CN114225689A - VOCs废气处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种VOCs废气处理装置及方法，用于去除废气中的有机物。本发明的VOCs废气处理装置包括反应塔，所述反应塔的底部和顶部分别设置有进气口和出气口，所述反应塔中设置有催化剂层，从所述进气口进入所述反应塔的气体自下而上地流经所述催化剂层，并从所述出气口排出；所述反应塔的顶部还设置有布水器，所述布水器用于从上而下地向反应塔中喷淋水，混入有药剂的水经自上而下地流入反应区，废气则在反应塔内自下而上与加入氧化性药剂的喷淋水相遇，在催化剂的作用下发生催化氧化降解反应，从而使有机物分解为二氧化碳和水，达到去除有机物的目的。

Description

VOCs废气处理装置及方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，并且更具体地，涉及一种VOCs废气处理装置及方法。
背景技术
挥发性有机物(VOCs，volatile organic compounds)是在常温下，沸点50℃至260℃的各种有机化合物。一般地，VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全部有机化合物。VOCs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影响。大多数VOCs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。VOCs是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物，主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程。因此需要一种能够高效地去除废气中有机物的装置。
发明内容
本发明提出了一种VOCs废气处理装置及方法，用于有效降解废气中的有机物。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种VOCs废气处理装置，包括：反应塔，所述反应塔的底部和顶部分别设置有进气口和出气口，所述反应塔中设置有催化剂层，从所述进气口进入所述反应塔的气体自下而上地流经所述催化剂层，并从所述出气口排出；
所述反应塔的顶部还设置有布水器，所述布水器用于从上而下地向反应塔中喷淋水；
所述反应塔的底部和顶部还分别设置有第一水槽和第二水槽，所述第一水槽与所述布水器相连，所述第二水槽和所述第一水槽通过布水管路相连，所述布水管路上还连接有加药装置，所述加药装置用于向所述布水管路中添加氧化性药剂。
在一个实施方式中，所述氧化性药剂为双氧水或高氯剂(例如二氧化氯或氯酸钙等)，优选为二氧化氯，其不会产生有机氯化物致癌物。
在一个实施方式中，所述催化剂层由催化剂填料形成，所述催化剂填料为疏松多孔状颗粒结构。例如活性炭、炭化硅球或氧化铝球，或者也可以是疏松多孔状的一体式结构(如活性炭、炭化硅或氧化铝柱状、块状结构等)。
在一个实施方式中，所述疏松多孔状颗粒结构的内部载有催化剂(例如，二氧化锰或贵金属等)。
在一个实施方式中，所述反应塔中设置有一层或多层催化剂层。
在一个实施方式中，所述反应塔的底部还设置有布气器，所述布气器设置在所述进气口处和位于最下层的所述催化剂层的底部。
在一个实施方式中，所述第二水槽上分别设置有补水阀和溢流阀。
在一个实施方式中，所述出气口分别设置在反应塔顶部的的侧面。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种VOCs废气处理方法，包括以下步骤：
使气体从所述进气口进入反应塔，
使气体自下而上地流经反应塔中的催化剂层，在反应塔中从上而下地向喷淋水，使气体与喷淋水接触；
在反应塔中从上而下地向喷淋混有氧化性药剂的喷淋水，使气体与喷淋水接触反应；
反应后的气体从反应塔的出气口排出。
在一个实施方式中，混有氧化性药剂的喷淋水是通过向喷淋水中加入氧化性药剂获得的，其中，根据VOCs废气有机物的含量及喷淋流速来计算加入氧化性药剂的量。
本发明提供的VOCs废气处理装置，相对于现有技术，具有如下的有益效果：混入有药剂的水经自上而下地流入反应区，废气则在反应塔内自下而上与加入氧化性药剂的喷淋水相遇，废气有机物首先经过催化剂载体吸附，再和氧化剂在催化剂表面发生催化氧化反应，有机物得以降解，从而使有机物分解为二氧化碳和水，达到去除有机物的目的。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是本发明实施例1中的VOCs废气处理装置的结构示意图。
附图标记
1-反应塔；11-塔体；111-进气口；112-出气口；
12-催化剂层；13-第一水槽；14-第二水槽；15-布水器；16-布气器；
