CN113082942A - 一种VOCs废气多相多级氧化处理装置 - Google Patents

一种VOCs废气多相多级氧化处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种VOCs废气多相多级氧化处理装置，涉及环保领域，以废气输入至输出为方向，依次连接有除酸塔、光氧反应器、氧化喷淋塔以及活性炭吸附塔；活性炭吸附塔连接有活性炭脱附系统，活性炭脱附系统输入热风至活性炭吸附塔内，并在活性炭吸附塔中形成一个独立的流道，该独立的流道与活性炭吸附塔中废气的流场分离，该流道至少经过部分活性炭吸附塔中安装的活性炭单元，该流道的输出端连接至除酸塔进行二次处理。本发明的有益效果是：整体的处理装置呈多级多相分布，其中的光阳反应器，能打断高键能物质分子链，有效灭杀多种细菌，有利于后续的处理；其中的活性炭吸附塔，自身具有有在线脱附的功能，避免了多次停机脱附操作，解决了维护成本。

Description

一种VOCs废气多相多级氧化处理装置
技术领域
本发明涉及环保领域，特别是涉及一种VOCs废气多相多级氧化处理装置。
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。
现有技术中一般对与VOCs采用多级的氧化或者吸附系统进行处理，但是其内的吸附模块到达饱和时需要经常更换，人工维护的成本较大。
发明内容
本发明的目的在于一种VOCs废气多相多级氧化处理装置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种VOCs废气多相多级氧化处理装置，以废气输入至输出为方向，依次连接有除酸塔、光氧反应器、氧化喷淋塔以及活性炭吸附塔；
活性炭吸附塔连接有活性炭脱附系统，活性炭脱附系统输入热风至活性炭吸附塔内，并在活性炭吸附塔中形成一个独立的流道，该独立的流道与活性炭吸附塔中废气的流场分离，该流道至少经过部分活性炭吸附塔中安装的活性炭单元，该流道的输出端连接至除酸塔做二次处理。
优选的，所述活性炭单元为三棱柱结构，以其轴线周向上被分割成三个吸附小单元，相邻吸附小单元之间形成间隙槽，活性炭单元被转动安装在活性炭吸附塔内，由电机驱动沿其自身轴心周向旋转；
活性炭吸附塔内围设出一个脱附区，该脱附区设置第一插板和第二插板，
脱附区位于吸附小单元的旋转路径上，当一个吸附小单元完全旋转至脱附区后，第一插板和第二插板插入该吸附小单元相邻的间隙槽中，此时脱附区为一个封闭且容置该吸附小单元的空间。
优选的，活性炭吸附塔的塔壁上开设有热风进口连接活性炭脱附系统，活性炭脱附系统输出的热风经该热风进口输入到脱附区，并进入脱附区中的吸附小单元，经过活性炭单元的中轴输出到除酸塔中。
优选的，活性炭吸附塔的塔壁上开设有热风进口连接活性炭脱附系统，活性炭脱附系统输出的热风经该热风进口输入到脱附区，并进入脱附区中的吸附小单元，经过活性炭单元的中轴输出到浓缩废气燃烧器中。。
优选的，氧化喷淋塔的进气口位于下部，出气口位于顶部，在塔体内腔中段设置有多层喷淋管向下喷淋氧化剂以及催化剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：整体的处理装置呈多级多相分布，其中的光阳反应器，能打断高键能物质分子链，有效灭杀多种细菌，有利于后续的处理；
其中的活性炭吸附塔，自身具有有在线脱附的功能，避免了多次停机脱附操作，解决了维护成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明活性炭吸附塔示意图。
图3是本发明中轴结构示意图。
图4是本发明活性炭单元结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例：参照图1所示：一种VOCs废气多相多级氧化处理装置，包括以废气输入至输出为方向，依次连接的除酸塔、光氧反应器、氧化喷淋塔以及活性炭吸附塔；
其中除酸塔通过碱洗的方式对废气进行除酸(即除去酸性气体)，以便于后期的处理；
光氧反应器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。
氧化喷淋塔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％。
催化剂还可以选用现有的宝力傲污水处理能量剂，宝力傲污水处理能量剂(POLAROXIDE 1CRYPTOBIOTIC VISCD ELASTOMERIC POLYMER ENERGY AGENT FOR WATERREMEDIATION)，为无色透明液体，稍有气味；生产单位为LMRESOURCES LLC，送检单位为：杭州闻莺进出口有限公司，上海化工研究院检测中心与2016-10-26做出货物运输条件鉴定书。
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。
活性炭吸附塔1的结构参照图2所示，其内安装有活性炭单元2，活性炭单元2为三棱柱结构，以其轴线周向上被分割成三个吸附小单元21(如图中的A、B、C)，相邻吸附小单元21之间形成间隙槽22(形成三个间隙槽22，如图所示)，活性炭单元2被转动安装在活性炭吸附塔1内，由电机驱动沿其自身轴心周向旋转；
活性炭吸附塔1内围设出一个脱附区11，该脱附区设置第一插板111和第二插板112，
脱附区位于吸附小单元的旋转路径上，当一个吸附小单元完全旋转至脱附区后，第一插板111和第二插板112插入该吸附小单元相邻的间隙槽22中(可采用液压缸驱动的方式)，此时脱附区为一个封闭且容置该吸附小单元的空间；
活性炭吸附塔1的塔壁上开设有热风进口13连接活性炭脱附系统，活性炭脱附系统输出的热风经该热风进口13输入到脱附区，并进入脱附区11中的吸附小单元，经过活性炭单元的中轴23输出到浓缩废气燃烧器中；
中轴23的具体结构参照图3所示，包括位于两个端部的连接轴233以及中部的通风管231，连接轴与活性炭单元2转动连接，且连接轴233与活性炭吸附塔1固定连接；连接轴起到对活性炭单元2的支撑作用；活性炭单元2在设计驱动结构时，可以在其端面处引出一个齿轮与活性炭吸附塔1的外壁上，再安装电机驱动该齿轮即可。
通风管231与两端的连接轴233固定连接，通风管231为空心结构，其面向脱附区一侧的周面上开设有通口232，该通口232始终面向脱附区11一侧；并且至少一个连接轴233为空心结构与通风管231连通，且经过外接管道连接至浓缩废气燃烧器。
参照如2所示，在工作时，待吸附废气从底部进入到活性炭吸附塔1中，在导流板12的作用下，进入到活性炭吸附单元2中，参照图中，此时，吸附小单元B和C是处于吸附阶段的，两个吸附小单元形成一个折返的路径，延长了废气在其内的停留时间，提高了吸附效果；此时的吸附小单元A处于脱附区11内，从热风进口13处导入脱附热风，热风进入脱附区，并与吸附小单元A接触，对其进行脱附，最终脱附下的气体从中轴23的通风管231输出到除酸塔中继续做二次处理，经过吸附小单元A和B的气体直接排放；
吸附小单元A脱附完成之后，以图2的状态，将第一插板111和第二插板112抽出间隙槽22，活性炭单元旋转120度，使得吸附小单元B进入到脱附区11中，再将第一插板111和第二插板112插入其所对的间隙槽22中，通入热风对吸附小单元B进行脱附，以此循环工作。

