CN114191907A - 一种异味处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及烟草行业的除尘装置，烟厂废气中含有大量乙酸、乙醇、丙二醇、有机胺以及芳香族挥发性有机气体，现有技术，针对烟草废气处理技术主要有液体吸收法、生物法、离子猫技术、低温等离子技术及光催化氧化法等，但上述技术在处理废气过程中，均无法解决烟厂废气中大量异味颗粒物及挥发性气体的除尘问题，本专利采用多相高级氧化、自由基催化、静电喷雾颗粒物净化以及节流交换等多技术协同，解决烟厂废气中大量异味颗粒物和挥发性气体问题。

Description

一种异味处理系统
技术领域
本发明涉及一种除尘领域，特别涉及烟草等行业的除尘装置及方法。
背景技术
在烟草等行业加工生产过程中，烟叶、烟梗、烟丝在加热、加湿、加香、烘干等工艺生产中，会产生大量的高温、高湿、有异味的废气，废气中含有大量粉尘颗粒和异味气体，其成分主要有水蒸气、烟末粉尘、氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、硫化物、挥发性有机物(VOCs)、苯、甲苯、二甲苯等，卷烟工艺废气的排放会对周围空气环境造成严重的污染，危害人们的身体健康，必须经过异味处理后达标排放。
目前，烟草废气异味处理技术主要有液体吸收法、生物法、离子猫技术、低温等离子技术及光催化氧化法等。
1、液体吸收法，也称水洗法，主要是以水为主要吸收剂吸收异味气体，由于通常采用喷淋式吸收，效率较低，该方法主要对水溶性成分有效，无法解决偏极性不溶水的化合物。适用于气量大，污染浓度低的废气，投资和运行费用较大，易产生二次污染。
2、生物法，反应器内填料上的微生物以废气中有机物为原料，通过自身的新陈代谢作用氧化分解有机异味分子，从而达到去除异味的目的，此方法设备结构简单、投资低、运行费用低、净化效率高；但是由于氧化分解速度较低，需要空间大，且也主要针对水溶性较好的物质比较有效。
3、离子猫技术，主要包括活性炭吸附和离子解析过程，是先利用活性炭纤维类材料吸附废气，然后通过循环风机和加热器对活性炭上的异味气体进行脱附。但在遇到有水蒸气的情况下，吸附能力下降，更换活性炭纤维的费用也比较高。
4、低温等离子技术，利用高频高压静电特殊脉冲放电产生高密度高能活性离子，高能活性离子与异味气体接触，氧化分解成二氧化碳和水，从而使恶臭气体达到净化的目的；该方法处理设备体积相对较小，自重轻，安装简单，处理效果较好，如能够与催化剂协同的话，可以更好处理有机废气；然而该方法目前主要还是停留在实验室研究，在实际大流量环境下停留时间较短，无法保证净化效率。
5、光催化氧化技术，利用紫外光激发O2等氧化剂与异味气体在催化剂表面发生反应达到除去异味气体分子的目的，然而极易引起臭氧高浓度等二次污染。
由于烟草行业的异味物质多为难降解有机物，且浓度相对较低，通风量较大，常规的处理方法，也各有局限，单一方法或者简单组合无法很好的解决异味难题，此外，烟草异味处理多数仅考虑了异味气体，却忽视了异味细颗粒物，目前烟草行业除尘主要采用布袋除尘器，难以保证极细亚微米颗粒物的去除效率。
发明内容：
为了更好的解决烟草异味问题，本发明在充分认识烟草废气的特性以及各处理技术原理的基础上，借鉴其他行业的成功经验，建立适应于烟草行业异味处理的整套解决方案。
通过GC-MS气相色谱-质谱联用仪在某烟厂各生成环节以及集中尾气处理前后的现场检测发现，烟厂废气中含有大量乙酸、乙醇、丙二醇、有机胺以及芳香族挥发性有机气体，现场考察还发现布袋除尘后水洗塔内空心塑料球表面吸附了大量棕色絮状物，表明布袋除尘后废气中仍存在大量的烟尘颗粒物，由此可见，简单的喷淋式吸收没有彻底解决大风量低浓度烟草废气异味物质去除问题，这个现象在全国废气处理中最为常见，主要是受到市场现有控制技术的局限，结合烟厂废气组成复杂、湿度大以及风量大的特点，本专利采用多相高级氧化、自由基催化、静电喷雾颗粒物净化以及节流交换等技术，解决烟厂废气中大量异味颗粒物和挥发性气体问题，但本方案不仅仅适用于烟草行业异味处理，针对相关排放物类似与烟草行业的排放物的除尘，本发明方案均适用。
