CN113440996A - 一种垃圾除臭方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾除臭方法，包括以下步骤：S1.利用粉尘过滤器对臭气进行初步过滤；S2.利用碱性溶液对臭气进行洗涤，去除臭气中的酸性物质、水溶性气体成分；S3.利用高能电子对臭气中键能较高的污染物进行降解；S4.在氧化催化剂作用下，对臭气中的残余污染物分子碎片进行进一步氧化分解；S5.将处理完的气体排放。该方法具有除臭效果好、能耗低、产生废水少等优点。本发明还公开了一种垃圾除臭装置。

Description

一种垃圾除臭方法及装置

技术领域

本发明涉及臭气处理领域，尤其涉及一种垃圾除臭方法及装置。

背景技术

湿解车间的除臭系统处理原料坑和缓冲坑的臭气，现有除臭系统整体除臭系统工艺简单，PP材质的塔体设备容易老化变形，除臭效果差。需要提供一种高效的除臭技术和设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种垃圾除臭方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种垃圾除臭方法，包括以下步骤：

S1.利用粉尘过滤器对臭气进行初步过滤；

S2.利用碱性溶液对臭气进行洗涤，去除臭气中的酸性物质及部分水溶性气体成分；

S3.利用高能电子对臭气进行轰击，使臭气中键能较高的污染物进行降解；

S4.在氧化催化剂作用下，对臭气中的残余污染物分子碎片进行进一步氧化分解；

S5.将处理完的气体排放。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的效果：

本发明采用初级过滤、碱液洗涤、高能电子和氧化剂处理，使臭气得到降温、并使臭气中产生恶臭气味的气体成分得到充分的氧化分解，经上述方法处理的臭气中的酸类、醇类、醛类、酮类、酯类、硫化物、烯烃、烷烃、芳香烃、酚类、有机胺类、有机硫化物、杂环类等工业废气中的污染成分被分解为无污染的二氧化碳、水或被溶入水中，避免了排放气体的恶臭。

进一步地，在所述步骤S1中，利用自动卷绕式过滤器对臭气进行过滤，所述自动卷绕式过滤器的过滤材料为合成纤维过滤材料。

臭气收集后首先进入自动卷绕式过滤器，一般运行时将设备打在自动运行挡。顶部新滤料箱装有一卷新滤料，当臭气经引风机负压引入，通过卷绕式过滤器时，过滤器初始阻力随滤尘增加而逐步上升，当过滤材料两侧的差压达到设定差压值时，压差开关动作，控制卷绕电机启动，卷绕电机运转带动旧滤料卷轴转动，从而将脏的滤料收起，同时过滤截面上更换为干净的滤料。直至整卷滤料用完时，限位开关动作，滤料用尽报警的蜂鸣器声光报警，提醒更换滤料。

进一步地，在所述步骤S2中，所述碱性水溶液通过喷嘴形成水雾，由上向下喷淋，所述臭气由下向上运动，实现对臭气的洗涤。

碱性水溶液通过喷嘴形成锥形实心水雾，与臭气气流逆向交叉流动，气体中的水溶性气体成分、粉尘颗粒物、酸性物质等与水雾接触，与气体分离，达到降低臭气中污染物质浓度的效果，逆流式喷淋塔除尘效果好，操作阻力小，维护较简单。

进一步地，在所述步骤S3中，在所述步骤S3中，利用高能电子对经碱性溶液洗涤后的臭气进行轰击，是利用低温等离子体裂解氧化设备生成高能电子，并将高能电子释放到臭气中，使臭气中的大分子形式污染物的分子键断裂，所述大分子形式污染物质包括硫化氢、硫醇类物质。高能电子可以将臭气中的污染物质进行裂解，最终转化为包括CO₂和H₂O的无污染物质。

废气中的污染物分子、水分子、氧气分子等在高能电子的直接轰击下，使其分子键断裂，转变为CO₂、H₂O、N₂、OH^-，O，O₃及小分子物质。由于污染物质的分子较大，极易成为靶分子基团，该过程中大量的污染物分子被分解。高能电子的直接轰击在等离子反应整个过程中，起到了99％以上的作用，副反应是新生态氧、臭氧及羟基等部分小分子高能活性基团，该过程在整个反应过程中约占1％。

