CN206837823U - 一种VOCs废气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种VOCs废气净化装置，包括臭氧发生器、光化学氧化装置、深度氧化吸附一体化装置和引风系统，还包括设置在所述臭氧发生器或所述光化学氧化装置之前的喷淋塔，所述VOCs废气依次通过废气输送管道进入所述喷淋塔、光化学氧化装置和深度氧化吸附一体化装置，经净化后由引风系统排出外界。本实用新型与现有技术相比，具有净化结构相对更简单、可处理绝大部分VOCs废气，处理效果优异，避免造成堵塞等问题，且投资、运行和维护成本小，无安全隐患、无二次污染的有益效果。

Description

一种VOCs废气净化装置

技术领域

本实用新型主要涉及含VOCs废气的净化领域，具体涉及一种VOCs废气净化装置。

背景技术

VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds）的英文缩写。在我国，VOCs即挥发性有机物，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具有相应挥发性的全部有机化合物。其他国家对VOCs的定义略有不同，但大体一样。大体上可将这些VOCs的定义分为二类，一类是普通意义上的VOCs定义，只说明什么是挥发性有机物，或者是在什么条件下是挥发性有机物；另一类是环保意义上的定义，也就是说，是活泼的那一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物。

挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期居住在挥发性有机化合物污染的室内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能；苯和二甲苯还能损害系统，以至引发白血病。

VOCs废气主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和氨类等废气，由于VOCs废气（挥发性有机化合物）含有毒性，若直接排放在大气中，会对环境造成严重污染，还会危及人体的健康。所以国家严格要求含VOCs的废气需净化达标后才可排放。

现有的VOCs废气处理技术主要存在以下几个问题：投资及运行成本较高、存在较大的安全隐患、容易引起二次污染等。

为解决现有的VOCs废气处理技术存在投资及运行成本较高存在较大的安全隐患和容易引起二次污染等问题，公开号为CN204619710U的中国专利《一种含VOCs废气的净化装置》公开了一种含VOCs废气的净化装置，其通过结合臭氧氧化、微波照射、紫外光裂解、活性炭吸附四者共同作用对含VOCs废气进行处理，一定程度上去除了含VOCs的废气。但因其技术方案中是先通过过滤器去除废气中所含的颗粒物，但过滤器一般只适用于除去粉尘等粒径较大且无粘性的颗粒物，由于部分VOCs废气具有粘结性，所以很容易造成过滤器口堵塞，短期堵塞会使系统的运行阻力大，耗电量增加，严重影响废气处理效果，导致达标困难；长期完全堵塞会造成系统瘫痪，或者需要定期清理和更换，增加维护费用。其还通过设置微波输送口输送微波来提高臭氧的氧化作用，设置前/后置金属网来阻隔微波外泄，但在本技术人员看来，此技术方案显得多此一举，因为微波对臭氧的氧化作用影响不大，增加微波技术还会增大整个装置的体积和运行成本，金属网易堵塞而失效，增加维护费用。

发明内容

为克服上述现有技术至少一点的缺陷，本实用新型提供了一种结构简单、可用于粘性废气，投资和运行成本少、无安全隐患、无二次污染的VOCs废气净化装置。

为实现本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种VOCs废气净化装置，包括臭氧发生器、光化学氧化装置、深度氧化吸附一体化装置和引风系统，还包括设置在所述光化学氧化装置之前的喷淋塔，所述VOCs废气依次通过废气输送管道进入所述喷淋塔、光化学氧化装置和深度氧化吸附一体化装置，经净化后由引风系统排出外界。

喷淋塔主要作用是对VOCs废气进行预处理，除了能除去VOCs废气中粉尘等颗粒物，避免造成VOCs废气处理装置堵塞外，还可对VOCs中的酸性/碱性物质进行净化处理。其中喷淋塔内的喷淋液可以根据实际情况进行调节，如果废气中含有酸性物质，就喷淋碱液；如果含有碱物质，就喷淋酸液；如果是中性气体，就喷水。

臭氧发生器主要用于生产臭氧，由于臭氧易于分解，很难储存，所以需要用臭氧发生器制取臭氧现配现用。此外，虽臭氧和紫外线对VOCs废气均有一定的氧化作用，但两者混合后氧化VOCs废气的效果更好。经喷淋塔预处理后的有机废气与臭氧一起通入光化学氧化装置，臭氧在紫外光的激发下产生·OH，对废气中的有机物进一步氧化，将有机物转化为无毒无害的CO₂和H₂O，臭氧自身被还原为氧气。