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，根据本发明第一方面实施例，本发明的一个目的在于提供一种异味处理系统，具体是通过节流交换设备和多相光芬顿高级氧化技术对异味气体进行除尘，节流交换设备包括：主箱体，主箱体内部具有进气口，出气口，节流板，挡水板，所述出气口处设置有引风机，所述节流板垂直固定在主箱体内，将主箱体分为进气腔和出气腔两部分，并且主箱体底部具有储存溶液的进气腔和出气腔通用空间，进气口位于进气腔内，出气口位于出气腔内，挡水板位于主箱体出气腔内，挡水板依次交错分布在节流板和主箱体壁上，节流交换设备的主箱体的底部进气腔和出气腔的通腔内注入芬顿水溶液，工艺废气在风机带动下进入节流交换设备，含尘气体经进风口进入主箱体内，工业废气在节流板下方处进行气液交换，在节流板的出气腔侧形成自激水幕和大量液珠，水幕撞击装置的挡水板、顶板及出气腔的侧壁后成雾状下落，落回液体水平面，在此过程中，液体形成了多层液幕和大量水珠，气流必须穿过液幕才能进入后续的气流通道，在这个过程中，气流与液体充分接触，完成气相与液相的能量物质交换，气流中的粉尘和能量迅速传递到液体中，节流交换设备可去除99％以上的颗粒物，同时芬顿水溶液有强氧化性，可以将很多有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，实现对偏极性气体的高效吸收。
作为改进，在节流交换设备主箱体同位置以及液体内部布置多根高强紫外灯，促进芬顿水溶液中氧化剂H2O2、O3以及O2等在芬顿离子Fe作用下快速生成化学性质极为活泼的活性氧离子，例如超氧负离子，羟基自由基等，在整个装置内部液体以及液滴中持续性的对液体吸收的偏极性气体物质进行降解，羟基自由基氧化能力极强，可与水中的各类有机物发生反应，使有机物发生氧化、降解，控制适当的反应条件，羟基自由基可使有机物完全无机化，如果不用H2O2，可在液体中增加TiO2，以促进溶解氧或者O3生成高级氧化所需的自由基。
作为改进，在节流交换设备内部涂敷TiO2涂层，与均匀分布的紫外光源组成自由基催化系统，利用光芬顿体系多余的H2O2和O3气体，在TiO2催化作用下，形成大量的气体羟基自由基，这些高反应活性的羟基自由基会与偏非极性气体发生快速反应，并实现其快速降解或者使得部分难降级物质发生部分氧化为水溶性极性物质。
作为改进，异味处理系统还包括高压静电喷雾设备，采用高压静电喷雾，去除节流交换设备出口的极细颗粒物，具体包括静电喷雾箱体、高压直流电源、放电电极、水雾喷头，风机，高压直流电源的一极与放电电极连接，另一极与地连接，由于金属设备与地面连接，从而在电极与设备之间形成电势差，水雾喷头向静电喷雾箱体喷射水雾，水雾经过放电电极后，使得水雾成为带电粒子，带电粒子会与废气中的大颗粒物和液滴发生碰撞形成更大粒径的颗粒物和液滴，荷电液滴通过静电力捕集废气中的细颗粒物，液滴聚集后落入箱体的底部，从排水口处排出。
作为改进，放电电极为环形，水雾喷头位于环形电极的中心上方。
作为改进，水雾喷头的喷水孔距环形电极底部的距离为10mm-20mm之间。
作为改进，高压静电喷雾设备还包括除雾器，较大的液滴落入箱体的底部，较小的液滴随后在气流的携带下到达除雾器处，经除雾器截留，从而实现细粒子的高效净化。
作为改进，除雾器采用折流板除雾器，利用雾滴在运动气流中的惯性，通过突然改变含雾气流的流动方向，雾滴在惯性作用下偏离气流的流向，撞击在折流板上，分离后的液体汇集并在重力作用下流入底部集液器中，实现了气液高效分离，进一步去除了吸收异味物质的雾滴，使得烟草废气达到无害化达标排放。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过节流交换设备内注入芬顿水溶液，芬顿水溶液具有强氧化性，可以将很多有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，实现对偏极性气体的高效吸收，节流交换设备能够去除颗粒物，同时也能够实现工业废气与芬顿水溶液更好的接触氧化。高压静电喷雾设备中带电粒子会与废气中的大颗粒物和液滴发生碰撞形成更大粒径的颗粒物和液滴，荷电液滴通过静电力捕集废气中的细颗粒物，较大体积的液滴，由于重力作用，落到设备底部，较小体积的液滴随后在气流的携带下被除雾器截留，从而进一步实现细粒子的高效净化，通过该异味处理系统处理后，达到废气无害化达标排放。
附图说明
图1为节流交换设备的结构图；
图2为包括节流交换设备及高压静电喷雾设备的异味处理系统结构图；
图3为本发明的主要技术路线图。
附图标记：
1、主箱体，2、进气口，3、出气口，4、节流板，5、挡水板，6、高强紫外灯，7、高级芬顿水溶液，8、静电喷雾箱体，9、高压直流电源,10、放电电极11、水雾喷头，12、除雾器，13、风机。
具体实施方式：
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
