CN204582934U - 一种有机废气的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废气处理技术领域，尤其涉及一种有机废气的处理装置，包括臭氧发生器、高级氧化塔、催化氧化塔、酸碱中和塔、氧气回收罐和烟囱，所述臭氧发生器与所述高级氧化塔的底部连通，所述高级氧化塔的底部设有废气进口，所述高级氧化塔的顶部与所述催化氧化塔的底部连通，所述催化氧化塔的顶部与所述酸碱中和塔的底部连通，所述酸碱中和塔的顶部分别与所述氧气回收罐和所述烟囱连通，所述氧气回收罐上设有进气控制阀。本实用新型提供的一种有机废气的处理装置，能耗较低，除电耗、水耗外，不消耗其他能源，其成本低，安全，有机废气降解彻底，不会带来二次污染，无需二次处理。

Description

一种有机废气的处理装置

技术领域

本实用新型属于废气处理技术领域，尤其涉及一种有机废气的处理装置。

背景技术

环境问题一直以来是世界各国普遍关注的焦点，随着社会的进步和工业技术的不断扩大，化工、医药、食品、造纸、印染等行业在生产过程中会使大量的有机溶剂如聚酯、树脂、胶水、丁酮、稀释剂等有机溶剂，这些经过加温的有机溶剂会变成挥发性有机废气，我国的资源消耗主要以煤为主，产生的二氧化硫排量也急剧上升，这些有机废气直接排空，会严重影响周围空气的质量，对环境造成严重污染，危害人体健康和生态环境。

目前国内有机废气处理方法主要有燃烧法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法、低温等离子法。燃烧法的缺点是不安全、易产生二次污染；生物法、吸收法、吸附法的缺点是净化效率低、产生二次污染；由于反应条件的限制，光催化法处理有机废气时会产生多种芳香族有机中间体，致使有机物降解不够彻底；低温等离子法缺点是不安全、净化效率低。

随着技术的发展，臭氧氧化技术应用于有机废气的处理应运而生，臭氧具有很强的氧化能力，臭氧分解可产生羟基自由基(·OH)，羟基自由基能氧化多种有机物和无机物，但由于羟基自由基在低剂量和短时间内不能完全矿化有机物，现有的处理装置存在成本高、处理不彻底等不足，从而使得臭氧氧化技术的使用受到了限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的不足，提供一种成本低，安全，对有机废气处理彻底，不易产生二次污染的有机废气的处理装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种有机废气的处理装置，包括臭氧发生器、高级氧化塔、催化氧化塔、酸碱中和塔、氧气回收罐和烟囱，所述臭氧发生器与所述高级氧化塔的底部连通，所述高级氧化塔的底部设有废气进口，所述高级氧化塔的顶部与所述催化氧化塔的底部连通，所述催化氧化塔的顶部与所述酸碱中和塔的底部连通，所述酸碱中和塔的顶部分别与所述氧气回收罐和所述烟囱连通，所述氧气回收罐上设有进气控制阀。

作为一种改进，所述高级氧化塔内自上至下设有氧化除雾器、至少一级氧化喷淋装置、至少一级填料层和曝气盘，所述曝气盘与所述臭氧发生器连通，所述高级氧化塔的底部还设有排水口，所述排水口连通有三通管，所述三通管中的一个管口连通有循环泵，所述循环泵与所述氧化喷淋装置连通，所述三通管中的另一个管口处设有排水控制阀。

作为一种改进，所述催化氧化塔内设有催化剂载体装置，所述催化剂载体装置的底部和顶部分别设有风门，所述催化剂载体装置的内部为十字结构。

作为一种改进，所述酸碱中和塔内自上至下依次设有中和除雾器、至少一级中和喷淋装置和至少一级阶梯环填料层。

本实用新型提供的一种有机废气的处理装置，包括臭氧发生器、高级氧化塔、催化氧化塔、酸碱中和塔、氧气回收罐和烟囱等，通过臭氧发生器可保证臭氧的自足自给，降低了处理成本。

臭氧通过曝气盘与喷淋液中的水生成臭氧水，臭氧水在氧化促进剂的作用下分解产生羟基自由基，通过喷淋装置和填料层可增大有机废气与臭氧的接触面积，提高有机废气的降解效率，高级氧化塔内的除雾器可将初级混合气中夹带的液滴留于吸收塔内，循环泵用于将高级氧化塔内高浓度的臭氧水进行再循环利用，以降低处理成本和提高有机废气的降解效率，三通管便于操作人员根据需要将高级氧化塔内的水溶液排掉或进行循环利用。