所谓小分子基团，是指分子量低于500的分子基团；所谓新生态氧，是指臭氧分解产生的氧原子，每个臭氧分子能生成一个氧气分子和一个氧原子：O₃＝O₂+O，分解过程产生的那个氧原子叫新生态氧，它非常活泼，氧化能力非常强。

上述过程的主要的反应过程如下：

(1)H₂S

(2)硫醇类

进一步地，在所述步骤S4中，利用氧化剂对经高能电子轰击后的臭气进行氧化处理，是指将液相复配氧化剂通过喷嘴喷射成发散雾状，与废气进行充分接触，使废气内的污染物被进一步氧化分解；包括S3步副反应生成的臭氧、羟基自由基、分子碎片等小分子高能活性基团，在催化氧化剂的作用下，会被进一步氧化分解为水溶性物质、单物质、以及CO₂和H₂O的无污染物质。

催化氧化剂水溶液与硫化氢等硫化物反应，加大其溶解，从而消除其产生的刺激性臭味。

与硫化氢等硫化物反应

例如：H₂S+X₂＝S(沉淀)+2HX，其中X₂代表卤素单质；

可将二氧化硫等硫化物氧化为无毒硫酸根，加大其溶解，从而消除其产生的刺激性臭味。

例如：SO₂+2H₂O+X₂＝4H⁺+SO₄ ^2-+2X^-其中X^-表示卤素负离子。

可将氨类氧化成无毒无味的氮气，其自身转化为卤素负离子。

可将醛类氧化成羧酸，增大其水溶解性，从而降低了气味，其自身转化为卤素负离子。

可将酮类氧化成羧酸根负离子，增大其水溶解性，从而降低了气味，其自身转化为卤素负离子。

更进一步地，所述催化氧化剂为卤素氧化剂。

本发明通过过滤、洗涤、裂解、氧化等方式对臭气进行净化处理，整个过程安全、可靠，并且最后被降解成水溶性物质、单物质、以及CO₂和H₂O的无污染物质。

本发明还公开了一种垃圾除臭装置，包括过滤器、碱液洗涤塔、低温等离子体裂解氧化反应器、氧化吸附塔、引风机；

所述过滤器前端设有进气口，过滤器底部设有的出气口，所述出气口通过管路与所述碱液洗涤塔底部的进气口连通，所述碱液洗涤塔顶部出气口通过管路与所述低温等离子体裂解氧化反应器顶部的进气口连通；所述低温等离子体裂解氧化反应器底部出气口通过管路与所述氧化吸附塔底部的进气口连通；所述氧化吸附塔顶部的出气口通过管路与所述引风机的进气口连通；所述引风机顶部的出气口接到排放口。

本方案相对于现有技术而言具有如下有益效果：

利用本装置可以对臭气进行冷却除尘，在经过碱液洗涤、等离子体裂解氧化和氧化吸附塔处理后，可以将臭气内的污染物进行彻底的分解氧化，对臭气的处理率高。

进一步地，所述碱液洗涤塔内部设有至少两层鲍尔环填料，两层所述鲍尔环填料之间安装有喷淋套管及设于喷淋套管内的喷淋管，所述喷淋管上设有喷嘴，所述喷淋套管与所述喷嘴适配的位置设有避让孔，所述喷淋管经碱液循环泵连接至碱液储箱；所述鲍尔环填料靠近气流出口一端设有固定网。塔内喷淋管道通过在塔外设置大口径管道法兰，拆开抽出整条喷淋管检修相对方便，不用进入塔体。

进一步地，所述低温等离子体裂解氧化反应器为双介质阻挡低温等离子体设备，所述双介质是指放电盘上的高压电极和低压电极之间的放电间隙之间设置的石英玻璃管，高压电极和低压电极为金属铜管，分别安装在石英玻璃管内，两端做防水、防尘绝缘密封，多组电极并排排列安装在一个放电盘上，高压电极与低压电极之间的间隙在5mm左右，臭气通过放电盘时因石英玻璃管的阻挡，使臭气有序的通过高压电极与低压电极之间的间隙，在高压电极放电的轰击下，打断物质分子链，实现对大分子物质的分解。

