CN207654934U - 一种自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，包括塔体，所述塔体的底部为药剂槽，所述药剂槽的上方设有反应室；所述塔体的外侧壁上设有引流风机和循环泵；所述引流风机的入风口为外部废气入口，引流风机的出风口处设有废气导管，该废气导管的出气口端设于所述反应室内；所述反应室内设有螺旋喷嘴，该螺旋喷嘴位于所述废气导管的出气口端的上方，螺旋喷嘴的入水口与所述循环泵的出水口相连，循环泵的入水口与所述药剂槽相连；所述反应室的侧壁上设有洁净气出口，且该洁净气出口位于所述螺旋喷嘴的上方。可有效降解挥发性有机物VOCs，降解效率高，成本低，且无二次污染。

Description

一种自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置

技术领域

本实用新型属于有机污染物降解处理技术领域，尤其涉及一种自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置。

背景技术

目前，对于种类繁多的气态有机污染物，特别是挥发性有机物VOCs，采取的治理设备也有很多种，常用的有：吸附法、吸收法、催化燃烧法、燃烧法、冷凝法、生物法、化学吸收法、光催化氧化和等离子技术等设备，这些设备各有特点，但是也需要考虑初次投资费、运行费用、二次污染、处理效果与设备维护等问题。

对于一些常用的VOCs处理设备，仍然存在明显的缺陷，如活性炭吸附设备及其组合治理设备对ρ(VOCs)＜50mg/m³的废气去除效果极差，对100～1000mg/m³范围内的VOCs废气有一定的去除效果，但吸附容量有所限制，受到VOCs湿度、温度和风速的限制，需用量大，容易达到饱和，再生脱附后活性大大降低，最后变成危废；燃烧设备需要耐高温材料，高温降解有机物，能耗高且不安全；催化燃烧法对温度要求不太严格，但催化剂费用较高；化学吸收设备对酸碱处理效果很好，但可能存在二次污染的问题；光催化氧化设备对于中低浓度的有机废气处理效果很好，但是运行成本偏高，产生臭氧污染物与中间体污染物；等离子技术设备的净化效率高，但一次性投资费用高，低温等离子体设备对ρ(VOCs)＜100mg/m³的废气去除率大于90％；但对ρ(VOCs)＞1000mg/m³的废气去除率小于30％。

实用新型内容

基于此，针对上述问题，本实用新型提出一种自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，可有效降解挥发性有机物VOCs，降解效率高，成本低，且无二次污染。

本实用新型的技术方案是：一种自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，包括塔体，所述塔体的底部为药剂槽，所述药剂槽的上方设有反应室；所述塔体的外侧壁上设有引流风机和循环泵；所述引流风机的入风口为外部废气入口，引流风机的出风口处设有废气导管，该废气导管的出气口端设于所述反应室内；所述反应室内设有螺旋喷嘴，该螺旋喷嘴位于所述废气导管的出气口端的上方，螺旋喷嘴的入水口与所述循环泵的出水口相连，循环泵的入水口与所述药剂槽相连；所述反应室的侧壁上设有洁净气出口，且该洁净气出口位于所述螺旋喷嘴的上方。

过氧化氢与催化剂Fe²⁺构成的氧化体系通常称为Fenton试剂，药剂槽内装有按比例配置的FeSO₄和H₂O₂构成的Fenton试剂溶液，调控溶液酸性条件(一般pH<3.5)、H₂O₂/Fe²⁺比例以及温度条件以期最大限度生成具有很强氧化性且反应活性很高的氢氧自由基·OH(氧化电位2.8eV)，从而引发自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化，可以将大部分VOCs氧化成CO₂和H₂O，降解效果十分明显；同时，Fe²⁺被氧化成Fe³⁺产生混凝沉淀，将大量有机物凝结而去除。具体地，通过循环泵将含有氢氧自由基的溶液输送至螺旋喷嘴并向下喷出，外部VOCs由引流风机引流至反应室内，反应室内上升的VOCs和向下喷出的含有氢氧自由基的溶液相遇，VOCs被氧化还原处理，可有效的降解处理VOCs，不产生二次污染，将大部分VOCs氧化成CO₂和H₂O。处理后的洁净空气从螺旋喷嘴上方的洁净气出口排出塔体。