如图1所示，本发明的异味处理系统，具体是通过节流交换设备和多相光芬顿高级氧化技术对异味气体进行除尘，节流交换设备包括：主箱体1，主箱体1内部具有进气口2，出气口3，节流板4，挡水板5，所述出气口3处设置有引风机，所述节流板4垂直固定在主箱体1内，将主箱体1分为进气腔和出气腔两部分，进气口2位于进气腔内，出气口3位于出气腔内，挡水板5位于主箱体1出风腔内，挡水板5依次交错分布在节流板4和主箱体1壁上，节流交换设备的主箱体1的底部进气腔和出气腔的通腔内注入芬顿水溶液7，在主箱体1不同位置以及液体内部布置多根高强紫外灯6，工艺废气在风机带动下进入节流交换设备，含尘气体经进风口2进入主箱体1内，工业废气在节流板4处进行气液交换，在节流板4的出气腔侧形成自激水幕和大量液珠，水幕撞击装置的挡水板5、顶板及出气腔的侧壁后成雾状下落，落回液体水平面，在此过程中，液体形成了多层液幕和大量水珠，气流必须穿过液幕才能进入后续的气流通道，在这个过程中，气流与液体充分接触，完成气相与液相的能量物质交换，气流中的粉尘和能量迅速传递到液体中。该过程可去除99％以上的颗粒物，同时芬顿水溶液7具有强氧化性，可以将很多有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，高强紫外灯6，促进芬顿水溶液中氧化剂H2O2、O3以及O2等在芬顿离子Fe作用下快速生成化学性质极为活泼的活性氧离子，实现对偏极性气体的高效吸收。
实施例2：
如图2所示，在实施例1的基础上，实施例2还包括高压静电喷雾设备，具体包括静电喷雾箱体8、高压直流电源9、放电电极10、水雾喷头11、除雾器12，风机13，水雾喷头11向静电喷雾箱体8喷射水雾，水雾经过放电电极10后，使得水雾成为带电粒子，带电粒子会与废气中的大颗粒物和液滴发生碰撞形成更大粒径的颗粒物和液滴，荷电液滴通过静电力捕集废气中的细颗粒物，较大的液滴落入箱体8的底部，较小的液滴随后在气流的携带下被除雾器截留，从而实现细粒子的高效净化，为了取得更好的效果，除雾器采用折流板除雾器，利用雾滴在运动气流中的惯性，通过突然改变含雾气流的流动方向，雾滴在惯性作用下偏离气流的流向，撞击在折流板上，分离后的液体汇集并在重力作用下流入底部集液器中，实现了气液高效分离，进一步去除了吸收异味物质的雾滴，使得烟草废气达到无害化达标排放。
如图3所示，本发明的异味处理系统，是通过采用多相高级氧化、自由基催化、静电喷雾颗粒物净化以及节流交换等技术，解决烟厂废气中大量异味颗粒物和挥发性气体问题。
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，能够以其它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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种异味处理系统，包括节流交换设备和芬顿水溶液(7)，其特征在于，节流交换设备包括主箱体(1)，主箱体(1)内部具有进气口(2)，出气口(3)，节流板(4)，挡水板(5)，所述节流板(4)垂直固定在主箱体(1)内，将主箱体(1)分为进气腔和出气腔两部分，进气口(2)位于进气腔内，出气口(3)位于出气腔内，挡水板(5)位于主箱体(1)出气腔内，芬顿水溶液(7)注入至主箱体(1)的底部的进气腔和出气腔的通腔内。
2.根据权利要求1所述的异味处理系统，其特征在于，在节流交换设备主箱体(1)不同位置以及液体内部布置多根紫外灯(6)。
3.根据权利要求2所述的异味处理系统，其特征在于，在节流交换设备内部涂敷TiO2涂层。
4.根据权利要求1-3所述的异味处理系统，其特征在于，该异味处理系统还包括高压静电喷雾设备，高压静电喷雾设备具体包括静电喷雾箱体(8)、高压直流电源(9)、放电电极(10)、水雾喷头(11)、风机(13)，高压直流电源(9)的一极与放电电极(10)连接，另一极与地连接。
5.根据权利要求4所述的异味处理系统，其特征在于，放电电极(10)为环形，水雾喷头(11)位于环形放电电极(10)的中心上方。
6.根据权利要求5所述的异味处理系统，其特征在于，水雾喷头(11)的喷水孔距环形放电电极(10)底部的距离为10mm-20mm之间。
7.根据权利要求6所述的异味处理系统，其特征在于，高压静电喷雾设备还包括除雾器(12)。
8.根据权利要求7所述的异味处理系统，其特征在于除雾器(12)为折流板除雾器。
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