CN112755775A - 一种高效除臭的烟气处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种高效除臭的烟气处理工艺。本发明提供的高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤：废气收集与碱喷淋塔处理、光解尾气处理、尾气吸附处理、达标排放。本发明提供高效除臭的烟气处理工艺能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味和重金属颗粒，脱臭效率最高可达99％以上，达到《恶臭污染物控制标准》(GB 14554‑1993)和《大气污染物综合排放标准》(GB16297‑1996)一级标准。

Description

一种高效除臭的烟气处理工艺
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种高效除臭的烟气处理工艺。
背景技术
随着我国社会经济和人民生活的不断发展，以及全国范围内生活垃圾分类工作的不断推进，针对生活厨余垃圾的快速处理技术的需求不断增加，生活垃圾的处理问题也变得越来越突出。生活厨余垃圾是指居民日常生活中餐前厨后产生的剩菜剩饭等垃圾和废弃食用有机废弃物，主要以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为主要成分，厨余垃圾含水率高，腐烂变质速度快，极易产生异味，在存放和运输环境中容易造成对周围环境的破坏，而且餐厨垃圾以有机质为主，易滋生病菌，变成传播疾病的介质，危害人类健康。
目前，解决厨余垃圾的主要办法是填埋、焚烧、堆肥等，这些处理过程中往往会产生大量有害气体，对大气造成污染，其中，尤其以焚烧过程中产生的烟气最为严重。烟气是气体和烟尘的混合物，成分很复杂，气体中包括水蒸汽、SO2、N2、O2、CO、CO2、有机气体、氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关，对人体产生危害的多是PM10级别的飘尘，尤其以PM2.5级别的的飘尘危害性最大，必须进行烟气处理，达标后才能排放。
现有技术中的餐厨垃圾尾气处理方法为：将尾气通过引风机引入冷凝器中，冷凝后的尾气经过喷淋塔喷淋之后排出。即，现有技术的处理流程为：冷凝器——喷淋塔。这种处理方式较为简单，废气只经过一次喷淋处理，由于喷淋塔中气体跟水的接触时间有限，因此，处理时间短，处理不够彻底。
中国专利申请CN 107983126 A公开了一种焚烧烟气超低排放净化处理方法，包括污泥焚烧、垃圾焚烧、固废焚烧、危废焚烧排放烟气，以及陶粒窑、水泥窑协同处置废弃物的排放烟气的处理，也适用于其他工业窑炉系统的排放烟气处理，该方法虽然能提高尾气处理的效率，操作灵活性强，但是烟气中复杂组分并没有被清除，溶于水的污染成分排放时依旧会造成环境污染。
中国专利CN102671506B公开了一种荷电吸附剂强化电袋装置对烟气多污染物的协同控制方法；通过将一种特殊的吸附剂进行荷电，然后将吸附剂与电袋复合装置中的烟气混合，利用吸附剂吸附烟气中的可凝结有机污染物和细粒子污染物，从而将这些污染物捕获，并通过静电吸附作用进行去除的方法。虽然该方法可以将烟气中的可凝结挥发性污染物进行去除，从而降低烟气排放对空气的危害。但是该技术方案的烟气处理过程非常耗能，处理工艺需要将吸附剂粉尘带电并与烟气充分混合，吸附剂开发难度高，烟气处理难度大，这些都会大大增加烟气处理的成本，即使具有一定的环保价值，但是经济效益较差，不适合大范围推广应用。此外，这种处理方法对于SO2、CO、碳氢化合物、氮氧化合物等难凝结的气态污染物，以及部分挥发性重金属等污染物的处理效果并不突出，对烟气污染物的处理作用并不充分。
因此可以看出，采用单一的处理方式很难将这些引起臭味的成分全部祛除或转化，采用多种方法结合处理难以避免会产生处理过程能效高的问题。随着对环保的日益重视，各地环保部门对污染物排放浓度和总量的控制也越发严苛，传统的烟气处理技术已很难满足环保需求，需要改进，以实现烟气的达标处理。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效除臭的烟气处理工艺。本发明提供高效除臭的烟气处理工艺能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味和重金属颗粒，脱臭效率最高可达99％以上。
本发明的技术方案是：
一种高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；
S2、光解尾气处理：将步骤S1处理后的废气与冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备进行高效光解处理；
S3、尾气吸附处理：将步骤S2处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；
S4、达标排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
进一步地，所述工艺适用于厨余垃圾处理过程中的废气的收集、处理。
进一步地，所述步骤S1碱液喷淋塔中采用的碱性溶液为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种。
进一步地，所述步骤S2中UV光触媒处理设备由UV紫外灯和TiO2光触媒材料组成。
更进一步地，所述步骤S2中UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线，波长为150～200nm。
更进一步地，所述步骤S2中UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线的波长为174.9nm。
更进一步地，所述步骤S2中废气在UV光触媒处理设备中的停留时间为0.01～0.1s。
进一步地，所述步骤S3中的复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比5～13：6～10:1～3组成。
更进一步地，所述步骤S3中的复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比11：8：2组成。
本发明提供的一种高效除臭的烟气处理工艺，主要用于厨余垃圾处理过程中的废气的收集、处理，将厨余垃圾处理过程中产生的废气依次通过碱液喷淋塔、UV光触媒处理设备以及复合活性炭吸附材料进行深度吸附净化，最后使得处理过后的厨余废气能够达标排放。
首先，厨余废气通过碱液喷淋塔能够预先去除烟气中的酸性气体，如NO2、SO2、HCl、HF等酸性气体和可溶性有机气体，并降低烟气温度；之后，废气和冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备后，一方面，废气与冷却空气相遇混合，湿度和温度得到降低，另一方面，通过采用UV-D波段内的特定波长的真空紫外线破坏有机废气分子的化学键，使之裂解形成游离状态的原子或基团；同时通过裂解混合空气中的氧气，使之形成游离的氧原子并结合生成臭氧具有强氧化性的臭氧(O3)与有机废气分子被裂解生成的原子发生氧化反应，形成H2O和CO2。除臭整个过程不超过0.1秒，能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味，脱臭效率最高可达99％以上。
