化组件24，壳体21进风端与所述出风箱12的顶端连通，过滤网22、光氧化组件23及光催化组件24沿气流方向依次内置于壳体21；其可一次对废气进行过滤处理、光氧化处理和光催化氧化处理。其中，过滤网22主要用于除去废气中固态颗粒，避免其附着于光氧化组件23和/或光催化组件24上，而导致光照射效率降低。

光氧化组件23包括沿气流方向依次设置的多个光氧化器，每个光氧化器均包括第一安装架231及设于第一安装架231上的多个第一紫外灯管232。第一紫外灯管232可水平设置，多个第一紫外灯光可由下至上依次均匀设置。其中，第一紫外灯管232可发出波长为185nm的高能紫外线，其可将废气中的氧气分子分解产生游离氧，而游离氧则可与氧分子结合产生臭氧，其可利用臭氧作为氧化剂，其在波长为185nm的波长的紫外光照射下使臭氧分解产生原子氧，原子氧又能继续与气体中的水分子反应，生成具有极强氧化能力的羟基自由基，同时有机物分子在高能紫外线作用下裂解形成游离态分子，而游离态分子可与羟基自由基反应形成二氧化碳和水，进而将废气中的部分挥发性有机物除去。

光催化组件24包括沿气流方向依次交替设置的多个光催化网241及光催化器242，每个光催化器242均包括第二安装架242a及设于所述第二安装架242a上的多个第二紫外灯管242b，其通过第二紫外灯管242b发出波长为254nm的紫外线光束照射光催化网241以进行光催化氧化作用。具体的，光催化网241包括蜂窝铝板及吸附于蜂窝铝板上的纳米光触媒，其可通过波长为254nm的紫外线光束照射纳米光触媒产生电子空穴对，其可与氧及水分子反应产生羟基自由基，进而将光氧化组件23未处理的有机分子氧化分解形成二氧化碳和水分子。其中，本实施例的纳米光触媒可采用改性二氧化钛，具体的，纳米光触媒包括纳米二氧化钛颗粒及沉积于所述纳米二氧化钛颗粒表面的贵金属层，贵金属至少包括铂、银、钯、铌中的一种。具体制备时，可选取铂、银、钯、铌中的一种或几种，熔化后充分混合并沉积于纳米二氧化钛颗粒上即可。本实施例的改性二氧化钛通过沉积贵金属，可使得广生电子和空穴有效分离，降低e^-和h⁺的复合速率，同时降低过原反应的超电压，其大大提高了催化剂的活性，提高了光催化效率。

在实际应用时，废气中的固体颗粒易吸附于第一紫外灯管232和第二紫外灯管242b上，从而导致光照效率降低，故需要经常性的对第一紫外灯管232和第二紫外灯管242b的外表面进行清洗。为了便于清洗，本实施例光氧化组件23和光催化组件24均与所述壳体21为可拆卸连接。具体的，壳体21可设置为矩形筒，第一安装架231和第二安装架242a均设置呈矩形框架，多个第一紫外灯管232由下至上依次平行布置于第一安装架231内，而多个第二紫外灯管242b则由下至上依次平行布置于第二安装架242a内。壳体21的侧壁设置有与第一安装架231和第二安装架242a对应设置的多个安装孔，且壳体21内设置有导槽，具体可在壳体21的上侧内壁和下侧内壁设置相对应的槽钢25，槽钢25上形成有上述导槽，第一安装架231和第二安装架242a均可一端穿过安装孔并沿槽钢25上的导槽运动并配合插设于壳体21内。而为了便于插设，光氧化组件23包括一第一安装板233，光催化组件24包括第二安装板243，第一安装板233和第二安装板243均竖直设置，第一安装架231内置于壳体21时其一端穿过安装孔并与第一安装板233连接，其可通过第一安装板233将第一安装架231由壳体21内拉出，对应的第二安装板243可将第二安装架242a拉出。具体设置时，每两个第一安装架231对应一个第一安装板233，即两个第一安装架231均一端连接于一个第一安装板233上，而两个第二安装架242a则一端连接于一个第二安装板243上。

为了便于光催化组件24的可拆卸，光催化网241与光催化器242一一对应设置，且每个光催化网241均固设于第二安装架242a相对光氧化组件23一侧，其可使得第二安装架242a拉出时可将第二紫外灯管242b和光催化网241同步拉出。其中，为了保证第二紫外灯管242b和光催化网241的光催化效率，第二紫外灯管242b与光催化网241之间的距离为200mm，上下相邻的两个第二紫外灯管242b之间的距离为100～150mm。同时，本实施例可通过光催化器242的数量控制废气光催化氧化的时间，一般废气在光催化氧化的时间为1.5秒，故具体设置时可根据气流的速度设置光催化器242的数量，也可控制废气流动的速度控制其光催化氧化时间。