所述氧化吸附塔内部设有多层鲍尔环填料，比表面积≥500m²/m³，为气液接触提供充足界面，所述相邻层鲍尔环填料之间安装有雾化喷淋装置，最顶端鲍尔环填料上安装有不锈钢防护网。

吸附塔内局部装填的鲍尔环填料作为反应接触基质。当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层，与雾化喷淋装置喷射的呈发散雾状液相复配氧化剂在固相填料表面充分接触，与液膜逆向接触发生传质过程，并在氧化剂作用下，恶臭气体中的污染因子被分解，从而达到去除消除异味的目的。

复配氧化剂溶液可将酮类氧化成羧酸根负离子，增大其水溶解性，从而降低了气味，其自身转化为卤素负离子。

复配氧化剂溶液经过一段时间的除臭反应，复配氧化剂溶液浓度变低，除臭效果降低，所以必须在规定的时间段里及时添加复配氧化剂，随着时间的延长，复配氧化剂溶液水体变脏，根据水质情况更换水体。污水通过塔底部的排水阀门排到污水处理站，在更换水体时的时间段里，停止风机运行。

附图说明

图1为本发明的一种垃圾除臭方法的流程图；

图2为本发明的一种垃圾除臭装置的流程图；

图3为本发明的一种垃圾除臭装置的结构示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

1、过滤器；2、碱液洗涤塔；2.1、碱液储箱；2.2、碱液循环泵；3、低温等离子裂解氧化设备；4、氧化吸附塔；4.1、氧化剂储箱；4.2、氧化剂循环泵； 5、引风机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

请参照图1所示，一种垃圾除臭方法，包括以下步骤：

S1.利用粉尘过滤器对臭气进行初步过滤；

S2.利用碱性溶液对臭气进行洗涤，去除臭气中的酸性物质、水溶性气体成分；

S3.利用高能电子对臭气中键能较高的污染物进行降解；

S4.在氧化催化剂作用下，对臭气中的残余污染物分子碎片进行进一步氧化分解；

S5.将处理完的气体排放。

在所述步骤S1中，利用自动卷绕式过滤器对臭气进行过滤，利用合成纤维过滤材料进行过滤。

在所述步骤S2中，所述碱性水溶液通过喷嘴形成水雾，由上向下喷淋，所述臭气由下向上运动，实现洗涤。

所述步骤S3中，利用高能电子对经碱性溶液洗涤后的臭气进行轰击，是利用低温等离子体裂解氧化设备生成高能电子，并将高能电子释放到臭气中，使臭气中的大分子形式污染物的分子键断裂，所述大分子形式污染物质包括硫化氢、硫醇类物质，高能电子产生的活性基团对臭气中的污染物质进行裂解，最终转化为包括CO₂和H₂O的无污染物质；所述污染物质包括硫化氢、硫醇类。

所述步骤S4中，污染物分子碎片与臭氧、羟基自由基发生反应，被进一步氧化分解为水溶性物质、单物质、以及CO₂和H₂O的无污染物质；催化氧化剂为卤素氧化剂。

使用时，臭气收集后首先经过滤器，过滤器优选自动卷绕式过滤器，进行初步过滤，除去臭气中的直径大于10微米的颗粒物质；在碱液搅拌箱里配置溶液，在碱液搅拌箱内配有PH计，设定PH值为9时自动加NaOH或Ca(OH)₂，PH 值为11时停止加NaOH或Ca(OH)₂；碱液通过循环系统到达喷嘴形成锥形实心水雾，与臭气气流逆向交叉流动，气体中的水溶性气体成分、酸性物质等与水雾充分接触，酸性物质被中和，水溶性气体成分溶入水中，与气体分离，达到降低臭气中污染物质浓度的目的。如H₂SO₃+2NaOH＝Na₂SO₃+2H₂O， H₂SO₃+Ca(OH)₂＝CaSO₃+2H₂O。

步骤S3中利用低温等离子体裂解氧化设备3产生高能电子，在低温等离子体裂解氧化设备3中，通过双介质阻挡放电，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也产生大量的氢离子、臭氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。低温等离子体内部富含高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等，臭气气中的污染物质包括硫化氢、硫醇类等，污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为无二次污染的CO₂、H₂O等物质，从而达到净化的目的。