优选地，该净化装置还包括微处理器、计量泵以及测试药剂槽内pH值的pH测试仪；所述计量泵的出液口设于药剂槽内，所述pH测试仪和计量泵均与所述微处理器通信连接。

计量泵采用隔膜式精密计量泵，通过计量泵向药剂槽内添加Fenton试剂，计量泵由微处理器控制，pH测试仪实时测试药剂槽内溶液的pH值，并将测试结果发送至微处理器，微处理器根据测试的pH值调控计量泵向药剂槽内的试剂添加量，如稀硫酸等，以调节溶液pH值。

进一步地，所述药剂槽内设有液位传感器，该液位传感器与所述微处理器通信连接。

液位传感器实时测试药剂槽内液位高度，并将测试结果发送至微处理器，微处理器根据测试结果控制计量泵是否工作以添加试剂。

优选地，所述螺旋喷嘴与药剂槽之间设有多面空心球填料。

通过螺旋喷嘴与多面空心球填料增大VOCs与氢氧自由基的接触面积，氧化效果更好。

进一步地，所述多面空心球填料的比表面积为200-250m²/m³。

优选地，所述螺旋喷嘴的喷流角度为100-140度。

优选地，所述废气导管的出气口端上均匀分布有多个出气孔。

进一步地，所述的多个出气孔均面向所述药剂槽设置。

外部VOCs废气通过出气孔进入反应室，出气孔均匀分布可以使废气尽量均匀分布于反应室内，以促使VOCs废气和氢氧自由基充分接触，出气孔向下面向药剂槽设置，使VOCs废气先向下移动一段距离再向上运动，增加废气在反应室内的行程，可使废气与氢氧自由基更充分接触反应。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型提供的净化装置，具有操作过程简单、反应易得、运行成本低廉、设备投资少且对环境友好等优点；

(2)通过微处理器、计量泵、测试仪以及液位传感器配合，实现对药剂槽试剂的自动添加以自动控制液位以及溶液pH值，自动化程度高，使用方便；

(3)通过螺旋喷嘴与多面空心球填料增大VOCs与氢氧自由基的接触面积，反应更充分，氧化效果更好。

附图说明

图1是实施例所述自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置的结构示意图；

附图标记说明：

10塔体，11药剂槽，12反应室，13洁净气出口，21引流风机，21a外部废气入口，22循环泵，23废气导管，31螺旋喷嘴，32多面空心球填料，41微处理器，42计量泵，43pH测试仪，44液位传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，包括塔体10，所述塔体10的底部为药剂槽11，所述药剂槽11的上方设有反应室12；所述塔体10的外侧壁上设有引流风机21和循环泵22；所述引流风机21的入风口为外部废气入口21a，引流风机21的出风口处设有废气导管23，该废气导管23的出气口端设于所述反应室12内；所述反应室12内设有螺旋喷嘴31，该螺旋喷嘴31位于所述废气导管23的出气口端的上方，螺旋喷嘴31的入水口与所述循环泵22的出水口相连，循环泵22的入水口与所述药剂槽11相连；所述反应室12的侧壁上设有洁净气出口13，且该洁净气出口13位于所述螺旋喷嘴31的上方。

过氧化氢与催化剂Fe²⁺构成的氧化体系通常称为Fenton试剂，药剂槽11内装有按比例配置的FeSO₄和H₂O₂构成的Fenton试剂溶液，调控溶液酸性条件(一般pH<3.5)、H₂O₂/Fe^{2 +}比例以及温度条件以期最大限度生成具有很强氧化性且反应活性很高的氢氧自由基·OH(氧化电位2.8eV)，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化，可以将大部分VOCs氧化成CO₂和H₂O，降解效果十分明显；同时，Fe²⁺被氧化成Fe³⁺产生混凝沉淀，将大量有机物凝结而去除。具体地，通过循环泵22将含有氢氧自由基的溶液输送至螺旋喷嘴31并向下喷出，外部VOCs由引流风机21引流至反应室12内，反应室12内上升的VOCs和向下喷出的含有氢氧自由基的溶液相遇，VOCs被氧化还原处理，可有效的降解处理VOCs，不产生二次污染，将大部分VOCs氧化成CO₂和H₂O。处理后的洁净空气从螺旋喷嘴31上方的洁净气出口13排出塔体。