2-加药装置；21-布水管路；141-补水阀；142-溢流阀；143-循环泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，根据本发明的第一个方面，本发明提供一种VOCs(挥发性有机物，volatile organic compounds)废气处理装置，包括反应塔1，反应塔1包括如图1所示的塔体11。
进一步地，反应塔1的塔体11的底部和顶部分别设置有进气口111和出气口112，反应塔1中设置有催化剂层12，从进气口111进入反应塔1的气体自下而上地流经催化剂层12，并从出气口112排出。反应塔1的顶部还设置有布水器15，布水器15用于从上而下地向反应塔中喷淋水，以使喷淋水均匀地喷淋至催化剂层12上。
反应塔1的底部和顶部还分别设置有第一水槽13和第二水槽14，第一水槽13与布水器15相连，第二水槽14和第一水槽13通过布水管路21相连，布水管路21上还连接有加药装置2，加药装置2用于向布水管路21中添加药剂。其中，药剂为氧化性药剂。氧化性药剂例如可以是双氧水或高氯剂。其中高氯剂例如可以是二氧化氯或氯酸钙等，优选的为二氧化氯，其不会产生有机氯化物致癌物。
布水管路21上还连接有循环泵143，循环泵143将第二水槽14中的水泵入布水管路21，并由布水管路21输入至第一水槽13中，通过加药装置2向布水管路21中加入氧化性药剂。具体地，加药装置2将双氧水按一定比例加入循环泵143的出口。
此外，反应塔1的底部还设置有布气器16，布气器16设置在进气口111处和位于最下层的催化剂层12的底部。通过布气器16能够将从进气口111中输入的废气均匀地布置在催化剂层12上。
混入氧化性药剂的水经布水器15喷淋流入反应器1中的反应区，VOCs废气进气口111经布气器16在反应塔1内自下而上与加入氧化性药剂的喷淋水相遇，在催化剂的作用下发生催化氧化降解反应，最终有机物分解为二氧化碳和水。
其中，催化剂层12由催化剂填料形成，催化剂填料可以是疏松多孔状颗粒结构，例如活性炭、炭化硅球或氧化铝球。也可以是疏松多孔状的一体式结构，(如活性炭、炭化硅或氧化铝柱状、块状结构)。
并且疏松多孔状颗粒结构的内部载有催化剂(二氧化锰或贵金属等)。贵金属例如可以是金、银或铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)。
进一步地，如图1所示，反应塔1中设置有一层或多层催化剂层12，例如可以设置至少四层催化剂层12。
现有技术中一般是通过臭氧作为催化剂来去除COD(化学需氧量，ChemicalOxygen Demand)，其处理能力有限，尤其无法处理高有机物的气体。虽然还可采用等离子法去除有机物，但该方法具有发生爆炸的危险。
与现有技术不同的是，本发明中，通过使将混入有药剂的水经自上而下地流入反应区，废气则在反应塔内自下而上与加入氧化性药剂的喷淋水相遇，因此在催化剂作用下发生催化氧化降解反应，从而使有机物分解为二氧化碳和水，从而达到安全彻底去除有机物的目的。
此外，第二水槽14上分别设置有补水阀141和溢流阀142。当补水阀141开启时，可向第二水槽14中补水。当溢流阀142开启时，可将第二水槽14中多余的水排出，以避免溢流。
如图1所示，出气口112分别设置在反应塔1顶部的侧面。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种VOCs废气处理方法，包括以下步骤。
首先，使气体从反应塔1的进气口111进入反应塔1。反应后的各项指标均达标的气体从反应塔的出气口111排出。
由于进气口111位于塔体11的底部，因此气体会自下而上地流经反应塔1中的催化剂层12。
通过加药装置2将氧化性药剂按一定比例加入循环泵143的出口，循环泵143将混油药剂的水泵入第一水槽13。
布水器15将第一水槽13中混入氧化性药剂的水从上至下地喷淋至反应塔1中的反应区，混入氧化性药剂的喷淋水与气体接触反应。
反应后的气体从反应塔1的出气口112排出。
进一步地，根据VOCs废气有机物的含量及喷淋流速来计算向第一水槽13中加入氧化性药剂的量。
下面以具体实施例和对比例来说明本发明的效果。
实施例1
首先，喷淋流量不宜过大，以保证催化剂颗粒湿润。且催化剂层不存水或存少量水，使自下而上的废气能够被含有一定浓度的氧化性药剂的喷淋水吸收，喷淋水吸收不掉的部分则被催化剂颗粒吸附掉，废气中的有机物与氧化性药剂在催化剂的作用下降解掉，达到除去废气中的有机物的目的。
废气按照速度V0≤10m/h从下至上地通入至反应塔1的进气口111中，废气压力不宜过高，确保废气克服阻力排出的压力。
通过加药装置2将氧化性药剂按一定的比例加入循环泵143的出口。具体地址，可以根据VOCs废气有机物含量及喷淋流速来确定加入氧化性药剂的量。
布水器15将第一水槽13中混入氧化性药剂的水从上至下地喷淋至反应塔1中的反应区，混入氧化性药剂的喷淋水与气体及催化剂接触反应。
其中，布水流量为Q0不宜过大，流速V0为自然落体速度。
本发明通过创造性地将催化剂和氧化性药剂结合使用，获得了较好的去除废气中有机物的效果。
根据实验证明，本发明的实施例中，在有催化剂的作用下，且当喷淋液二氧化氯含量为100ppm时，有机物除去率大于90％；当喷淋液双氧水含量为300ppm时，有机物除去率大于80％。