步骤S4中通过添加卤素氧化剂，与水的比例配比为1：6000-9000，经药剂搅拌器搅拌与水融均匀，通过循环喷淋水泵打到喷淋装置上，由喷嘴呈发散雾状喷出形成雨雾，雨雾下降过程中与臭气进行接触；在催化氧化剂的作用下，污染物分子碎片与臭氧、羟基自由基发生反应，被进一步氧化分解为包括CO₂和H₂O等无污染物质。

本发明公开了一种垃圾除臭装置，参照图2-3，包括过滤器1、碱液洗涤塔 2、低温等离子裂解氧化设备3、氧化吸附塔4、引风机5；

所述过滤器1前端设有进气口，过滤器1底部设有的出气口，所述出气口通过管路与所述碱液洗涤塔2底部的进气口连通，所述碱液洗涤塔2顶部出气口通过管路与所述低温等离子裂解氧化设备3顶部的进气口连通；所述低温等离子裂解氧化设备3底部出气口通过管路与所述氧化吸附塔4底部的进气口连通；所述氧化吸附塔4顶部的出气口通过管路与所述引风机5的进气口连通；所述引风机5顶部的出气口接到排放口。

所述碱液洗涤塔2和氧化吸附塔4内部分别设有三层填料，底部两层环填料上方安装有碱液喷淋喷嘴，顶端环填料上安装有不锈钢网。

所述碱液洗涤塔2、氧化吸附塔4外设有液相循环系统，所述液相循环系统包括循环水箱、循环水泵、循环管道，所述循环管道经循环水泵通至所述碱液洗涤塔2和氧化吸附塔4的喷淋管。

所述循环水箱上设置两路补水管路，一路为中水补水管路，一路为自来水补水管路。

具体的，过滤器1采用自动卷绕式过滤器，过滤器1顶部的滤料箱装有一卷滤料，当臭气经引风机负压引入通过过滤器1时，过滤器1初始阻力随滤尘增加而逐步上升，当过滤器1阻力上升至设定的终阻值时，压差开关动作，其开关信号输入控制程序，自动启动电机，电机运转带动旧滤料卷轴转动，从而将脏的滤料卷下来，同时过滤截面上更换为干净的滤料，直至整卷滤料用完时，限位开关动作，滤料用尽报警的蜂鸣器声光报警，提醒更换滤料。

碱液洗涤塔2采用玻璃钢制作，碱液洗涤塔内设置三层50-60cm的鲍尔环填料，底部鲍尔环填料上方配喷淋配备316不锈钢材质的10条喷淋管和28个管材的外径为20毫米的螺旋喷嘴，顶端鲍尔环环填料上安装有不锈钢网。碱液洗涤塔2除尘效果好，操作阻力小，维护较简单，塔内喷淋管道通过在塔外设置大口径管道法兰，拆开抽出整条喷淋管检修相对方便，不用进入塔体内。

低温等离子体设备3为方形一体化设备，电源、放电盘、高压驱动、控制系统等均装配在一体化设备壳体内；其壳体为长方形密闭无泄漏结构，壳体材料为碳钢喷塑；设备管道内部配置冲洗装置，防止结垢和物料凝固；内部设有导气管和气管接口，设备接管上装有压力、温度、风速、介质浓度等检测采样口，管道材质为304不锈钢，所有紧固件均用304不锈钢材料或镀锌材质；设备均为上进下出。

碱液洗涤塔2、低温等离子体裂解氧化反应器3、氧化吸附塔4的污水通过排水阀门排到污水处理系统。

碱液洗涤塔2和氧化吸附塔4外设有液相循环系统，液相循环系统包括循环水箱、循环泵、循环管道，另配置数个视窗便于观察塔内情况及相关检修工作。循环水箱上设置两路自动补水管路，一路为中水补水管路，一路为自来水补水管路，运行正常时水箱会通过磁翻板液位计设的限位值自动补水。日常巡查浮球阀是否正常，若浮球阀动作失灵，应及时检修或关闭自动补水管路。

