CN110523270A - 一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置，该尾气处理方法利用液相膜氧化剂和气相膜氧化剂产生双膜微气泡在双膜塔内对有机废气进行处理，并对处理后的氧化性气泡进行破除还原。该尾气处理装置包括微气泡发生装置、双膜塔、还原塔、液封罐和循环泵；微气泡发生装置通过管道经溶气罐连接双膜塔顶部的分布器，双膜塔的底部通过管道经第一过滤器连接微气泡发生装置；微气泡发生装置的顶部与还原塔的底部相连通；以及液封罐通过管道经循环泵连接还原塔顶部的分布器。本发明的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置，可深度处理有机废气，达到理性效果；且其投资少，设计灵活，运行安全、稳定、费用低。

Description

一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置

技术领域

本发明属于废气治理技术领域，涉及一种有机化学工业、汽车涂装、塑料加工等行业产生的有机废气处理工艺，尤其涉及一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置。

背景技术

随着工业技术的发展，在有机化学工业、汽车涂装、塑料加工等行业产生的有机废气严重影响大气环境，目前已经证实VOCs(有机挥发物)是形成雾霾的一个重要影响因素，因此深度处理有机废气是当前环境保护的迫切要求。

目前比较流行的有机废气处理方法以活性炭吸附、光催化氧化、超重力、蓄热燃烧工艺、生物膜法等处理工艺，部分厂家推出了微气泡工艺等处理方式。

活性炭吸附是通过将有机废气经过活性炭进行吸附，部分有机物经过吸附后可以经过脱吸后冷凝回收，部分有机物难以吸附因此活性炭吸附效率较低，且活性炭吸附周期短，再生困难，再生过程仍然产生废气，活性炭一般使用寿命较短，更换活性炭再次产生固废和有机挥发份，不利于根本上解决废气处理。

光催化氧化法是目前流行的一种简洁小型处理有机废气的工艺装置，存在处理气量低、灯管使用寿命较短、催化不完全引起的新型恶臭气味、电火花引起的安全等问题不利于安全生产。

蓄热燃烧工艺需要引入天然气、柴油等其他能源进行加热燃烧，部分能够回收热能，目前属于主流处理VOCs的方式。但是一般投资较大，安全风险较大，对于不连续生产的中小型化工生产企业不利于投资和生产管理。

而生物膜和超重力方式应用较少。微气泡处理VOCs工艺利用高速喷头、溶气泵等方式产生的纳米、微米级的细小气泡在气泡与废气接触过程中因瞬间破裂产生巨大的冲击压力，其产生的动能使有机分子被冲击压裂，但是并不能较好的达到处理效果。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置，通过引入双膜氧化与还原破除方式，从而提高了有机废气的处理效率，使压裂的分子在压裂过程中进行双膜氧化，转变为二氧化碳和水及其他物质，实现有机挥发气体的治理。

本发明提供的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法及其装置，利用氧化性液体和气体通过微气泡发生装置产生双膜微气泡在双膜塔内进行有机废气处理，并通过循环还原相有效破除残余游离氧离子，深度处理有机废气。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法，利用液相膜氧化剂和气相膜氧化剂产生双膜微气泡在双膜塔内对有机废气进行处理，并对处理后的氧化性气泡进行破除还原。

进一步地，在所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法中，所述双膜微气泡采用溶气泵产生，其在所述溶气泵进口加入液相膜氧化剂、气相膜氧化剂经所述溶气泵高速旋转形成。

进一步地，在所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法中，所述液相膜氧化剂为双氧水、叔丁基过氧化氢、溶于水的高锰酸钾中的一种或几种。

进一步地，在所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法中，所述气相膜氧化剂为臭氧、氧气、氯气中的一种或几种。

进一步地，在所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法中，所述破除还原所采用的还原剂为亚硫酸盐及负载含有铜、铈、锰等金属催化剂的复合填料，其填料形式为拉西环、鲍尔环或规整填料。

进一步地，在所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法中，所述双膜塔的空塔气速为1000-30000m³/h。

本发明的第二个方面是提供一种如所述方法的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置，包括微气泡发生装置、双膜塔、还原塔、液封罐和循环泵；其中：

所述微气泡发生装置通过管道经溶气罐连接所述双膜塔顶部的分布器，所述双膜塔的底部通过管道经所述第一过滤器连接所述微气泡发生装置；

所述微气泡发生装置的顶部与所述还原塔的底部相连通；以及

所述封液罐通过管道经循环泵连接所述还原塔顶部的分布器，且所述还原塔的底部通过管道连接所述封液罐，所述液封罐与所述循环泵之间的管道上设置有第二过滤器。

进一步地，在所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置上，所述微气泡发生装置为溶气泵。

进一步地，在所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置上，所述双膜塔为填料塔、规整填料塔、垂直筛板塔的一种。