反之，在不使用催化剂的情况下，当喷淋液二氧化氯含量下为100ppm时，有机物除去率仅为10-20％；当喷淋液双氧水含量为300ppm时，有机物除去率仅为10％左右。从而可知不使用催化剂、仅使用氧化性药剂，去除有机物的效率非常的低。
因而通过选用合适的催化剂，并配以合理的使用方式(设备)，能够保证有效去除VOCs废气中的有机物。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种VOCs废气处理装置，其特征在于，包括反应塔，所述反应塔的底部和顶部分别设置有进气口和出气口，所述反应塔中设置有催化剂层，从所述进气口进入所述反应塔的气体自下而上地流经所述催化剂层，并从所述出气口排出；
所述反应塔的顶部还设置有布水器，所述布水器用于从上而下地向反应塔中喷淋水；
所述反应塔的底部和顶部还分别设置有第一水槽和第二水槽，所述第一水槽与所述布水器相连，所述第二水槽和所述第一水槽通过布水管路相连，所述布水管路上还连接有加药装置，所述加药装置用于向所述布水管路中添加氧化性药剂。
2.根据权利要求1所述的VOCs废气处理装置，其特征在于，所述氧化性药剂包括双氧水氧化剂或高氯剂，优选为二氧化氯。
3.根据权利要求1或2所述的VOCs废气处理装置，其特征在于，所述催化剂层由催化剂填料形成，所述催化剂填料为疏松多孔状颗粒结构。
4.根据权利要求3所述的VOCs废气处理装置，其特征在于，所述疏松多孔状颗粒结构的内部载有二氧化锰或贵金属。
5.根据权利要求1或2所述的VOCs废气处理装置，其特征在于，所述反应塔中设置有一层或多层催化剂层。
6.根据权利要求1或2所述的VOCs废气处理装置，其特征在于，所述反应塔的底部还设置有布气器，所述布气器设置在所述进气口处和位于最下层的所述催化剂层的底部。
7.根据权利要求1或2所述的VOCs废气处理装置，其特征在于，所述第二水槽上分别设置有补水阀和溢流阀。
8.根据权利要求1或2所述的VOCs废气处理装置，其特征在于，所述出气口分别设置在反应塔顶部的侧面。
9.一种VOCs废气处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
使气体从反应塔的进气口进入反应塔，
使气体自下而上地流经反应塔中的催化剂层；
在反应塔中从上而下地向喷淋混有氧化性药剂的喷淋水，使气体与喷淋水接触在催化剂层反应；
反应后的符合要求的气体从反应塔的出气口排出。
10.根据权利要求9所述的VOCs废气处理方法，其特征在于，混有氧化性药剂的喷淋水是通过向喷淋水中加入氧化性药剂获得的，其中，根据VOCs废气有机物的含量及喷淋流速来计算加入氧化性药剂的量。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107096381A (zh) * 2017-06-06 2017-08-29 兴嵘环境科技（上海）有限公司 处理VOCs有机废气的湿法化学催化氧化处理工艺及其应用
CN208097776U (zh) * 2018-02-28 2018-11-16 西安优瑞卡环保科技有限公司 一种利用臭氧及溶剂对VOCs废气进行处理的装置
CN109364748A (zh) * 2018-12-03 2019-02-22 广州尚洁环保科技有限公司 基于乳胶发泡海绵生产线废气处理系统及废气处理方法
US20210113963A1 (en) * 2018-02-28 2021-04-22 Xpuris Gmbh Method and system for treating foundry process exhaust gas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107096381A (zh) * 2017-06-06 2017-08-29 兴嵘环境科技（上海）有限公司 处理VOCs有机废气的湿法化学催化氧化处理工艺及其应用
CN208097776U (zh) * 2018-02-28 2018-11-16 西安优瑞卡环保科技有限公司 一种利用臭氧及溶剂对VOCs废气进行处理的装置
US20210113963A1 (en) * 2018-02-28 2021-04-22 Xpuris Gmbh Method and system for treating foundry process exhaust gas
CN109364748A (zh) * 2018-12-03 2019-02-22 广州尚洁环保科技有限公司 基于乳胶发泡海绵生产线废气处理系统及废气处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴功德等: "《环境催化基础及应用》", 31 October 2019, 中国环境出版集团 *
宁平等: "工业废气液相催化氧化净化技术", 中国环境科学出版社 *

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