CN206138979U - 一种大风量低浓度有机废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种大风量低浓度有机废气处理装置，包括箱体、置于箱体内的超声波雾化喷淋吸收单元、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元；超声波雾化喷淋吸收单元包括设有吸收液喷淋头的吸收液喷淋管以及填料层；活性炭三维电解电化学氧化单元内设有阴电极板、阳电极板以及活性炭。生物处理单元包括两个并列设置的内设有竹炭填料的生物处理分单元。本实用新型采用超声波作为吸收液雾化技术，雾化后吸收液可以迅速的吸收废气中的有机废气组份，废气经过雾化吸收预处理后，在经过活性炭三维电解电化学氧化单元，提高对有机废气的预处理效率，采用喷淋表面活性剂的方法提高竹炭填料表面对有机废气的吸收能力，强化生物传质，充分提高生物降解能力。
Description
技术领域
本实用新型属于生态环保技术领域，具体涉及一种大风量低浓度有机废气处理装置。
背景技术
近年来由于国家大气污染治理的投入加大，VOCs治理成为继除尘、脱硫脱硝之后大气处理的新热点，广东地区市场活跃。而目前VOC处理成为了行业难题，尤其对于大风量、低浓度、难降解的含苯及苯系物有机废气的处理，各项技术都存在一定的应用缺陷。目前市场上大多采用活性炭吸附技术，由于活性炭吸附容易饱和，而实际上大多数企业主不愿意更换活性炭，因此造成实际上的偷排，目前各地市环保局加强了VOCS的排放监管，很多地区已经明令禁止活性炭工艺处理VOCS。
有机废气处理技术从控制废气源的控制方法不同可分为废气源收集处理技术和废气源抑制技术。相对废气抑制技术而言，废气控制处理技术的无论从经济成本考虑还是从技术条件考虑都更加可行些。目前常见的废气处理技术有：物理法，化学法，生物法。不同的工艺适用于不同种类、不同浓度的废气处理，具体方法适用范围分析如下。
（1）化学洗涤法
化学除臭法是利用化学介质(NaOH、H2SO4、NaClO) 与H2S、NH3等无机类致臭成分进行反应，从而达到除臭的目的。该法对H2S、NH3 等的吸收比较彻底，速度快，但对硫醇、挥发性脂肪酸或其他挥发性有机化合物的去除比较困难。且运行成本费用一般较高。
（2）活性炭吸附法
活性炭吸附除臭法是利用活性炭能吸附臭气中致臭物质的特点,在吸附塔内设置各种不同性质的活性炭,致臭物质和各种活性炭接触后,排出吸附塔,达到脱臭的目的。活性炭达到饱和后,需通过热空气、蒸汽或NaOH浸没进行再生或替换。活性炭的再生与替换价格较昂贵、劳动强度大且再生后的活性炭吸附能力降低。如上述，活性炭吸附技术目前已经被监管部门列为逐渐禁止使用技术。
（3）燃烧法
燃烧除臭法有直接燃烧法和触煤燃烧法。根据废气物质的特点，在控制一定的温度和接触时间的条件下，无论是直接燃烧还是催化燃烧，燃烧对对可燃气体浓度性质均有一定要求，有些工厂属于对于防火要求很高，一般不建议采用，有些工厂废气燃烧将会产生更为严重的二次污染（如二氯甲烷燃烧产生光气与二噁英等），此外燃烧投资巨大，燃烧过程能量消耗巨大，燃烧将产生一定的二次污染物质，因而应用也存在瓶颈，此外燃烧法最大的问题是投资及运行成本高。
（4）纯天然植物提取液喷洒法
该除臭法的原理是将一些特殊的植物提取液雾化，让雾化后的分子均匀地分散在空气中，吸附空气中的异味分子，与异味分子发生分散、聚合、取代、置换和合成等化学反应，使异味分子发生变化,改变原有的分子结构，使之失去臭味。反应的最后产物为H2O、氧和氮等无害的分子，由于植物提取成分活性速率较低，不可能对难降解废气物质产生有效作用，因而该方法实际效果非常有限，因此该方法实际上有掩盖之嫌疑。
（5）高能粒子除臭法
高能粒子法是利用紫外光或者等离子技术，生成氧自由基并与氧气结合成具有强氧化能力的臭氧，并且在湿度环境下臭氧与H2O反应，产生氧化能力更强的羟基自由基。但由于停留时间太短，有机废气一般无法彻底矿化，一般去除率不足50%，耗能较高，且用电安全存在隐患。
（6）生物法
生物除臭法是通过微生物的生理代谢将废气物质加以转化，达到除臭的目的。目前多采用生物滤池法。生物滤池法是把收集的臭气先经过加湿处理，再通过长满微生物的、湿润多孔的生物滤层，利用微生物细胞对废气物质的吸附、吸收和降解功能以及微生物细胞个体小、表面积大、吸附性强和代谢类型多样的特点，将废气物质吸附后分解成CO2和其他无机物，实际上生物除臭法适用于以硫化氢废气气体为成分的除臭项目，生物法对无机臭气的处理效果可高达95%以上，但对有机难降解废气处理效率有限，通常不足50%，生物法的主要缺点是占地面积大、启动周期长、微生物保持活性困难、此外生物法由于停留时间较长通常装置体积较大，因而一次性投资较高，对于难降解有机废气生物法也存在明显的效率缺陷。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种对VOCs废气具有较好的处理效果，装置体积较小，适用性强的大风量低浓度有机废气处理装置。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种大风量低浓度有机废气处理装置，包括箱体、超声波雾化喷淋吸收单元、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元，所述超声波雾化喷淋吸收单元、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元置于所述箱体内；所述箱体的底部设有一进风管，顶板设有一出风管；
