CN110252127A - 一种石油化工废气处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油化工废气处理技术领域，尤其是一种石油化工废气处理系统，包括生物预洗单元、生物处理单元和光催化处理单元；生物预洗单元包括生物预洗池，生物预洗池的底部设有第一布气板，生物预洗池的侧部设有第一水循环装置；生物处理单元包括生物滤池，生物滤池内设有生物填料层，生物填料层的下方设有第二布气板，上方设有布水板，生物滤池上设有第二水循环装置；光催化处理单元包括光催化氧化设备，光催化氧化设备上还设有空气补充装置。本发明采用生物预洗、生物滤池、纳米孔光催化氧化、引风机高空排放的组合系统处理石油化工工业废气，贴合石化工业废气实际水质特征，具有很高的创新性和适用性，值得推广。

Description

一种石油化工废气处理系统
技术领域
本发明涉及石油化工废气处理技术领域，尤其涉及一种石油化工废气处理系统。
背景技术
石油化工行业不仅是我国社会发展过程当中重要部分，同时也是全面推动我国经济发展的关键所在。特别是在人们对于环境保护问题重视程度不断提升的当下，如何提升石油化工企业的废气处理效率和处理水平，不仅是社会发展的必然，同时也是人们对于石油化工企业发展的重要要求。
因此，为了能够有效地降低石油化工废气对人体和自然环境造成的危害，石油化工企业不仅要根据国家的相关标准和法律法规来进行整改，同时也需要全面加强对石油化工废气处理的科研力度。石油化工企业需要摒弃传统废气处理观念，通过有效的增加资金和人力投入的方式提高整体的处理水平，还需要不断地对现有的废气处理技术进行创新和改革，以确保石油化工废气处理技术的有效应用和全面发展能够得以实现。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石油化工废气处理系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种石油化工废气处理系统，包括生物预洗单元、生物处理单元和光催化处理单元，光催化处理单元的出气端设有引风机，所述引风机将废气依次引入通过生物预洗单元、生物处理单元和光催化处理单元进行净化处理；
所述生物预洗单元包括生物预洗池，生物预洗池的底部设有第一布气板，第一布气板上连接有废气管，生物预洗池的侧部设有第一水循环装置，生物预洗池的顶部设有预洗排气口，预洗排气口上连接有第一输气管，第一输气管将预洗过后的废气导入到生物处理单元；
所述生物处理单元包括生物滤池，所述生物滤池内设有生物填料层，所述生物填料层的下方设有第二布气板，第二布气板与所述第一输气管相连通，生物填料层的上方设有布水板，布水板与生物滤池的底部之间设有第二水循环装置，所述生物滤池的顶部连接有第二输气管，第二输气管将生物处理后的气体导入到光催化处理单元；
所述光催化处理单元包括光催化氧化设备，所述光催化氧化设备的进气端连接在第二输气管上，光催化氧化设备的出气端连接在引风机的进风口上，所述光催化氧化设备上还设有空气补充装置。
优选地，所述第一水循环装置包括第一循环水箱、第一循环管、第二循环管、水阀和第一循环泵，所述第一循环管的一端连接在生物预洗池的下部，另一端连接在所述第一循环水箱的上部，所述第二循环管的一端连接在生物预洗池的上部，另一端连接在第一循环水箱的上清液内，所述水阀安装在第一循环管上，所述第一循环泵安装在第二循环管上。
优选地，所述第一循环水箱的顶部设有补水管，第一循环水箱的底部呈锥型结构，且连接有排泥口。
优选地，所述第二水循环装置包括第二循环水箱、第三循环管、第四循环管、第二循环泵，所述第二循环水箱位于生物滤池的下方，所述第三循环管的一端连接在生物滤池的底部上，另一端连接在第二循环水箱的顶部上，所述第四循环管的一端连接在所述布水板上，另一端延伸到第二循环水箱的底部，所述第二循环泵安装在第四循环管上。
优选地，所述生物填料层的底部设有承托板，所述承托板固定在生物滤池的内壁上。
优选地，所述承托板朝向生物填料层的一侧设有多个虑头，承托板上还贯穿设有多个渗水孔。
优选地，所述光催化氧化设备为UV高效光子催化氧化设备，其内部设有可生成UV-D波段的紫外线灯管，还设有具有纳米TiO的光催化板，紫外线灯管和光催化板间隔设置在光催化氧化设备内。
优选地，所述空气补充装置为送风机，所述送风机的出风口连接在光催化氧化设备上。
优选地，所述引风机的排风口连接有排气烟囱。
本发明提出的一种石油化工废气处理系统，有益效果在于：
(1)、本发明通过生物预洗单元加强除臭去污染物质的能力，保证后段生物处理效果，一方面可去除废气中的粉尘、并使废气湿度达到饱和，有利生物处理的顺利进行，另外还可以去除部分可溶性废气成份、一定程度上减轻致臭成分突变造成的冲击负荷，保证后续生物处理废气负荷的相对稳定。