本发明的高效除臭的烟气处理工艺中添加的复合活性炭吸附材料，通过采用活性炭和硅藻土作为吸附载体，具有超强的选择吸附性，对于各类颗粒物和凝结性物质具有良好的吸附性，因此可以对烟气中的粒径小于10μm的细小颗粒物进行吸附和固定，而且可以将凝结性物质进行附凝，进一步去除烟气中的有机挥发物和部分挥发性无机物，能大幅度截留气体中微量颗粒物、重金属颗粒和水蒸气。同时添加了一定量的过氧乙酸具有良好的杀菌性能，可以防霉和清洁；可以迅速杀灭烟气成分中的各种微生物，包括病毒、细菌、真菌及芽孢。并具有高效广泛的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。
与现有技术相比，本发明提供的高效除臭的烟气处理工艺具有以下优势：
(1)本发明提供高效除臭的烟气处理工艺能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味和重金属颗粒，脱臭效率最高可达99％以上，工艺简单，不造成二次污染，环境友好。
(2)本发明提供高效除臭的烟气处理工艺中添加了UV光触媒处理设备，将处理过后的气体再由复合活性炭吸附剂进行深度吸附处理，有效的提高了对厨余废气的处理效率，处理后的废气能够达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)一级标准。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的保护范围之内。
其中，本发明所用试剂均为常用试剂，均可在常规试剂生产销售公司购买。
实施例1一种高效除臭的烟气处理工艺
所述的高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；采用的碱性溶液为氢氧化钠溶液；
S2、光解尾气处理：将步骤S1处理后的废气与冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备进行高效光解处理；所述的UV光触媒处理设备由UV紫外灯和TiO2光触媒材料；UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线，波长为150废气在UV光触媒处理设备中的停留时间为0.01s；
S3、尾气吸附处理：将步骤S2处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；所述复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比5:10:3组成。
S4、达标排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
实施例2一种高效除臭的烟气处理工艺
所述的高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；采用的碱性溶液为氢氧化钠溶液；
S2、光解尾气处理：将步骤S1处理后的废气与冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备进行高效光解处理；所述的UV光触媒处理设备由UV紫外灯和TiO2光触媒材料；UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线，波长为174.9nm，废气在UV光触媒处理设备中的停留时间为0.08s。
S3、尾气吸附处理：将步骤S2处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；所述的复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比11：8：2组成。
S4、达标排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
实施例3一种高效除臭的烟气处理工艺
所述的高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；采用的碱性溶液为氢氧化钾溶液；
S2、光解尾气处理：将步骤S1处理后的废气与冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备进行高效光解处理；所述的UV光触媒处理设备由UV紫外灯和TiO2光触媒材料；UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线，波长为200nm；废气在UV光触媒处理设备中的停留时间为0.1s。
S3、尾气吸附处理：将步骤S2处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；所述步骤S2中所述步骤S3中的复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比13:6:1组成。
S4、达标排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
对比例1一种高效除臭的烟气处理工艺
所述的高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；采用的碱性溶液为氢氧化钠溶液；
S2、光解尾气处理：将步骤S1处理后的废气与冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备进行高效光解处理；所述的UV光触媒处理设备由UV紫外灯和TiO2光触媒材料；UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线，波长为174.9nm，废气在UV光触媒处理设备中的停留时间为0.08s。
S3、尾气吸附处理：将步骤S2处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；所述的复合活性炭吸附材料由活性炭、过氧乙酸按重量比11：2组成。
S4、排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
与实施例2的区别在于，所述步骤S3中复合活性炭吸附材料中未添加硅藻土。
对比例2一种高效除臭的烟气处理工艺
所述的高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；采用的碱性溶液为氢氧化钠溶液；
S2、光解尾气处理：将步骤S1处理后的废气与冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备进行高效光解处理；所述的UV光触媒处理设备由UV紫外灯和TiO2光触媒材料；UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线，波长为174.9nm，废气在UV光触媒处理设备中的停留时间为0.08s。
S3、尾气吸附处理：将步骤S2处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；所述的复合活性炭吸附材料由活性炭和硅藻土按重量比11：8组成。
S4、排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