进一步地，在所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置上，所述还原塔与所述双膜塔复合为一体或单独设置。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)本发明采用溶气泵作为微气泡发生的主要设备，为使微气泡产生均一化设置了溶气罐，该设备产生的大量微气泡作为微气泡液进行与气体进行气液充分接触，其接触层可以采用规整填料、垂直筛板等方式进行接触，分布盘可以采用洒水喷头等布液装置；该尾气处理方法和装置，适用范围广泛，特别是中小型化工企业、涂装工程的应用，可以实现模块化集成设备，具有安装灵活，效率高，运行费用低等优势；

(2)溶气泵产生的双膜微气泡为双重氧化性微气泡，即为液膜控制和气膜控制部分均为氧化性，实现强烈的氧化氛围，由于引入了双膜氧化基团，加速了有机分子吸附力，提高有机分子周围电荷度，加快分子在压裂过程中的氧化速度，从而加快转变为低分子物质二氧化碳和水，从而提高尾气处理效果；

(3)经压力分解后的气体氛围中，因部分氧化性气泡会随气体带出影响周围空气，因此进行将氧化性气泡进行破除还原，达到尾气外排标准；本发明采用还原性物质及填料接触方式进行瞬间还原，填料中负载催化剂，提高处理效果。

附图说明

图1为本发明一种双膜微气泡氧化还原尾气处理装置的结构示意图；

其中，各附图标记为：

1-第一过滤器，2-微气泡发生装置，3-溶气罐，4-双膜塔，5-还原塔，6-液封罐，7-第二过滤器，8-循环泵。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

本实施例提供一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法，其主要技术方案是利用液相膜氧化剂和气相膜氧化剂产生双膜微气泡在双膜塔内对有机废气进行处理，并对处理后的氧化性气泡进行破除还原，有效破除残余游离氧离子，以深度处理有机废气。

在本实施例中，所述双膜微气泡采用溶气泵产生，其在所述溶气泵进口加入液相膜氧化剂、气相膜氧化剂经所述溶气泵高速旋转形成。溶气泵产生的双膜微气泡为双重氧化性微气泡，即为液膜控制和气膜控制部分均为氧化性，实现强烈的氧化氛围，由于引入了双膜氧化基团，加速了有机分子吸附力，提高有机分子周围电荷度，加快分子在压裂过程中的氧化速度，从而加快转变为低分子物质二氧化碳和水，从而提高尾气处理效果。

在本实施例中，所述液相膜氧化剂为双氧水、叔丁基过氧化氢、溶于水的高锰酸钾中的一种或几种。所述气相膜氧化剂为臭氧、氧气、氯气中的一种或几种。其中臭氧产生采用臭氧发生设备进行辅助产生。

在本实施例中，经压力分解后的气体氛围中，因部分氧化性气泡会随气体带出影响周围空气，因此需对氧化性气泡进行破除还原，以达到尾气外排标准，本实施例采用了还原性物质及填料接触方式进行瞬间还原，填料中负载催化剂，提高处理效果。所述破除还原所采用的还原剂为亚硫酸盐及负载含有铜、铈、锰等金属催化剂的复合填料，其填料形式为拉西环、鲍尔环或规整填料。所述双膜塔的空塔气速为1000-30000m³/h。

实施例2

请参阅图1所示，提供一种双膜微气泡氧化还原尾气处理装置，包括微气泡发生装置2、双膜塔4、还原塔5、封液罐6和循环泵8；其中：所述微气泡发生装置2通过管道经溶气罐3连接所述双膜塔4顶部的分布器，所述双膜塔4的底部通过管道经所述第一过滤器1连接所述微气泡发生装置2；所述微气泡发生装置2的顶部与所述还原塔5的底部相连通；以及所述液封罐6通过管道经循环泵8连接所述还原塔5顶部的分布器，且所述还原塔5的底部通过管道连接所述液封罐6，所述液封罐6与所述循环泵8之间的管道上设置有第二过滤器7。

在本实施例中，所述微气泡发生装置2为溶气泵，通过该溶气泵产生双膜微气泡，具体为：在所述溶气泵进口加入液相膜氧化剂、气相膜氧化剂经所述溶气泵高速旋转形成。所述双膜塔4为填料塔、规整填料塔、垂直筛板塔的一种，或不限于气液接触的其他形式的处理装置。

