CN110813055A - 一种喷淋法超级氧化废气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷淋法超级氧化废气处理系统，涉及废气处理技术领域。包括依次连接的第一氧化塔，光氧反应器、第二氧化塔和调节塔；所述第一氧化塔对废气进行初步超级氧化，去除有机气体和硫化氢；所述光氧反应器，对废气进行光催化氧化反应，打断高键能物质分子链，灭杀废气中的细菌，并将细菌释放出的毒素分解；所述第二氧化塔对废气进行二次超级氧化，进一步去除有机气体和硫化氢；所述调节塔，调节排放废气至中性，达到排放标准。本发明对企业污水处理厂或医化企业污水站产生的废气进行了有效的治理。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种喷淋法超级氧化废气处理系统。
背景技术
废气中的主要污染物包括：VOC(挥发性有机化合物)、硫化氢、氯化氢、氨和非甲烷总烃。硫化氢、氯化氢、氨等恶臭气体除了让人感官不舒服外，对人体的伤害也比较大。挥发性有机化合物(VOCs)是指在常温下饱和蒸汽压约大于70Pa，常压下沸点低于250℃的有机化合物。挥发性有机化合物 (VOCs)包括：烷烃、芳烃、烯烃、醇类、醚类等是最常见的污染物，对环境有巨大的破坏作用。
现有企业污水处理厂和医化企业污水站废气处理工艺通常采用两种方法：
第一种，碱喷淋加光氧除臭。这种工艺对废气中的臭味有一定的除去效果，但对废气中的VOC、硫化氢除去效率低，不能达标排放。
第二种，双氧水氧化加生物滴滤。这种工艺对废气中的臭味和VOC都有一定的效果，但是生物滴滤维护困难，对要处理的废气有一定的要求，生物滴滤使用寿命短。硫化氢的除去效率不稳定，不能达标排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷淋法超级氧化废气处理系统，对企业污水处理厂和医化企业污水站产生的废气进行了有效的治理。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，包括依次连接的第一氧化塔，光氧反应器、第二氧化塔和调节塔；所述第一氧化塔，对废气进行初步超级氧化，去除有机气体和硫化氢；所述光氧反应器，对废气进行光催化氧化反应，打断高键能物质分子链，灭杀废气中的细菌，并将细菌释放出的毒素分解；所述第二氧化塔，对废气进行二次氧化，进一步去除有机气体和硫化氢；所述调节塔，调节排放废气至中性
进一步的，所述第一氧化塔包括塔体，塔体的底部设置有进气口，顶部设置有出气口，所述塔体内设置有至少两层塔板，塔板上设置有上下贯穿且向一侧倾斜的流道，相邻两层塔板的流道的倾斜方向相反；每一层塔板的上方设置有喷淋管；所述塔体底部的釜液内设置有PH检测仪，塔体上设置有酸液补充管道和碱液补充管道；所述酸液补充管道上设置有第一电磁阀，所述碱液补充管道上设置有第二电磁阀，所述PH检测仪、第一电磁阀和第二电磁阀与同一控制器连接。
进一步的，所述第二氧化塔包括塔体，塔体的底部设置有进气口，顶部设置有出气口，所述塔体内设置有至少两层塔板，塔板上设置有上下贯穿且向一侧倾斜的流道，相邻两层塔板的流道的倾斜方向相反；每一层塔板的上方设置有喷淋管。
进一步的，所述喷淋管包括主管道、若干支管道和喷嘴，所述支管道间隔设置且和主管道相互垂直，喷嘴均匀设置于主管道和支管道上。
进一步的，所述塔板由若干与水平呈一定角度的不锈钢板或PP板组装而成。
进一步的，至少一根喷淋管连接混合器，所述混合器与塔体底部的循环管道连接，所述混合器上设置有氧化剂和催化剂的补充口。
进一步的，所述催化剂的成分包括：藻类聚合物60-79%、氢氧化钠1-10%、海藻酸钠20-30%。
进一步的，所述光氧反应器包括机壳，所述机壳上相对位置设置有进气口和出气口，机壳内设置有紫外灯和光触媒，所述机壳外设置有防爆箱，防爆箱内设置有整流器，所述整流器经防爆电缆与机壳内的紫外灯相连。
进一步的，所述防爆箱上设置有通风系统，包括处于相对位置的空气进口和空气出口。