氧化吸附塔4内分层铺设有鲍尔环填料，比表面积≥500m²/m³，为气液接触提供充足界面，所述相邻层鲍尔环填料之间安装有雾化喷淋装置，通过调配卤素氧化剂水溶液，卤素氧化剂与水的比例配比为1：6000-9000，经药剂搅拌器搅拌与水融均匀，通过循环喷淋水泵打到雾化喷淋装置上，由雾化喷淋装置呈发散雾状喷出形成雨雾，弥漫在塔内空腔中，雨雾下降后覆盖在鲍尔环填料上，同时起到清洗鲍尔环填料的作用，并在鲍尔环填料上粘附上一层氧化剂溶液，从而增加了与气体的接触面积；在催化氧化剂的作用下，在鲍尔环填料表面的污染物分子碎片与臭氧、羟基自由基发生反应，被进一步氧化分解为包括 CO₂和H₂O的无污染物质。

臭气从塔底部进入到塔内，依次经过第一、二层鲍尔环填料和喷淋形成的雨雾，臭气中的有害生物质元素与卤素氧化剂结合反应并溶于水，同时臭气中的大量粉尘通过喷淋洗涤予以清理；臭气达到塔体顶部时遇到第三层鲍尔环填料，气体流速受阻，气流形成混乱状态，部分大颗粒水雾被阻拦下来，起到了除雾效果。处理后达标的废气由引风机送至排气筒高空排放。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种垃圾除臭方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.利用粉尘过滤器对臭气进行初步过滤；

S2.利用碱性溶液对过滤后的臭气进行洗涤；

S3.利用高能电子对经碱性溶液洗涤后的臭气进行轰击；

S4.利用氧化剂对经高能电子轰击后的臭气进行氧化处理；

S5.将处理完的气体排放。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾除臭方法，其特征在于，在所述步骤S1中，利用自动卷绕式过滤器对臭气进行过滤。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾除臭方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述碱性水溶液通过喷嘴形成水雾，由上向下喷淋，所述臭气由下向上运动，实现洗涤。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾除臭方法，其特征在于，在所述步骤S3中，利用高能电子对经碱性溶液洗涤后的臭气进行轰击，是利用低温等离子体裂解氧化设备生成高能电子，并将高能电子释放到臭气中，使臭气中的大分子形式污染物的分子键断裂，所述大分子形式污染物质包括硫化氢、硫醇类物质。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种垃圾除臭方法，其特征在于，在所述步骤S4中，利用氧化剂对经高能电子轰击后的臭气进行氧化处理，是指将液相复配氧化剂通过喷嘴喷射成发散雾状，与废气进行充分接触，使废气内的污染物被进一步氧化分解。

6.根据权利要求5所述的一种垃圾除臭方法，其特征在于，所述复配氧化剂为卤素氧化剂。

7.一种垃圾除臭装置，其特征在于，包括过滤器、碱液洗涤塔、低温等离子体裂解氧化反应器、氧化吸附塔、引风机；所述过滤器的出气口与所述碱液洗涤塔的进气口连通，所述碱液洗涤塔的出气口与所述低温等离子体裂解氧化反应器的进气口连通；所述低温等离子体裂解氧化反应器的出气口与所述氧化吸附塔的进气口连通；所述氧化吸附塔的出气口与所述引风机的进气口连通；所述引风机的出气口接到排放口。

8.根据权利要求7所述的一种垃圾除臭装置，其特征在于，所述碱液洗涤塔内部设有至少两层鲍尔环填料，两层所述鲍尔环填料之间安装有喷淋套管及设于喷淋套管内的喷淋管，所述喷淋管上设有喷嘴，所述喷淋套管与所述喷嘴适配的位置设有避让孔，所述喷淋管经碱液循环泵连接至碱液储箱；所述鲍尔环填料靠近气流出口一端设有固定网。

9.根据权利要求7所述的一种垃圾除臭装置，其特征在于，所述低温等离子体氧化反应器为双介质阻挡低温等离子体设备。

10.根据权利要求7所述的一种垃圾除臭装置，其特征在于，所述氧化吸附塔内填充有鲍尔环填料，所述鲍尔环填料的比表面积≥500㎡/m³，所述鲍尔环填料分层布置于所述氧化吸附塔内，所述雾化喷淋装置设于相邻鲍尔环填料层之间；所述鲍尔环填料的上方设有雾化喷淋装置，所述氧化吸附塔的入口设于下方，出口设于上方。

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