催化氧化塔内主要为催化剂载体装置，其可进一步分解未降解的有机废气，使有机废气彻底降解为水、二氧化碳和无害的无机盐，其内部采用十字结构，降低了阻力，且能耗小，有机废气充分在十字结构内停留进行催化氧化接触而加速分解。

酸碱中和塔内采用阶梯环填料层，这种结构其气液接触比表面积大，当二级混合气体经过时，气体被平均分布于多面空心球，呈点接触，避免有偏流现象，提高了吸收速率，从而有效去除二级混合气体中的二氧化碳等气体。

经过处理后的洁净气体可回收至氧气回收罐内进行再利用(如利用该氧气合成臭氧)，或是经烟囱排出。

本实用新型提供的一种有机废气的处理装置，其处理工艺采用的是高级氧化法，其是利用氧化促进剂与臭氧氧化技术结合以提高氧化能力的技术，臭氧在复杂的反应过程中得到氧化促进剂的促进，其反应机理如下：

O₃+H₂O→H₂O₂

H₂O₂→2·OH

O₃+H₂O→2·OH+O₂

臭氧在氧化促进剂的促进下能产生更多的羟基自由基(·OH)、H₂O₂和O₂，羟基自由基与有机废气发生一系列的反应，有机物分子最终被氧化分解为CO₂、H₂O和无害有机物。

其中，在高级氧化分解中，臭氧参与直接反应，其反应过程如下：

污染物+O₃→CO₂+H₂O+RCOOH

O₃(Eo＝2.07V)有选择性，速度慢；

·OH参与间接反应，其反应过程如下

污染物+·OH→CO₂+H₂O+RCOOH

·OH(Eo＝2.8V)氧化电位高，无选择性，速度快，反应能力强，可引发链反应，使有机物彻底降解。

氧化促进剂纳米二氧化钛表面的羟基基团是促进臭氧分解的活性位，二氧化钛表面的羟基基团与臭氧分子形成氢键，其促进臭氧分解为大量的羟基自由基，羟基自由基既可以把吸附在二氧化钛表面的有机废气氧化，还可以扩散入溶液中将未被吸附的有机废气进行氧化。

有机废气经高级氧化后分解为二氧化碳、水蒸汽和无害有机物，无害有机物溶于水中，可直接排出，未被高级氧化的有机废气进入催化氧化塔内进一步催化氧化，二氧化碳经酸碱中和塔中和后成为盐溶液，洁净气体包括水蒸汽、氧气和未反应的臭氧，其对大气无污染，可排至大气中。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种有机废气的处理装置，其能耗较低，除电耗、水耗外，不消耗其他能源，其成本低，安全，有机废气降解彻底，不会带来二次污染，无需二次处理。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种有机废气的处理装置的结构示意图；

图2是图1中高级氧化塔的内部结构示意图；

图3是图1中催化氧化塔的内部结构示意图；

图4是图1中酸碱中和塔的内部结构示意图；

图5是图1中氧气回收罐的内部结构示意图；

其中：1-臭氧发生器，2-高级氧化塔，3-催化氧化塔，4-酸碱中和塔，5-氧气回收罐，6-烟囱，7-三通管，8-循环泵，21-塔体，22-废气进口，23-臭氧进口，24-曝气盘，25-第一排气口，26-氧化除雾器，27-氧化喷淋装置，28-填料层，29-排水口，31-第二排气口，32-催化剂载体装置，33-风门，41-第三排气口，42-排液口，43-中和除雾器，44-中和喷淋装置，45-阶梯环填料层，51-进气控制阀，52-干燥层，71-排水控制阀，271-分配母管，272-喷嘴，421-排液控制阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型提供的一种有机废气的处理装置的结构示意图，为了便于说明，本图仅提供与本实用新型有关的结构部分。

如图1所示，一种有机废气的处理装置，包括臭氧发生器1、高级氧化塔2、催化氧化塔3、酸碱中和塔4、氧气回收罐5和烟囱6。

高级氧化塔2包括塔体21，其塔体21采用聚丙烯材料制成(即PP结构)，塔体21长期要承受塔体自身压力及溶液压力，还要承受工作时的风压，PP结构既具有良好的耐腐蚀性能，又能保持较高的抗拉、抗压强度，从而可延长高级氧化塔2的使用寿命。

高级氧化塔2的底部设有废气进口22、臭氧进口23和曝气盘24，高级氧化塔2的顶部设有第一排气口25，臭氧发生器1经臭氧进口23与曝气盘24连通，如图2所示，高级氧化塔2内设有氧化除雾器26、两级氧化喷淋装置27和两级填料层28，两级氧化喷淋装置27和两级填料层28间隔设置，且氧化喷淋装置27位于填料层28的上方，氧化喷淋装置27包括分配母管271和多个喷嘴272，喷嘴272优选为螺旋喷嘴，氧化除雾器26设于第一排气口25处，高级氧化塔2的底部还设有排水口29，排水口29连通有三通管7，三通管7中的一个管口连通有循环泵8，循环泵8分别与两级氧化喷淋装置27连通，三通管7中的另一个管口处设有排水控制阀71。