进一步的，所述机壳内设置有若干相互平行的隔板，隔板的一端固定连接于机壳的内壁，另一端开口；相邻两块隔板的开口方向相反，将机壳内部隔成蛇形通道。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的系统采用藻类聚合物作为催化剂和双氧水在双氧化塔中反应，藻类聚合物作为催化剂和捕捉剂延长了双氧水产生羟基参与反应的时间，起到充分的氧化作用，去除了大部分的有机气体和硫化氢；在双氧化塔之间增设光氧反应器，能打断高键能物质分子链，有效杀灭多种细菌，有利于气体在第二氧化塔中双氧水在藻类聚合物的催化和捕捉下进一步参与废气反应，对企业污水处理厂和医化企业污水站产生的废气中的有机气体和硫化氢进行了有效的治理。同时，为了防止废气的PH过高或过低时，对光氧反应器内的部件产生侵蚀，本发明还在前一个氧化塔内增设PH检测和调节设备，将废气的PH控制在中性附近，保障了光氧反应器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例的整体结构示意图。
图2为本发明一实施例的第一氧化塔结构示意图。
图3为本发明一实施例的第一氧化塔的塔板结构示意图。
图4为本发明一实施例的第一氧化塔的喷淋管结构示意图。
图5为本发明一实施例的第一氧化塔的电磁阀控制示意图。
图6为本发明一实施例的光氧反应器结构示意图。
图7为本发明一实施例的第二氧化塔结构示意图。
图8为本发明一实施例的调节塔结构示意图。
图9为本发明一实施例的调节塔的电磁阀控制示意图。
图中：1、第一氧化塔；11、塔体；111、进气口；112、出气口；113、循环管道；114、液位计口；115、酸液补充管道；116、第一电磁阀；117、碱液补充管道；118、第二电磁阀；119、PH检测仪；12、塔板；121、流道；122、不锈钢板；13、喷淋管；131、喷嘴；132、主管道；133、支管道；14、支撑板；15、除水层；16、混合器；161、补充口；2、光氧反应器；21、机壳；211、进气口；212、出气口；213、紫外灯；214、光触媒；215、隔板；216、蛇形通道；22、防爆箱；221、空气进口；222、空气出口；23、整流器；24、防爆电缆；3、第二氧化塔；31、塔体；311、进气口；312、出气口；313、循环管道；314、液位计口；32、塔板；321、流道；33、喷淋管；331、喷嘴；34、支撑板；35、除水层；36、混合器；361、补充口；4、调节塔；41、进气口；42、出气口；43、喷淋管；431、喷嘴；44、循环管道；45、酸液补充管道；46、第三电磁阀；47、碱液补充管道；48、第四电磁阀；49、PH检测仪；5、风机。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种喷淋法超级氧化废气处理系统。包括依次连接的第一氧化塔1、光氧反应器2、第二氧化塔3、调节塔4和风机5。
所述第一氧化塔1对废气进行初步超级氧化，去除大量的有机气体和硫化氢；该塔主要针对废气中的有机气体和硫化氢等物质，具体的，第一氧化塔1采用双氧水作为氧化剂，藻类聚合物作为催化剂和捕捉剂，两者混合后进行循环喷淋，就能起到超级氧化效果。双氧水能与硫化氢反应，产物是水和单质硫，具体反应式如下：
H2O2+H2S=2H2O+S
对有机气体如甲烷的氧化反应过程如下：
首先双氧水分解有活性氧，
甲烷完全氧化时生成CO2和水：CH4+2O2=CO2+2H2O
甲烷不完全氧化时生成CO和水：2CH4+3O2=2CO+4H2O
同时，随双氧水一同加入的试剂中还包括催化剂，催化剂的具体成分包括海藻聚合物60-79%、氢氧化钠1-10%、海藻酸钠20-30%。催化剂的作用是促进双氧水产生羟基自由基大大提高其氧化能力。羟基自由基（-OH）因其有极高的氧化电位（2.80eV），其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐，无二次污染。。
所述光氧反应器2，采用光触媒对废气进行光催化氧化反应，打断高键能物质分子链，灭杀废气中的细菌，并将细菌释放出的毒素分解；光触媒涂布于基材表面，在紫外光及可见光的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。
所述第二氧化塔3对废气进行二次氧化，功效等同于第一氧化塔1，去除剩余的有机气体和硫化氢。