在本实施例中，所述还原塔5与所述双膜塔4复合为一体或单独设置。优选地，如图1所示，所述还原塔5与所述双膜塔4为一体式结构，所述还原塔5设置于双膜塔4顶部，且两者相互连通，因双膜塔4内部分氧化性气泡会随气体带出进入影响周围空气，因此需对出双膜塔4的氧化性气泡进行破除还原，以达到尾气外排标准。还原塔5中采用了还原性物质及填料接触方式进行瞬间还原，填料中负载催化剂，提高处理效果。

该双膜微气泡氧化还原尾气处理装置，适用范围广泛，特别是中小型化工企业、涂装工程的应用，可以实现模块化集成设备，具有安装灵活，效率高，运行费用低等优势。采用溶气泵作为微气泡发生的主要设备，为使微气泡产生均一化设置了溶气罐，该设备产生的大量微气泡作为微气泡液进行与气体进行气液充分接触，其接触层可以采用规整填料、垂直筛板等方式进行接触，分布器可以采用洒水喷头等布液装置。

采用该双膜微气泡氧化还原尾气处理装置对有机废气进行处理的工艺流程为：a、有机废气从双膜塔4的底部进入经填料层、升气管进入其顶部的还原塔5内，经处理后进入尾气排放；b、双膜循环液由双膜塔4的塔底进入第一过滤器1、溶气泵2、溶气罐3进入双膜塔4的填料层上部，从而形成双膜循环回路；c、还原塔5内的循环液由还原塔5的塔底经液封罐6、过滤器7、循环泵8进入还原塔5的填料层上部，从而形成还原循环回路。使用前，在溶气泵2进口分别还加入气相氧化剂、液相氧化剂，以及在液封槽6内加入还原剂。

实施例3

某公司基于实施例1所述处理方法采用实施例2所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置进行有机废气处理，双膜塔4的进气气量为30000m³/h，采用液相循环量50m³/h，规整填料，处理含丁酯、苯乙烯及其他恶臭气体VOCs处理，进口浓度达2000mg/m³，出口检测苯乙烯为0.5mg/m³，其他含量为检测不出。远低于排放标准要求。采用的双膜氧化剂分别为双氧水、臭氧；还原剂为亚硫酸钠和液碱混合液。

实施例4

某公司基于实施例1所述处理方法采用实施例2所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置进行有机废气处理，双膜塔的进气气量为6000m³/h，采用液相循环量50m³/h，规整填料，处理含苯乙烯及硫化氢等恶臭气体VOCs处理，进口浓度达3500mg/m³，出口检测苯乙烯为0.5mg/m³，未设置还原塔，臭氧含量稍偏高，其他含量为检测不出。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种双膜微气泡氧化还原尾气处理方法，其特征在于，利用液相膜氧化剂和气相膜氧化剂产生双膜微气泡在双膜塔内对有机废气进行处理，并对处理后的氧化性气泡进行破除还原。

2.根据权利要求1所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法，其特征在于，所述双膜微气泡采用溶气泵产生，其在所述溶气泵进口加入液相膜氧化剂、气相膜氧化剂经所述溶气泵高速旋转形成。

3.根据权利要求1所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法，其特征在于，所述液相膜氧化剂为双氧水、叔丁基过氧化氢、溶于水的高锰酸钾中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法，其特征在于，所述气相膜氧化剂为臭氧、氧气、氯气中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法，其特征在于，所述破除还原所采用的还原剂为亚硫酸盐及负载含有铜、铈、锰等金属催化剂的复合填料，其填料形式为拉西环、鲍尔环或规整填料。

6.根据权利要求1所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理方法，其特征在于，所述双膜塔的空塔气速为1000-30000m³/h。

7.一种如权利要求1-6任一项所述方法的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置，其特征在于，包括微气泡发生装、双膜塔、还原塔、液封罐和循环泵；其中：

所述微气泡发生装置通过管道经溶气罐连接所述双膜塔顶部的分布器，所述双膜塔的底部通过管道经所述第一过滤器连接所述微气泡发生装置；

所述微气泡发生装置的顶部与所述还原塔的底部相连通；以及

所述液封罐通过管道经循环泵连接所述还原塔顶部的分布器，且所述还原塔的底部通过管道连接所述封液罐，所述液封罐与所述循环泵之间的管道上设置有第二过滤器。

8.根据权利要求7所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置，其特征在于，所述微气泡发生装置为溶气泵。

9.根据权利要求7所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置，其特征在于，所述双膜塔为填料塔、规整填料塔、垂直筛板塔的一种。

10.根据权利要求7所述的双膜微气泡氧化还原尾气处理装置，其特征在于，所述还原塔与所述双膜塔复合为一体或单独设置。