CN107715691A - 一种光催化水气处理塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光催化水气处理塔，包括水箱、反应主体、吸附装置、循环水装置、气体输送装置，该水气处理塔采用光催化高级氧化法，可以把各种成分复杂的有机污染物氧化分解成二氧化碳和水，水箱内置有紫外灯进行光催化反应，循环水装置采用耐腐蚀水泵作为动力，气体输送装置采用风机将收集的废气鼓入反应塔底部，水泵与风机功率需匹配。

Description

一种光催化水气处理塔

技术领域

本发明涉及一种光催化水气处理塔，属于生物质热化学转化领域，属于环境工程领域，用于复杂成分的废气处理，具有高效处理复杂成分废气的能力，处理后的气体可达标排放。

背景技术

大气污染是我国目前最突出的环境问题之一。其中工业废气是大气污染物的重要来源。工业废气中最难处理的就是有机废气，主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等。它们主要来源于石油和化工行业生产过程中排放的废气，特点是数量较大，有机物含量波动性大、可燃、有一定毒性，有的还有恶臭，而氯氟烃的排放还会引起臭氧层的破坏。有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后，能对人体呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性和永久性损害，尤其是多环芳烃类有机物能使人体直接致癌。这些有机废气除了造成直接的大气污染外，还会在日照的作用下通过一系列复杂的反应生成二次污染物，成为PM2.5的主要来源之一。所以有机废气的处理与净化势在必行。

目前，对于上述有机废气净化处理手段主要包括：1)直接高温燃烧法；2)催化氧化法；3)臭氧除臭法；4)活性炭吸附法；5)酸碱药液喷淋法；6)生物除臭法等。这些方法在不同程度上存在设备投资高、运行成本高、处理气量小、工作不稳定、占用空间大、脱臭净化效率不高、存在安全隐患、存在二次污染等问题。

本发明是在紫外光催化条件下，将水气混合中的有机物进行Fenton氧化，从而实现废水废气的处理，发明的装置是一种带紫外光催化水气混合塔。目前，有许多类型的设备可用来处理废气或废水，但很少有水气综合处理装置。如北京万信同和能源科技有限公司尹晔东开发的含高浓度苯气体的吸收吸附处理方法、北京沃太斯环保科技发展有限公司开发的吸收、吸附与生物法联用作用处理废气的装置。含高浓度苯气体的吸收吸附处理方法是将高浓度苯气体进行吸收处理，吸收后的气体进行冷凝处理，冷凝液和冷凝气体循环利用，吸收后的气体再利用活性炭吸附后排放，该种方法仅仅适用于含有单一组分的气体处理，对成分复杂的废气则不适用。另外广泛使用的吸收处理废气装置是废气通过喷淋塔或鼓泡塔，废气溶于水中达到处理废气的目的，这种处理方法仅仅适合那些易溶于水的无机污染气体，比如S02。因此，目前缺少一种针对成分复杂污染气体的有效处理设备。针对上述问题，我们设计了一种水气反应塔，易溶于水的无机污染物可以通过吸收去除，不易溶于水的有机污染物则采用Fenton高级氧化技术进行成分氧化去除，从而达到废气净化的目的。该发明提供的一种水气处理装置与鼓泡塔外形相似，但内部结构和废气处理原理有根本不同，该处理装置包括水箱、反应主体、循环水装置、气体输送装置、吸附装置。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能有效处理复杂污染气体或水气共同处理的系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

提供一种光催化水气处理塔，该处理塔包括水箱、反应主体、吸附装置、循环水装置、气体输送装置，其特征是该水气处理塔采用光催化高级氧化法，可以把各种成分复杂的有机污染物氧化分解成二氧化碳和水，所述水箱内置有紫外灯进行光催化反应，所需氧化试剂采用分液漏斗滴加到水箱内，滴加速度与消耗速度一致，保持水中双氧水的有效浓度，所述反应主体有数层布水板，布水板一侧留有较大空间，作为气体通路，边缘有约5cm高的挡水板，在挡水板的作用下，布水板上形成一层水层，该水层用于催化分解吸收于水的有机物，布水板板面均匀分布有孔，孔径约2mm，在水压及气压作用下，水通过布水板孔喷淋至下一层，从而两层布水板之间形成喷淋层，气体与喷淋层的水雾混合，在紫外灯照射下进行催化氧化反应、及吸收过程，所述循环水装置采用耐腐蚀水泵作为动力，将水由水箱经耐腐蚀管道泵送到反应塔顶，由塔顶的喷洒装置喷洒到反应主体内，所述气体输送装置采用风机将收集的废气鼓入反应塔底部，水泵与风机功率需匹配。