所述调节塔4，进一步去除氧化反应后废气中残余的酸性气体或者碱性气体，调节排放废气至中性，，避免酸性废气或碱性废气排至空气中。当废气为中酸性成分（硫化氢和氯化氢）较多时，则往调节塔内添加碱（NaOH）以进行中和，具体反应式如下：
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
NaOH+HCL=NaCL+H2O
反之，当废气为中碱性成分（氨）较多时，则往调节塔内添加酸（H2SO4）以进行中和，具体反应式如下：
氨与硫酸反应氨气不足：NH3 + H2SO4 = NH4HSO4
氨气过量：2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
所述风机5，将废气引至高空排放。
具体的，请参照图2，所述第一氧化塔1包括塔体11，塔体11的底部设置有进气口111，顶部设置有出气口112。所述塔体11内设置有至少两层塔板12，塔板12上设置有上下贯穿且向一侧倾斜的流道121，相邻两层塔板12的流道的倾斜方向相反；每一层塔板12的上方设置有喷淋管13。于本实施例中，塔板设置有3层，废气由进气口111进入塔体11内，并通过塔板12上的流道121多次改变方向，在流道121内与喷淋管13喷出的液体充分接触发生化学反应，除去废气内的有害成分。喷淋管13内的反应液的成分由具体情况而定，于本实施例中，喷淋管13内流通有双氧水及催化剂，随循环液喷出。所述催化剂的成分包括：藻类聚合物60-79%、氢氧化钠1-10%、海藻酸钠20-30%。在催化剂的作用下会产生自由基，大大提高双氧水的氧化能力。
请参照图3，所述塔板12由若干与水平呈一定角度的不锈钢板122组装而成，相邻不锈钢板122之间形成流道121供反应液和废气流通。不锈钢板122的倾斜角度为30°至60°，优选45°。
请参照图4，所述喷淋管13包括主管道132、若干支管道133和喷嘴131，所述支管道133间隔设置且和主管道132相互垂直，喷嘴131均匀设置于主管道132和支管道133的下表面。
为了实现釜液的循环，请参照图2，所述塔体11的底部设置有与喷淋管连接的循环管道113，用于导出塔体11内的釜液作为循环喷淋液，循环液从每层喷淋管13喷出。值得一提的是，随着处理过程的推移，双氧水会被消耗，为了实现双氧水的实时补充，还设置有混合器16，至少一根喷淋管13连接有混合器16，所述混合器16与塔体底部的循环管道113连接，所述混合器16上设置有双氧水和催化剂的补充口161。本实施例中，除最下一层以外的喷淋管13皆与混合器16连接。
所述塔体11内还设置有液位计口114，用于连接外部液位计，观察塔体11底部的釜液液位，所述液位计口114设置于最低一层塔板的下方。
为了防止排出的废气带出液体，所述塔体11内设置有除水层15；所述除水层15为丝网除水层。
为了实现塔板12和除水层15的固定，所述塔板12和除水层15的底部设置有支撑板14，支撑板可以是固定安装于塔体11内壁的环形板。
若将第一氧化塔1排出的废气直接导入下一环节的光氧反应器内，无法保证废气的酸碱度。废气的PH值过高或过低都会对光氧反应器2内的部件产生腐蚀。为了避免该情况的发生，请参照图2和图5，所述塔体11底部的釜液内设置有PH检测仪119，塔体11上设置有酸液补充管道115和碱液补充管道117；所述酸液补充管道115上设置有第一电磁阀116，所述碱液补充管道117上设置有第二电磁阀118，所述PH检测仪119、第一电磁阀116和第二电磁阀118与同一控制器连接。当PH检测仪119检测到釜液的PH值过低时，开启第二电磁阀118，向第一氧化塔1内补充碱液，如NaOH；反之，当PH检测仪119检测到釜液的PH值过高时，开启第一电磁阀116，向第一氧化塔1内补充酸液，如硫酸。将输出的废气PH值控制在基本中性。
请参阅图6，所述光氧反应器2包括机壳21，所述机壳21上相对位置设置有进气口211和出气口212，机壳21内设置有若干组平行设置的紫外灯213和光触媒214。