当经过光催化氧化机构2处理后，可形成洁净气体，其可通过风机3将处理后的洁净气体抽入排气筒4内，并直接排放于大气中。

本实施例多接口废气净化装置工作时，污水站和/或吹脱塔内的废气由进气管道进入第一旋转喷淋塔，并在第一旋转喷淋塔1和第二旋转喷淋塔的作用下分别除去废气中的酸性气体和氨气，其可通过控制流量保证除去效率且避免功耗过大，最后通过光催化氧化机构依次进行光氧化处理和光催化氧化处理，其可依次将多种挥发性有机物氧化处理形成可排放的二氧化碳和水蒸气，并通过风机抽入排气筒排放于大气中。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多接口废气净化装置，其特征在于，包括：

进气管道，其包括进气管及沿进气管长度方向依次设置于所述进气管上的多个蝶阀；

第一旋转喷淋塔，其包括进风箱、出风箱及至少两个喷淋组件，所述进风箱和出风箱上下设置，且进风箱与进气管的出风端连接；每个所述喷淋组件均包括喷淋筒、旋转进风口、填料层及喷淋嘴组，所述喷淋筒上端与所述出风箱连通、下端延伸至进风箱内，所述旋转进风口水平设置并与所述喷淋筒下端相切连接，所述填料层至少为两个并由下至上依次设置于喷淋筒内，所述喷淋嘴组至少为一个且每个喷淋嘴组均设置于相邻两个填料层之间；

第二旋转喷淋塔，其与出风箱的出风端连接；

光催化氧化机构，其包括壳体、过滤网、光氧化组件及光催化组件，所述壳体进风端与所述第二旋转喷淋塔的出风端连接，所述过滤网、光氧化组件及光催化组件沿气流方向依次内置于所述壳体；及

风机，其进风端与所述壳体的出风端连通。

2.根据权利要求1所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述冷却机构包括换热器、冷却塔、集水箱及循环冷却泵；所述换热器内形成有第一换热腔和第二换热腔，所述第一换热腔的出气端与进风箱连通，所述第二换热腔、冷却塔、集水箱和循环冷却泵依次连接形成一闭合循环水路。

3.根据权利要求2所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述第一旋转喷淋塔还包括一循环喷淋泵，其进水端与进风箱下侧的集水腔连通、出水端与喷淋嘴连接。

4.根据权利要求1所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述第一旋转喷淋塔还包括一自动加液组件，其包括一加液桶、连通所述加液桶与所述进风箱的加液管、设于所述加液管上的控制阀、一用于检测积液腔内液体PH值的PH计及一根据PH计检测的PH值控制所述控制阀开关的控制器；所述控制器包括用于采集PH计检测PH值产生的电信号的信号采集单元、用于比较所述电信号是否小于第一阈值的第一比较单元、用于当所述电信号是否小于第一阈值时驱动所述控制阀开启的第一驱动单元、用于比较所述电信号是否大于第二阈值的第二比较单元、用于当所述电信号是否大于第二阈值时驱动所述控制阀关闭的第二驱动单元；其中，第一阈值小于第二阈值。

5.根据权利要求1所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述光氧化组件包括沿气流方向依次设置的多个光氧化器，每个光氧化器均包括第一安装架及设于所述第一安装架上的多个第一紫外灯管；所述光催化组件包括沿气流方向依次交替设置的多个光催化网及光催化器，每个光催化器均包括第二安装架及设于所述第二安装架上的多个第二紫外灯管。

6.根据权利要求5所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述壳体内壁上形成有与第一安装架和第二安装架一一对应设置的多个导槽，且所述壳体侧壁形成有多个安装孔，所述第一安装架和第二安装架能够穿过所述安装孔并沿所述导槽运动以配合插设于所述壳体内。

7.根据权利要求6所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述光催化网与所述光催化器一一对应设置，且每个光催化网均固设于第二安装架相对光氧化组件一侧；所述光催化网包括蜂窝铝板及吸附于蜂窝铝板上的纳米光触媒。

8.根据权利要求7所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述纳米光触媒包括纳米二氧化钛颗粒及沉积于所述纳米二氧化钛颗粒表面的贵金属层，所述贵金属至少包括铂、银、钯、铌中的一种。

9.根据权利要求1所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述填料层包括位于顶层的第一填料层及位于第一填料层下方的第二填料层，所述第二填料层包括固定于喷淋筒内壁的上固定架和下固定架，及可转动设置于上固定架和下固定架之间的多个填料球。

10.根据权利要求9所述的多接口废气净化装置，其特征在于，所述填料球包括内径由内至外依次增大并同轴设置同一平面的多个第一固定环、对称设置于第一固定环上下侧的两个第二固定环及沿第一固定环中轴线呈放射性排列的多个球瓣，每个球瓣均一端端面连接于多个第一固定环、另一端连接于第二固定环；所述第二填料层还包括两端分别与上固定架和下固定架连接的多个固定柱，每个固定柱上均设置多个环形槽组，每个环形槽组包括同轴设置于固定柱上的两个环形槽，每个填料球的两个第二固定环配合可转动套设于两个环形槽内。