由于经过光化学氧化装置处理后，废气中的有机物和臭氧已经混合完全，如单纯采用光化学氧化装置，没有喷淋塔预处理环节，由于气体流速过快，会导致臭氧被激发产生的·OH还没有与有机物充分混合反应就已经流出反应装置。

经过前两道工序，废气中大部分有机物被矿化为CO₂和H₂O，可能还会存留小部分有机物和没有完全反应的臭氧，为了保证有机废气的处理效果，同时不让存留的臭氧带来二次污染，将光化学氧化装置出气口排出的尾气通入深度氧化吸附一体化装置。该装置中填充的为活性炭，一方面活性炭可以吸附存留的有机物和O₃，另一方面，由于活性炭为多孔性物质，具有较大的比表面积，吸附了有机物和臭氧的活性炭，为臭氧氧化有机物提供了必要的场所，使两者能够更加充分接触，臭氧将前两道工序没有氧化的有机物继续氧化为CO₂和H₂O，释放到空气中，同时活性炭得到再生，因此，该装置中的活性炭不会饱和，无需更换或再生。

作为优选，所述喷淋塔内设有填料层，所述填料层的上方设有喷淋装置，所述填料层的下方设有喷淋液回收装置，所述喷淋装置与所述喷淋液回收装置之间设置有一水泵。

VOCs废气从废气输送管道先进入喷淋塔的底部，再流经喷淋塔内的填料层，填料层主要作用为增大气液两相间接触。喷淋塔喷淋液从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。初步净化后的VOCs废气从喷淋塔的上部流出，喷淋回收装置回收塔底的喷淋液，通过水泵增压回流至喷淋装置循环使用。

作为优选，所述臭氧发生器的臭氧输送口与光化学氧化装置连接，所述VOCs废气在光化学氧化装置内与臭氧反应。

虽臭氧和紫外线对VOCs废气均有一定的氧化作用，但两者混合后氧化VOCs废气的效果更好。经喷淋塔预处理后的有机废气与臭氧一起通入光化学氧化装置，臭氧在紫外光的激发下产生·OH，对废气中的有机物进一步氧化，将有机物转化为无毒无害的CO₂和H₂O，臭氧自身被还原为氧气。

由于经过光化学氧化装置处理后，废气中的有机物和臭氧已经混合完全，如单纯采用光化学氧化装置，没有喷淋塔预处理环节，由于气体流速过快，会导致臭氧被激发产生的·OH还没有与有机物充分混合反应就已经流出反应装置。

作为优选，所述光化学氧化装置内发射的紫外线包括长波紫外线灯管和/或短波紫外线灯管。

因为长波紫外线灯管只能对某一部分的有机物有效，短波紫外线灯管能对另外一些有机物有效，通过设置长波紫外线灯管和短波紫外线灯管，能涵盖大部分的VOCs废气，进而能对大部分的VOCs废气进行分解。

作为优选，所述长波紫外线灯管的波长为254mm，所述短波紫外线灯管的波长为185mm。

作为优选，所述深度氧化吸附一体化装置内设有若干活性炭吸附炭板。

作为优选，所述若干活性炭吸附炭板在深度氧化吸附一体化装置内排列形成迷宫式吸附气道结构。迷宫式吸附气道结构增加了气体流动的路径长度，使得吸附作用更加彻底。

与现有技术比较，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型净化结构相对简单、可处理绝大部分VOCs是废气，处理效果优异，避免造成堵塞等问题，且投资、运行和维护成本小，无安全隐患、无二次污染。

（2）本实用新型提供的废气净化装置，不仅可以为VOCs进行处理，还可以去除废气中的颗粒物和酸碱性物质。

（3）本实用新型通过将有机废气与臭氧一起通入光化学氧化装置，臭氧在紫外光的激发下产生·OH，对废气中的有机物进行彻底氧化，使有机污染物转化为无毒无害的CO₂和H₂O，大大增强了对有机废气的净化效果。

（4）本实用新型提供的深度氧化吸附一体化装置可为未反应的臭氧和有机物提供进一步氧化分解的场所，反应过程中活性炭得以再生，从而无二次污染产生。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施方式作进一步详细地说明。