所述超声波雾化喷淋吸收单元包括设有吸收液喷淋头的吸收液喷淋管以及填料层，所述吸收液喷淋头置于所述进风管内，所述填料层置于所述吸收液喷淋头的上方；
所述活性炭三维电解电化学氧化单元置于所述填料层的上方，所述活性炭三维电解电化学氧化单元内设有阴电极板、阳电极板以及活性炭，所述阴电极板、阳电极板插设于所述活性炭中。
所述生物处理单元包括两个并列设置的生物处理分单元，每个生物处理分单元内设有竹炭填料。
进一步的，所述活性炭三维电解电化学氧化单元的顶部设有带电解质液喷淋头的电解质液喷淋管。
进一步地，所述生物处理单元的顶部设有带营养液喷淋头的营养液喷淋管。
进一步地，箱体内设有横向支撑板，纵向设置的第一隔板以及第二隔板，所述第一隔板贯穿所述横向支撑板，所述填料层、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元均置于所述横向支撑板上方，所述吸收液喷淋头置于所述第一隔板、进风管以及横向支撑板形成的区域内，活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元通过所述第一隔板隔开，两个所述生物处理分单元通过第二隔板隔开。
进一步地，所述活性炭的粒径为3mm以下，极板间距为5-10cm，采用石墨板作为阴极，采用合金材料作为阳极，如钛铱钌合金。
进一步地，所述横向支撑板的底部设有多个支撑方通。
优选地，所述箱体为玻璃钢或者碳钢制成。
本实用新型采用超声波作为吸收液雾化技术，雾化后的吸收液粒径在20-50微米左右，雾化后吸收液可以迅速的吸收废气中的有机废气组份，废气经过雾化吸收预处理后，在经过活性炭三维电解电化学氧化单元，以富含硫酸钠、氯化钠等作为补充电解质的水溶液为喷淋液，废气中的有机组分首先被活性炭吸附，提高对有机废气的预处理效率，采用喷淋表面活性剂的方法提高竹炭填料表面对有机废气的吸收能力，强化生物传质，充分提高生物降解能力。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
现结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参照图1，一种大风量低浓度有机废气处理装置，包括箱体1、超声波雾化喷淋吸收单元、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元，超声波雾化喷淋吸收单元、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元置于箱体1内；箱体1的底部设有一进风管11，顶板设有一出风管12；
超声波雾化喷淋吸收单元包括设有吸收液喷淋头21的吸收液喷淋管22以及填料层23，吸收液喷淋头21置于进风管11内，填料层23置于吸收液喷淋头21的上方；根据相似相溶原理，如果采用高沸点、弱极性或非极性的物质作为吸收剂。通过液体吸收剂与VOCs废气接触，吸收其中的VOCs组分，可达到净化废气的目的。吸收的效率与吸收液性质、吸收液喷淋强度、吸收液粒径大小及接触时间等有关，本技术方案采用超声波（）频率在100KHz以上）作为吸收液雾化技术，雾化后的吸收液粒径在20-50微米左右，雾化后吸收液可以迅速的吸收废气中的有机废气组份。吸收液可以根据废气的成分选择环境友好的吸收剂，常用的吸收剂一般为表面活性剂，如司盘、吐温等有机酯类及有机醚类等，此外为降低水的表面张力，提高吸收效率还可投入碳酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠等无机盐类，经过喷淋后的，气体经过空心多面球的填料层，在填料层中表面雾气逐渐凝结为液滴进而落下，吸收了有机废气后的废液可以视情况进行回收或其他处理。气体在该单元的停留时间建议设置为1S以上。
活性炭三维电解电化学氧化单元置于填料层23的上方，活性炭三维电解电化学氧化单元内设有阴电极板31、阳电极板32以及活性炭33，阴电极板31、阳电极板32插设于活性炭33中，活性炭三维电解电化学氧化单元的顶部设有带电解质液喷淋头34的电解质液喷淋管35。废气经过雾化吸收预处理后，在经过电化学预氧化段，该段以活性炭（粒径3mm以下）作为填料，同时在填料中插入电极，极板间距控制在5-10cm，采用石墨板作为阴极，采用钛铱钌合金或其他合金材料作为阳极，以富含硫酸钠、氯化钠等作为补充电解质的水溶液为喷淋液，废气中的有机组分首先被活性炭吸附，电极通电后即构成通电回路，阴阳极附近吸附的废气则会发生相应的氧化还原反应进而分解，其他部位的活性炭也会在微电流的作用下发生相应的化学作用，如果将一定量的铁屑混入活性炭，则能构成原电池，强化微电流作用，提高对有机废气的预处理效率。此单元设计停留时间为1-3s。