(2)、本发明通过生物处理单元利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，以及微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点，将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、SO4 2-、NO3 -等无毒无害的简单无机物。
(3)、本发明通过光催化处理单元利用纳米催化剂技术与紫外光技术的完美结合，对废气中有机污染物降解彻底，最终产物为二氧化碳和水，不产生二次污染。达标的清洁气体高空排入大气。
(4)、本发明采用生物预洗、生物滤池、纳米孔光催化氧化、引风机高空排放的组合系统处理石油化工工业废气，贴合石化工业废气实际处理特征，具有很高的创新性和适用性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的结构示意图。
图中标记为：生物预洗池 1、生物滤池 2、光催化氧化设备 3、第一循环水箱 4、第二循环水箱 5、废气管 6、第一布气板 7、预洗排气口 8、引风机 9、排气烟囱 10、补水管11、排泥口 12、第一输气管 13、第二布气板 14、布水板 15、生物填料层 16、承托板 17、虑头 18、渗水孔 19、第一循环管 20、第二循环管 21、水阀 22、第一循环泵 23、第三循环管24、第四循环管 25、第二循环泵 26、第二输气管 27、光催化板 28、送风机 29、紫外线灯管30。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“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。
现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。
参见图1，一种石油化工废气处理系统，包括生物预洗单元、生物处理单元和光催化处理单元，光催化处理单元的出气端设有引风机9，引风机9将废气依次引入通过生物预洗单元、生物处理单元和光催化处理单元进行净化处理；
生物预洗单元包括生物预洗池1，生物预洗池1的底部设有第一布气板7，第一布气板7上连接有废气管6，生物预洗池1的侧部设有第一水循环装置，生物预洗池1的顶部设有预洗排气口8，预洗排气口8上连接有第一输气管13，第一输气管13将预洗过后的废气导入到生物处理单元；
生物处理单元包括生物滤池2，生物滤池2内设有生物填料层16，生物填料层16的下方设有第二布气板14，第二布气板14与第一输气管13相连通，生物填料层16的上方设有布水板15，布水板15与生物滤池2的底部之间设有第二水循环装置，生物滤池2的顶部连接有第二输气管27，第二输气管27将生物处理后的气体导入到光催化处理单元；
光催化处理单元包括光催化氧化设备3，光催化氧化设备3的进气端连接在第二输气管27上，光催化氧化设备3的出气端连接在引风机9的进风口上，光催化氧化设备3上还设有空气补充装置。
本发明的石油化工废气处理系统，采用生物预洗、生物滤池、纳米孔光催化氧化、引风机高空排放的组合系统处理石油化工工业废气，贴合石化工业废气实际水质特征，具有很高的创新性和适用性，通过生物预洗单元一方面可去除废气中的粉尘、并使废气湿度达到饱和，有利生物处理的顺利进行，另外还可以去除部分可溶性废气成份、一定程度上减轻废气成分突变造成的冲击负荷，保证后续生物处理废气负荷的相对稳定，通过生物处理单元利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，以及微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点，将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、SO4 2-、NO3 -等无毒无害的简单无机物，通过光催化处理单元利用纳米催化剂技术与紫外光技术的完美结合，对废气中有机污染物降解彻底，最终产物为二氧化碳和水，不产生二次污染。达标的清洁气体高空排入大气。
具体地，使用时，将废气经各收集系统收集后进入生物预洗池1，可去除废气中的粉尘和部分可溶性废气成分，一定程度上减轻致臭成分突变造成的冲击负荷，保证后续生物处理的稳定性；下一步，生物预洗单元处理后的废气再进入生物滤池2，利用微生物的生长代谢作用对硫化氢、氨、甲硫醇、甲硫醚、乙硫醚、二甲二硫、二硫化碳等硫系恶臭物质进行处理，而后进入光催化氧化设备3内，利用纳米催化剂技术与紫外光技术的完美结合，对废气中有机污染物进行彻底降解，最终产物为二氧化碳和水，不产生二次污染，达标的清洁气体高空排入大气。