为了延长废气在光氧反应器内的行程，所述机壳21内设置有若干相互平行的隔板215，隔板215的一端固定连接于机壳21的内壁，另一端开口设置；相邻两块隔板215的开口方向相反，将机壳21内部隔成蛇形通道216。所述相邻两块隔板215之间设置有一组紫外灯213和光触媒214。废气由进气口211进入，沿着蛇形通道216前进，与通道内的光触媒214充分接触，在紫外灯213的照射下，能把水或氧气转化成强氧化活性基团，有效降解空气中的有毒有害气体，还能有效灭杀多种细菌，将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，起到除臭抗污、净化空气的功能。优选的，紫外灯213也和隔板215平行，这样气体将会沿着紫外灯213的灯管方向流动，充分利用紫外灯光，提高光触媒的反应效率。
为了光触媒能更好地与废气充分接触，一方面，所述光触媒214的第一端固定连接于机壳21的内壁，另一端开口，且开口处与邻近的隔板215相齐平；另一方面，所述光触媒214呈蜂窝板状。
紫外灯213必须搭配相应的整流器才能工作。所述机壳21外设置有防爆箱22，防爆箱22内设置有整流器23，所述整流器23经防爆电缆24与机壳21内的紫外灯213相连。即使在电路出现故障的情况引发了整流器23爆炸，也不会导致光氧反应器内的部件损毁。
为了保证整流器的散热，所述防爆箱22上设置有通风系统，包括处于相对位置的空气进口221和空气出口222，空气进口221外接空压机，导入空气带走防爆箱内的热量。
请参照图7，所述第二氧化塔3的结构与第一氧化塔1基本类似，包括塔体31，塔体31的底部设置有进气口311，顶部设置有出气口312。所述塔体31内设置有至少两层塔板32，塔板32上设置有上下贯穿且向一侧倾斜的流道321，相邻两层塔板32的流道的倾斜方向相反；每一层塔板32的上方设置有喷淋管33。于本实施例中，塔板设置有3层，废气由进气口311进入塔体31内，并通过塔板32上的流道321多次改变方向，在流道321内与喷淋管33喷出的液体充分接触发生化学反应，除去废气内的有害成分。喷淋管33内的反应液的成分由具体情况而定，于本实施例中，喷淋管13内流通有双氧水及催化剂，随循环液喷出。
为了实现釜液的循环，所述塔体31的底部设置有与喷淋管连接的循环管道313，用于导出塔体31内的釜液作为循环喷淋液，循环液从每层喷淋管33喷出。值得一提的是，随着处理过程的推移，双氧水会被消耗，为了实现双氧水的实时补充，还设置有混合器36，至少一根喷淋管33连接有混合器36，所述混合器36与塔体底部的循环管道313连接，所述混合器36上设置有双氧水和催化剂的补充口361。本实施例中，除最下一层以外的喷淋管33皆与混合器36连接。
所述塔体11内还设置有液位计口314，用于连接外部液位计，观察塔体31底部的釜液液位，所述液位计口314设置于最低一层塔板的下方。
为了防止排出的废气带出液体，所述塔体31内设置有除水层35；所述除水层35为丝网除水层。
为了实现塔板32和除水层35的固定，所述塔板32和除水层35的底部设置有支撑板34，支撑板可以是固定安装于塔体31内壁的环形板。
请参照图8和图9，所述调节塔4的底部设置有进气口41，顶部设置有出气口42。调节塔4内部设置有带喷嘴431的喷淋管43，喷淋管43的底部与调节塔4的底部连接，由循环泵（图纸未画出）驱动，实现釜液的循环。
所述调节塔4底部的釜液内设置有PH检测仪49，调节塔4上设置有酸液补充管道45和碱液补充管道47；所述酸液补充管道45上设置有第三电磁阀46，所述碱液补充管道47上设置有第四电磁阀48，所述PH检测仪49、第三电磁阀46和第四电磁阀48与同一控制器连接。当PH检测仪49检测到釜液的PH值过低时，开启第四电磁阀48，向调节塔4内补充碱液，如NaOH；反之，当PH检测仪49检测到釜液的PH值过高时，开启第三电磁阀46，向调节塔4内补充酸液，如硫酸。釜液由底部的循环管道44上升至喷淋管43，并从喷淋管43上的喷嘴431排出与废气充分接触，将最终排至外界的的废气PH值控制在基本中性，防止酸性或碱性的废气对环境产生无法污染。
结合浙江某制药企业污水站废气治理工程,介绍高效生物滴滤反应器在制药企业废水站含多组分挥发性有机物(VOCs)和恶臭(H2S)废气处理中的工程设计与应用。该工程设计处理气量为5 000 m~3/h,稳定运行后,四氢呋喃、甲苯和氯仿等3种VOCs浓度分别从进口的50~60、约80、约15 mg/m~3降至10 mg/m~3以下,平均去除率分别为85%、90%、60%;对进口浓度约为80 mg/m~3的硫化氢的去除率接近100%。该工艺处理效果明显、无二次污染,具有较明显的技术经济优势,可为医化行业废气治理工程提供示范和借鉴。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (10)