高级氧化塔2的第一排气口25与催化氧化塔3的底部连通，催化氧化塔3的顶部设有第二排气口31，如图3所示，催化氧化塔3内设有催化剂载体装置32，催化剂载体装置32的底部和顶部分别设有风门33，催化剂载体装置32的内部为十字结构，催化剂优选为金属氧化物。

酸碱中和塔4的顶部设有第三排气口41，酸碱中和塔4的底部设有排液口42，排液口42处设有排液控制阀421，如图4所示，酸碱中和塔4内设有中和除雾器43、两级中和喷淋装置44和两级阶梯环填料层45，两级中和喷淋装置44和两级阶梯环填料层45间隔设置，且中和喷淋装置44设于阶梯环填料层45的上方，中和除雾器43设于第三排气口41处。

酸碱中和塔4的第三排气口41分别连通氧气回收罐5和烟囱6，氧气回收罐5上设有进气控制阀51，如图5所示，氧气回收罐5的进气口处设有干燥层52，干燥层52可将洁净气体中含有的水蒸汽进一步除去。

本实用新型提供的一种有机废气的处理装置的使用过程是：

(1)喷淋氧化：

a.将有机废气从废气进口进入高级氧化塔内，臭氧发生器产生的臭氧经臭氧进口进入高级氧化塔底部的曝气盘，经曝气盘分散至高级氧化塔内，有机废气和臭氧再经填料层均匀分布至高级氧化塔内；

b.将氧化促进剂(优选为二氧化钛)加入水中形成喷淋液，喷淋液中再加入氢氧化钾，喷淋液经喷淋装置的分配母管分配至各个喷嘴，经喷嘴将喷淋液雾化，喷淋液自上而下分散至高级氧化塔内；

c.臭氧和有机废气与雾化的喷淋液接触，臭氧在喷淋液的氧化促进下分解为大量的羟基自由基，羟基自由基及未分解的臭氧对有机废气进行氧化，得初级混合气和无害有机物水溶液，初级混合气主要包括二氧化碳、水蒸气、未分解的臭氧和未降解的有机废气等；

(2)催化氧化：初级混合气经除雾器除雾后从高级氧化塔顶部的第一排气口排出，再从催化氧化塔的底部进入催化氧化塔内，经催化剂载体装置进行催化氧化后，得二级混合气，二级混合气主要包括二氧化碳、水蒸气、未分解的臭氧；

(3)酸碱中和：二级混合气从催化氧化塔的顶部排出，自下而上进入酸碱中和塔内，碱性液(30％氢氧化钠溶液)经喷淋装置自上而下分散至酸碱中和塔内，碱性液的PH值为11，碱性液与二级混合气进行酸碱中和，得洁净气体和盐溶液；

(4)回收或排放：将洁净气体从酸碱中和塔的顶部排出，经氧气回收罐回收或经烟囱排入大气中，有机盐水溶液和盐溶液经处理后排入污水池内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种有机废气的处理装置，其特征在于：包括臭氧发生器、高级氧化塔、催化氧化塔、酸碱中和塔、氧气回收罐和烟囱，所述臭氧发生器与所述高级氧化塔的底部连通，所述高级氧化塔的底部设有废气进口，所述高级氧化塔的顶部与所述催化氧化塔的底部连通，所述催化氧化塔的顶部与所述酸碱中和塔的底部连通，所述酸碱中和塔的顶部分别与所述氧气回收罐和所述烟囱连通，所述氧气回收罐上设有进气控制阀。

2.如权利要求1所述的一种有机废气的处理装置，其特征在于：所述高级氧化塔内自上至下设有氧化除雾器、至少一级氧化喷淋装置、至少一级填料层和曝气盘，所述曝气盘与所述臭氧发生器连通，所述高级氧化塔的底部还设有排水口，所述排水口连通有三通管，所述三通管中的一个管口连通有循环泵，所述循环泵与所述氧化喷淋装置连通，所述三通管中的另一个管口处设有排水控制阀。

3.如权利要求1所述的一种有机废气的处理装置，其特征在于：所述催化氧化塔内设有催化剂载体装置，所述催化剂载体装置的底部和顶部分别设有风门，所述催化剂载体装置的内部为十字结构。

4.如权利要求1所述的一种有机废气的处理装置，其特征在于：所述酸碱中和塔内自上至下依次设有中和除雾器、至少一级中和喷淋装置和至少一级阶梯环填料层。