其中，生物处理单元生物除臭主要有三个步骤：第一步水溶渗透；第二步生物吸收；第三步生物氧化。
第一步：水溶渗透，生物填料层16的滤料表面覆盖有水层，臭气中的化学物质与滤料接触后在表层溶解，并从气相转化为水相，以利于滤料中的细菌作进一步的吸收和分解，另外，滤料的多孔性使其具有超大的比表面积，使气、水两相有更大的接触面积，有效增大了气相化学物质在水相中的传送扩散速率，高速的传送扩散意味着滤料可迅速将臭气的浓度降到极低的水平。
第二步：水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收，恶臭成分从水中转移至微生物体内。
第三步：通过生物氧化来降解污染物的过程，滤料中的专性细菌将以污染物为食，把污染物转化为自身的营养物质，进入微生物的自身循环过程，从而达到降解的目的，专性细菌为排硫硫杆菌、氧化硫硫杆菌等复合菌种，专性细菌等微生物又可实现自身的繁殖，当作为食物的污染化合物与专性细菌的营养需要达到平衡，且水份、温度、酸碱度等条件均符合微生物所需时，专性细菌的代谢繁殖将会达到一个稳定平衡，最终的产物是无污染的二氧化碳，水和盐，从而将污染物去除。
光催化处理单元通过提供UV-D波段内的真空紫外线，其波长范围在170-184.9nm，促使有机废气物质通过吸收该波段的光子，而该波段的光子能量大于绝大多数的化学键键能，使得有机物质得以裂解；再通过裂解产生的臭氧将其氧化成简单、无害、稳定的物质，如H2O和CO2等。
利用高能UV光束裂解氧气，形成臭氧O3，通过臭氧氧离子的氧化作用破坏细菌的膜结构，起到高效脱臭及杀灭细菌的目的。
光催化处理单元利用纳米孔紫外光催化氧化技术也就是纳米催化剂技术与紫外光技术的完美结合，对废气中有机污染物降解彻底，最终产物为二氧化碳和水，不产生二次污染。
参见图1，进一步说，第一水循环装置包括第一循环水箱4、第一循环管20、第二循环管21、水阀22和第一循环泵23，第一循环管20的一端连接在生物预洗池1的下部，另一端连接在第一循环水箱4的上部，第二循环管21的一端连接在生物预洗池1的上部，另一端连接在第一循环水箱4的上清液内，水阀22安装在第一循环管20上，第一循环泵23安装在第二循环管21上。
设置第一水循环装置，可以对生物预洗池1内的水进行循环处理，将生物预洗池1内沉淀的杂质及时排出，有利生物预洗池1对废气中粉尘和可溶性废气的吸收。
参见图1，进一步说，第一循环水箱4的顶部设有补水管11，第一循环水箱4的底部呈锥型结构，且连接有排泥口12。
设置补水管11，可以在使用过程中，及时向第一循环水箱4内补充循环过程中损耗的水，其补充的水可以是自来水或者中水，设置排泥口12可将第一循环水箱4内沉淀的污泥及时排出处理。
参见图1，进一步说，第二水循环装置包括第二循环水箱5、第三循环管24、第四循环管25、第二循环泵26，第二循环水箱5位于生物滤池2的下方，第三循环管24的一端连接在生物滤池2的底部上，另一端连接在第二循环水箱5的顶部上，第四循环管25的一端连接在布水板15上，另一端延伸到第二循环水箱5的底部，第二循环泵26安装在第四循环管25上。
设置第二水循环装置，可以确保生物填料层16上的滤料表面形成水层，使废气中的化学物质与滤料接触后在表层溶解，并从气相转化为水相，以利于滤料中的细菌作进一步的吸收和分解。
参见图1，进一步说，生物填料层16的底部设有承托板17，承托板17固定在生物滤池2的内壁上。
设置承托板17，可以方便生物填料层16的填料，并对生物填料层16具有良好的支撑作用。
参见图1，进一步说，承托板17朝向生物填料层16的一侧设有多个虑头18，承托板17上还贯穿设有多个渗水孔19。
设置虑头18和渗水孔19，虑头18有利废气均匀进入到生物填料层16内，并且可放置生物填料层16内的滤料掉落，渗水孔19可使生物填料层16内的水回流到生物滤池2底部，并由第二水循环装置进行循环利用。
参见图1，进一步说，光催化氧化设备3为UV高效光子催化氧化设备，其内部设有可生成UV-D波段的紫外线灯管30，还设有具有纳米TiO2的光催化板28，紫外线灯管30和光催化板28间隔设置在光催化氧化设备3内。
设置紫外线灯管30和光催化板28，紫外线灯管30可生成高能UV紫外线，一方面用来裂解氧化恶臭物质分子链，改变物质结构，将恶臭污染物质裂解、氧化为低分子无害物质，其脱臭效率较高，能处理氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、二甲基二硫醚等混合气体，另一方面可分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧不稳定需与氧分子结合，进而产生臭氧，进而，臭气被分解呈游离状态的单分子再被臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物，如CO2、H2O等，设置纳米TiO2光催化板28用来大幅度提高紫外光解的净化效率。