生物处理单元包括两个并列设置的生物处理分单元41，每个生物处理分单元41内设有竹炭填料，生物处理单元的顶部设有带营养液喷淋,42的营养液喷淋管43。废气经过电化学预处理后，有机物的浓度得以一定程度的降低，化学性质也得到一定的改善，处理后的废气进入生物段，该段分为两段，气流翻转有助于提高填料利用效率，减少短路，采用竹炭作为生物载体填料，采用喷淋表面活性剂的方法提高竹炭填料表面对有机废气的吸收能力，强化生物传质，充分提高生物降解能力。该单元停留时间为10-20s。
另外，箱体1为玻璃钢或者碳钢等耐腐蚀的材料制成，箱体1内设有横向支撑板13，纵向设置的第一隔板14以及第二隔板15，横向支撑板13的底部设有多个支撑方通16，第一隔板14贯穿横向支撑板13，填料层23、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元均置于横向支撑板13上方，吸收液喷淋头21置于第一隔板14、进风管11以及横向支撑板13形成的区域内，活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元通过第一隔板14隔开，两个生物处理分单元41通过第二隔板15隔开。
以某印刷厂车间废气为目标，考察发明设备对乙酸乙酯为代表的有机废气去除效果，实验风量约为10000m³/，乙酸乙酯进气浓度在200ppm，采用专利设备，塔体为PE夹芯板制成，尺寸为4*4*3m，吸收段停留时间约为1s，电化学段停留时间3s，生物段停留时间15s，总停留时间18s，经过一个月挂膜培菌调试，最终乙酸乙酯出气浓度在40ppm以下，最低达到10ppm，去除效率在80-95%之间，其中吸收段去除效率在10-20%之间，电化学段处理效率约为15-20%（扣除活性炭吸附影响），主要功能单元生物段处理效率在70-80%。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种大风量低浓度有机废气处理装置，包括箱体，其特征在于，还包括超声波雾化喷淋吸收单元、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元，所述超声波雾化喷淋吸收单元、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元置于所述箱体内；所述箱体的底部设有一进风管，顶板设有一出风管；
所述超声波雾化喷淋吸收单元包括设有吸收液喷淋头的吸收液喷淋管以及填料层，所述吸收液喷淋头置于所述进风管内，所述填料层置于所述吸收液喷淋头的上方；
所述活性炭三维电解电化学氧化单元置于所述填料层的上方，所述活性炭三维电解电化学氧化单元内设有阴电极板、阳电极板以及活性炭，所述阴电极板、阳电极板插设于所述活性炭中；
所述生物处理单元包括两个并列设置的生物处理分单元，每个生物处理分单元内设有竹炭填料。
2.根据权利要求1所述的一种大风量低浓度有机废气处理装置，其特征在于，所述活性炭三维电解电化学氧化单元的顶部设有带电解质液喷淋头的电解质液喷淋管。
3.根据权利要求2所述的一种大风量低浓度有机废气处理装置，其特征在于，所述生物处理单元的顶部设有带营养液喷淋头的营养液喷淋管。
4.根据权利要求3所述的一种大风量低浓度有机废气处理装置，其特征在于，箱体内设有横向支撑板，纵向设置的第一隔板以及第二隔板，所述第一隔板贯穿所述横向支撑板，所述填料层、活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元均置于所述横向支撑板上方，所述吸收液喷淋头置于所述第一隔板、进风管以及横向支撑板形成的区域内，活性炭三维电解电化学氧化单元以及生物处理单元通过所述第一隔板隔开，两个所述生物处理分单元通过第二隔板隔开。
5.根据权利要求3或4所述的一种大风量低浓度有机废气处理装置，其特征在于，所述活性炭的粒径为3mm以下，极板间距为5-10cm，采用石墨板作为阴极，采用合金材料作为阳极。
6.根据权利要求4所述的一种大风量低浓度有机废气处理装置，其特征在于，所述横向支撑板的底部设有多个支撑方通。
7.根据权利要求6所述的一种大风量低浓度有机废气处理装置，其特征在于，所述箱体为玻璃钢或者碳钢制成。
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- 2016-09-18 CN CN201621058101.5U patent/CN206138979U/zh active Active
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