1.一种喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，包括依次连接的第一氧化塔，光氧反应器、第二氧化塔和调节塔；所述第一氧化塔，对废气进行初步超级氧化，去除有机气体和硫化氢；所述光氧反应器，对废气进行光催化氧化反应，打断高键能物质分子链，灭杀废气中的细菌，并将细菌释放出的毒素分解；所述第二氧化塔，对废气进行二次氧化，进一步去除有机气体和硫化氢；所述调节塔，调节排放废气至中性。
2.根据权利要求1所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，所述第一氧化塔包括塔体，塔体的底部设置有进气口，顶部设置有出气口，所述塔体内设置有至少两层塔板，塔板上设置有上下贯穿且向一侧倾斜的流道，相邻两层塔板的流道的倾斜方向相反；每一层塔板的上方设置有喷淋管；所述塔体底部的釜液内设置有PH检测仪，塔体上设置有酸液补充管道和碱液补充管道；所述酸液补充管道上设置有第一电磁阀，所述碱液补充管道上设置有第二电磁阀，所述PH检测仪、第一电磁阀和第二电磁阀与同一控制器连接。
3.根据权利要求1所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，所述第二氧化塔包括塔体，塔体的底部设置有进气口，顶部设置有出气口，所述塔体内设置有至少两层塔板，塔板上设置有上下贯穿且向一侧倾斜的流道，相邻两层塔板的流道的倾斜方向相反；每一层塔板的上方设置有喷淋管。
4.根据权利要求2或3所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，所述喷淋管包括主管道、若干支管道和喷嘴，所述支管道间隔设置且和主管道相互垂直，喷嘴均匀设置于主管道和支管道上。
5.根据权利要求2或3所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，所述塔板由若干与水平呈一定角度的不锈钢板或PP板组装而成。
6.根据权利要求2或3所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，至少一根喷淋管连接混合器，所述混合器与塔体底部的循环管道连接，所述混合器上设置有氧化剂和催化剂的补充口。
7.根据权利要求6所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，所述催化剂的成分包括：藻类聚合物60-79%、氢氧化钠1-10%、海藻酸钠20-30%。
8.根据权利要求1所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，所述光氧反应器包括机壳，所述机壳上相对位置设置有进气口和出气口，机壳内设置有紫外灯和光触媒，所述机壳外设置有防爆箱，防爆箱内设置有整流器，所述整流器经防爆电缆与机壳内的紫外灯相连。
9.根据权利要求8所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，所述防爆箱上设置有通风系统，包括处于相对位置的空气进口和空气出口。
10.根据权利要求8所述的喷淋法超级氧化废气处理系统，其特征在于，所述机壳内设置有若干相互平行的隔板，隔板的一端固定连接于机壳的内壁，另一端开口；相邻两块隔板的开口方向相反，将机壳内部隔成蛇形通道。
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|---|---|---|---|---|
| CN112169571A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-05 | 斯蒂芬·Y·周 | 一种恶臭气体和voc的处理方法 |
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2019
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