与实施例2的区别在于，所述步骤S3中复合活性炭吸附材料中未添加过氧乙酸。
对比例3一种高效除臭的烟气处理工艺
所述的高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；采用的碱性溶液为氢氧化钠溶液；
S2、光解尾气处理：将步骤S1处理后的废气与冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备进行高效光解处理；所述的UV光触媒处理设备由UV紫外灯和TiO2光触媒材料；UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线，波长为174.9nm，废气在UV光触媒处理设备中的停留时间为0.08s。
S3、尾气吸附处理：将步骤S2处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；所述的复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比1：1：1组成。
S4、排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
与实施例2的区别在于，所述步骤S3中复合活性炭吸附材料按重量比1：1：1组成。
对比例4一种高效除臭的烟气处理工艺
所述的高效除臭的烟气处理工艺，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；采用的碱性溶液为氢氧化钠溶液；
S2、尾气吸附处理：将步骤S1处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；所述的复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比11：8：2组成。
S3、排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
与实施例2的区别在于，所述烟气处理工艺中未对废气进行UV光触媒处理。
试验例一、性能测试
1、试验材料：采用本发明实施例1～3，对比例1～4的高效除臭的烟气处理工艺处理过后的排放废气。
2、试验方法：通过检测处理前后排放气体中氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯等污染物的浓度，得到如下测试结果。
3、试验结果
试验结果如表1所示。
表1本实施例与对比例烟气处理结果的数据统计(单位：mg/m3)
Figure BDA0002937288040000081
Figure BDA0002937288040000091
由表1可知：采用本发明实施例1～3的烟气处理工艺处理过后的厨余废气，其中氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、二硫化碳、苯乙烯等污染物质的检测结果均低于《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)一级标准，其中甲硫醚、二甲二硫、在本发明实施例1～3中并未检出，说明本发明的烟气处理工艺对于厨余废气的处理效果优异，其中实施例2的效果最好，为本发明的最佳实施例。而对比例1～3(改变了处理工艺中复合活性炭吸附剂的组分)和对比例4(处理工艺中未进行UV光触媒处理)的处理工艺排放的气体，各种有害物质的浓度均高于本发明实施例1～3的试验结果，本发明提供的复合活性炭吸附剂与UV光触媒处理工艺相结合，协同作用明显，能有效提高厨余废气污染物的去除率。
试验例二、重金属残留检测
1、试验材料：采用本发明实施例1～3，对比例1～4的高效除臭的烟气处理工艺处理过后的排放废气。
2、试验方法：通过检测处理前后排放气体中Hg、Cr、Pb等重金属的浓度，得到测试结果。
3、试验结果
试验结果如表2所示。
表2本实施例与对比例烟气处理结果的数据统计(单位：μg/m3)
Figure BDA0002937288040000092
由表2可知：采用本发明实施例1～3的烟气处理工艺处理过后的厨余废气，Hg、Cr、Pb等重金属污染物质的检测结果较处理前的废气中的浓度有了较大的下降，其中实施例2的去除效果最好，为本发明的最佳实施例。而采用对比例1～3(改变了处理工艺中复合活性炭吸附剂的组分)处理工艺处理后的气体中体中Hg、Cr、Pb等重金属污染物的浓度均高于本发明实施例1～3的试验结果，说明本发明提供的复合活性炭吸附剂能有效降低废气中重金属污染物的浓度。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，包括如下步骤:
S1、废气收集与碱喷淋塔处理：将厨余垃圾处理过程中产生废气的处理设备全部密封，用强力抽风机将废气抽到碱液喷淋塔中，通过与碱液泵持续地喷淋的碱液进行充分混合接触并发生化学反应；
S2、光解尾气处理：将步骤S1处理后的废气与冷却空气混合，通过风机进入UV光触媒处理设备进行高效光解处理；
S3、尾气吸附处理：将步骤S2处理后的废气经过复合活性炭吸附材料进行深度吸附处理；
S4、达标排放：将步骤S3处理后的气体通过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。
2.如权利要求1所述的高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，所述工艺适用于厨余垃圾处理过程中的废气的收集、处理。
3.如权利要求1所述的高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，所述步骤S1碱液喷淋塔中采用的碱性溶液为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种。
4.如权利要求1所述的高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中UV光触媒处理设备由UV紫外灯和TiO2光触媒材料组成。
5.如权利要求4所述的高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线，波长为150～200nm。
6.如权利要求5所述的高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中UV紫外灯采用UV-D波段内的真空紫外线的波长为174.9nm。
7.如权利要求1所述的高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中废气在UV光触媒处理设备中的停留时间为0.01～0.1s。
8.如权利要求1所述的高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，所述步骤S3中的复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比5～13：6～10:1～3组成。
9.如权利要求7所述的高效除臭的烟气处理工艺，其特征在于，所述步骤S3中的复合活性炭吸附材料由活性炭、硅藻土和过氧乙酸按重量比11：8：2组成。
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