所述反应主体每两层布水板之间内置一个紫外灯，紫外灯用石英套管保护，紫外灯提供催化氧化所需要的光源。

所述反应主体设有除雾装置，水蒸气在除雾器上凝结滴落。

所述吸附装置是内置活性炭的有隔断箱体，箱体顶部的盖可以打开，方便装卸活性炭，一侧为进气端，另一侧为出气端，出气端设有一个三通。

本发明的有益效果是：

废气处理采用紫外光催化Fenton高级氧化法，氧化能力强、反应速度快、氧化分解彻底；反应在反应器内的喷淋层及水层中进行，喷淋层内水雾与污染气体混合的同时实现氧化、吸收，吸收后的有机物在塔板水层中进一步被氧化分解成二氧化碳和水，从而有效处理成分复杂的废气；与鼓泡塔(鼓泡塔是鼓泡板，液体溢流)相比，水气混合不采用鼓泡形式，因此在处理过程中气体流动阻力小，可有效降低风机荷载；与鼓泡塔另一重要区别为，液体由布水板直接喷射至下一层，形成喷淋水雾空间，这一喷洒空间的有益效果是完成了污染气体的反应、吸收过程，鼓泡塔则没有该喷洒空间；该装置还可以用于废水废气的综合处理；水箱内也设置有紫外灯，达到进一步强化去除有机污染物的效果；利用水压及气压使布水板具有良好的喷洒动效果。

附图说明

图1光催化水气处理流程图。

其中：1、水箱，2、循环水泵，3、喷淋头，4、布水板，5、风机，6、紫外灯，7、除雾器，8、活性炭吸附装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明及实施例对本发明作进一步的描述：

如图1所示：水通过循环水泵2打到反应塔上部的喷淋头3进行喷淋，喷淋到布水板4上形成约2cm厚的水层，然后通过布水板上的小孔喷射到下一布水板，并形成约2cm厚的水层，如此逐级喷淋到最底层，流回水箱1。

废气通过风机5由反应塔底部一侧送入，与上下两塔板间的喷淋层混合后，从反应塔的另一侧布水板缺口处进入到上一级喷淋层，完成水气混合后，从布水板缺口处再进入到上一层，如此逐级完成气水混合后，经除雾器7除去水雾，净化后的气体再经活性炭吸附装置8吸附后达标排放。

反应塔内置有数个紫外灯6，分布于上下布水板之间，紫外光催化喷淋层及水层中的双氧水形成羟自由基，利用羟自由基的强氧化作用，完成对有机物的氧化分解；为强化处理效果，水箱内也置有紫外灯，在反应塔中没有被氧化的有机物被进一步在水箱内分解氧化；双氧水用分液漏斗进行滴加到水箱内，保持一定的浓度。

Claims (4)

1.一种光催化水气处理塔，该处理塔包括水箱、反应主体、吸附装置、循环水装置、气体输送装置，其特征是该水气处理塔采用光催化高级氧化法，可以把各种成分复杂的有机污染物氧化分解成二氧化碳和水，所述水箱内置有紫外灯进行光催化反应，所需氧化试剂采用分液漏斗滴加到水箱内，滴加速度与消耗速度一致，保持水中双氧水的有效浓度，所述反应主体有数层布水板，布水板一侧留有较大空间，作为气体通路，边缘有约5cm高的挡水板，在挡水板的作用下，布水板上形成一层水层，该水层用于催化分解吸收于水的有机物，布水板板面均匀分布有孔，孔径约2mm，在水压及气压作用下，水通过布水板孔喷淋至下一层，从而两层布水板之间形成喷淋层，气体与喷淋层的水雾混合，在紫外灯照射下进行催化氧化反应、及吸收过程，所述循环水装置采用耐腐蚀水泵作为动力，将水由水箱经耐腐蚀管道泵送到反应塔顶，由塔顶的喷洒装置喷洒到反应主体内，所述气体输送装置采用风机将收集的废气鼓入反应塔底部，水泵与风机功率需匹配。

2.如权利要求1所述的光催化水气处理塔，其特征是所述反应主体每两层布水板之间内置一个紫外灯，紫外灯用石英套管保护，紫外灯提供催化氧化所需要的光源。

3.如权利要求1-2所述的光催化水气处理塔，其特征是所述反应主体设有除雾装置，水蒸气在除雾器上凝结滴落。

4.如权利要求1-3所述的光催化水气处理塔，其特征是所述吸附装置是内置活性炭的有隔断箱体，箱体顶部的盖可以打开，方便装卸活性炭，一侧为进气端，另一侧为出气端，出气端设有一个三通。