参见图1，进一步说，空气补充装置为送风机29，送风机29的出风口连接在光催化氧化设备3上。
设置空气补充装置，由于光催化处理单元内需要对氧气的参与，所以需要及时的补充氧气，以达到更够生辰更多的臭氧，有利废气的光催化处理。
参见图1，进一步说，引风机9的排风口连接有排气烟囱10。
设置排气烟囱10，可以将处理后的气体进行高空排放。
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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)

1.一种石油化工废气处理系统，包括生物预洗单元、生物处理单元和光催化处理单元，其特征在于，光催化处理单元的出气端设有引风机(9)，所述引风机(9)将废气依次引入通过生物预洗单元、生物处理单元和光催化处理单元进行净化处理；
所述生物预洗单元包括生物预洗池(1)，生物预洗池(1)的底部设有第一布气板(7)，第一布气板(7)上连接有废气管(6)，生物预洗池(1)的侧部设有第一水循环装置，生物预洗池(1)的顶部设有预洗排气口(8)，预洗排气口(8)上连接有第一输气管(13)，第一输气管(13)将预洗过后的废气导入到生物处理单元；
所述生物处理单元包括生物滤池(2)，所述生物滤池(2)内设有生物填料层(16)，所述生物填料层(16)的下方设有第二布气板(14)，第二布气板(14)与所述第一输气管(13)相连通，生物填料层(16)的上方设有布水板(15)，布水板(15)与生物滤池(2)的底部之间设有第二水循环装置，所述生物滤池(2)的顶部连接有第二输气管(27)，第二输气管(27)将生物处理后的气体导入到光催化处理单元；
所述光催化处理单元包括光催化氧化设备(3)，所述光催化氧化设备(3)的进气端连接在第二输气管(27)上，光催化氧化设备(3)的出气端连接在引风机(9)的进风口上，所述光催化氧化设备(3)上还设有空气补充装置。
2.根据权利要求1所述的一种石油化工废气处理系统，其特征在于，所述第一水循环装置包括第一循环水箱(4)、第一循环管(20)、第二循环管(21)、水阀(22)和第一循环泵(23)，所述第一循环管(20)的一端连接在生物预洗池(1)的下部，另一端连接在所述第一循环水箱(4)的上部，所述第二循环管(21)的一端连接在生物预洗池(1)的上部，另一端连接在第一循环水箱(4)的上清液内，所述水阀(22)安装在第一循环管(20)上，所述第一循环泵(23)安装在第二循环管(21)上。
3.根据权利要求2所述的一种石油化工废气处理系统，其特征在于，所述第一循环水箱(4)的顶部设有补水管(11)，第一循环水箱(4)的底部呈锥型结构，且连接有排泥口(12)。
4.根据权利要求1所述的一种石油化工废气处理系统，其特征在于，所述第二水循环装置包括第二循环水箱(5)、第三循环管(24)、第四循环管(25)、第二循环泵(26)，所述第二循环水箱(5)位于生物滤池(2)的下方，所述第三循环管(24)的一端连接在生物滤池(2)的底部上，另一端连接在第二循环水箱(5)的顶部上，所述第四循环管(25)的一端连接在所述布水板(15)上，另一端延伸到第二循环水箱(5)的底部，所述第二循环泵(26)安装在第四循环管(25)上。
5.根据权利要求1所述的一种石油化工废气处理系统，其特征在于，所述生物填料层(16)的底部设有承托板(17)，所述承托板(17)固定在生物滤池(2)的内壁上。
6.根据权利要求1所述的一种石油化工废气处理系统，其特征在于，所述承托板(17)朝向生物填料层(16)的一侧设有多个虑头(18)，承托板(17)上还贯穿设有多个渗水孔(19)。
7.根据权利要求1所述的一种石油化工废气处理系统，其特征在于，所述光催化氧化设备(3)为UV高效光子催化氧化设备，其内部设有可生成UV-D波段的紫外线灯管(30)，还设有具有纳米TiO2的光催化板(28)，紫外线灯管(30)和光催化板(28)间隔设置在光催化氧化设备(3)内。
8.根据权利要求1所述的一种石油化工废气处理系统，其特征在于，所述空气补充装置为送风机(29)，所述送风机(29)的出风口连接在光催化氧化设备(3)上。
9.根据权利要求1所述的一种石油化工废气处理系统，其特征在于，所述引风机(9)的排风口连接有排气烟囱(10)。
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CN114028940A (zh) * 2021-11-25 2022-02-11 江南大学 一种装配式有机污染废气处理装置及方法

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