实施例

如图1所示，一种VOCs废气净化装置，包括臭氧发生器2、光化学氧化装置3、深度氧化吸附一体化装置4和引风系统5，还包括设置在所述臭氧发生器2或所述光化学氧化装置3之前的喷淋塔1，所述喷淋塔1内设有填料层，所述填料层的上方设有喷淋装置，所述填料层的下方设有喷淋液回收装置，所述喷淋装置与所述喷淋液回收装置之间设置有一水泵。

所述VOCs废气依次通过废气输送管道进入所述喷淋塔1、光化学氧化装置3和深度氧化吸附一体化装置4，经净化后由引风系统5排出外界。

因为臭氧在紫外光的激发下能产生·OH，能对废气中的有机物进行彻底氧化，比其单独分步净化VOCs废气的能力更强，所以将臭氧发生器2产生的臭氧通入光化学氧化装置3，经喷淋塔1出来的VOCs废气在光化学氧化装置3内与臭氧反应，同时被紫外线辐射。所述光化学氧化装置3内发射的紫外线包括长波紫外线灯管和短波紫外线灯管，所述长波紫外线灯管的波长为254mm，所述短波紫外线灯管的波长为185mm。

VOCs废气从光化学氧化装置3出来后进入深度氧化吸附一体化装置4，深度氧化吸附一体化装置4内设有若干活性炭吸附炭板，活性炭吸附板用于吸附少量没有被氧化分解的有机污染物和没有反应完全的臭氧。反应过程中有机污染物被氧化分解为无毒无害的H₂O和CO₂，同时活性炭得以再生。吸附净化后的VOCs废气通过引风系统排出外界。

上述VOCs废气净化装置的脱硝步骤包括：

（1）将喷淋塔1、臭氧发生器2、光化学氧化装置3、深度氧化吸附一体化装置4和引风系统5按如图1所示的净化顺序搭建好；

（2）将VOCs废气通入喷淋塔1，喷淋塔1内设有填料层，填料层的上方设有喷淋装置，下方设有喷淋液回收装置，喷淋装置和喷淋液回收装置之间还设有一水泵。VOCs废气先进入喷淋塔1内的填料层，喷淋装置喷淋喷淋液，除去VOCs废气的颗粒物、酸碱性物质、水溶性物质和粘性物质等；

（3）臭氧发生器2产生的臭氧通入光化学氧化装置；

（4）经喷淋后的VOCs废气从喷淋塔1上方出来，通过废气输送通道进入光化学氧化装置3；

（5）喷淋塔1下方的喷淋液回收装置通过水泵增压将喷淋液抽回至喷淋装置备用；

（6）VOCs废气从光化学氧化装置3出来后经输送管道进入深度氧化吸附一体化装置；

（7）VOCs废气从活性炭吸附装置出来后由引风系统排出外界。

Claims (7)

1.一种VOCs废气净化装置，包括臭氧发生器、光化学氧化装置、深度氧化吸附一体化装置和引风系统，其特征在于，还包括设置在所述臭氧发生器或所述光化学氧化装置之前的喷淋塔，所述VOCs废气依次通过废气输送管道进入所述喷淋塔、光化学氧化装置和深度氧化吸附一体化装置，经净化后由引风系统排出外界。

2.根据权利要求1所述的一种VOCs废气净化装置，其特征在于，所述喷淋塔内设有填料层，所述填料层的上方设有喷淋装置，所述填料层的下方设有喷淋液回收装置，所述喷淋装置与所述喷淋液回收装置之间设置有一水泵。

3.根据权利要求1所述的一种VOCs废气净化装置，其特征在于，所述臭氧发生器的臭氧输送口与光化学氧化装置连接，所述VOCs废气在光化学氧化装置内与臭氧反应。

4.根据权利要求1所述的一种VOCs废气净化装置，其特征在于，所述光化学氧化装置内发射的紫外线包括长波紫外线灯管和/或短波紫外线灯管。

5.根据权利要求4所述的一种VOCs废气净化装置，其特征在于，所述长波紫外线灯管的波长为254mm，所述短波紫外线灯管的波长为185mm。

6.根据权利要求4所述的一种VOCs废气净化装置，其特征在于，所述深度氧化吸附一体化装置内设有若干活性炭吸附炭板。

7.根据权利要求6所述的一种VOCs废气净化装置，其特征在于，所述若干活性炭吸附炭板在深度氧化吸附一体化装置内排列形成迷宫式吸附气道结构。