Claims (5)

1.一种VOCs废气多相多级氧化处理装置，以废气输入至输出为方向，依次连接有除酸塔、光氧反应器、氧化喷淋塔以及活性炭吸附塔；
其特征在于：活性炭吸附塔连接有活性炭脱附系统，活性炭脱附系统输入热风至活性炭吸附塔内，并在活性炭吸附塔中形成一个独立的流道，该独立的流道与活性炭吸附塔中废气的流场分离，该流道至少经过部分活性炭吸附塔中安装的活性炭单元，该流道的输出端连接至除酸塔做二次处理。
2.根据根据权利要求1所述的一种VOCs废气多相多级氧化处理装置，其特征在于：所述活性炭单元为三棱柱结构，以其轴线周向上被分割成三个吸附小单元，相邻吸附小单元之间形成间隙槽，活性炭单元被转动安装在活性炭吸附塔内，由电机驱动沿其自身轴心周向旋转；
活性炭吸附塔内围设出一个脱附区，该脱附区设置第一插板和第二插板，脱附区位于吸附小单元的旋转路径上，当一个吸附小单元完全旋转至脱附区后，第一插板和第二插板插入该吸附小单元相邻的间隙槽中，此时脱附区为一个封闭且容置该吸附小单元的空间。
3.根据权利要求2所述的一种VOCs废气多相多级氧化处理装置，其特征在于：活性炭吸附塔的塔壁上开设有热风进口连接活性炭脱附系统，活性炭脱附系统输出的热风经该热风进口输入到脱附区，并进入脱附区中的吸附小单元，经过活性炭单元的中轴输出到浓缩废气燃烧器中。
4.根据权利要求3所述的一种VOCs废气多相多级氧化处理装置，其特征在于：活性炭单元的中轴包括位于两个端部的连接轴以及中部的通风管，连接轴与活性炭单元转动连接，且连接轴与活性炭吸附塔固定连接，通风管与两端的连接轴固定连接，通风管为空心结构，其面向脱附区一侧的周面上开设有通口，并且至少一个连接轴为空心结构与通风管连通，且经过外接管道连接至除酸塔。
5.根据权利要求所述的一种VOCs废气多相多级氧化处理装置，其特征在于：氧化喷淋塔的进气口位于下部，出气口位于顶部，在塔体内腔中段设置有多层喷淋管向下喷淋氧化剂以及催化剂。
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