在另一个实施例中，该净化装置还包括微处理器41、计量泵42以及测试药剂槽11内pH值的pH测试仪43；所述计量泵42的出液口设于药剂槽11内，所述pH测试仪43和计量泵42均与所述微处理器41通信连接。

计量泵42采用隔膜式精密计量泵，通过计量泵42向药剂槽11内添加Fenton试剂，计量泵42由微处理器41控制，pH测试仪43实时测试药剂槽11内溶液的pH值，并将测试结果发送至微处理器41，微处理器41根据测试的pH值调控计量泵42向药剂槽11内的试剂添加量，如稀硫酸等，以调节溶液pH值。

在另一个实施例中，所述药剂槽11内设有液位传感器44，该液位传感器44与所述微处理器41通信连接。

液位传感器44实时测试药剂槽11内液位高度，并将测试结果发送至微处理器41，微处理器41根据测试结果控制计量泵42是否工作以添加试剂。

在另一个实施例中，所述螺旋喷嘴31与药剂槽11之间设有多面空心球填料32。

通过螺旋喷嘴31与多面空心球填料32增大VOCs与氢氧自由基的接触面积，氧化效果更好。

在另一个实施例中，所述多面空心球填料32的比表面积为200m²/m³，也可为236m²/m³或是250m²/m³。

在另一个实施例中，所述螺旋喷嘴31的喷流角度为100度，也可为120度或是140度。

在另一个实施例中，所述废气导管23的出气口端上均匀分布有多个出气孔23a。

在另一个实施例中，所述的多个出气孔23a均面向所述药剂槽11设置。

外部VOCs废气通过出气孔23a进入反应室12，出气孔23a均匀分布可以使废气尽量均匀分布于反应室12内，以促使VOCs废气和氢氧自由基充分接触，出气孔23a向下面向药剂槽11设置，使VOCs废气先向下移动一段距离再向上运动，增加废气在反应室12内的行程，可使废气与氢氧自由基更充分接触反应。

本实用新型中，微处理器41、计量泵42、pH测试仪43以及液位传感器44构成自动加液系统，按一定比例添加Fe²⁺与H₂O₂的投加量，并控制相应pH值，利用Fe²⁺作为H₂O₂的催化剂，生成具有很强氧化电性且反应活性很高的·OH，同时开启循环泵22、借助螺旋喷嘴31与多面空心球填料32的作用，使生成的高活性自由基·OH与VOCs充分接触，增大碰撞可发应的几率，反应生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解，达到治理VOCs污染的目的。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，其特征在于：包括塔体，所述塔体的底部为药剂槽，所述药剂槽的上方设有反应室；所述塔体的外侧壁上设有引流风机和循环泵；所述引流风机的入风口为外部废气入口，引流风机的出风口处设有废气导管，该废气导管的出气口端设于所述反应室内；所述反应室内设有螺旋喷嘴，该螺旋喷嘴位于所述废气导管的出气口端的上方，螺旋喷嘴的入水口与所述循环泵的出水口相连，循环泵的入水口与所述药剂槽相连；所述反应室的侧壁上设有洁净气出口，且该洁净气出口位于所述螺旋喷嘴的上方。

2.根据权利要求1所述的自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，其特征在于：该净化装置还包括微处理器、计量泵以及测试药剂槽内pH值的pH测试仪；所述计量泵的出液口设于药剂槽内，所述pH测试仪和计量泵均与所述微处理器通信连接。

3.根据权利要求2所述的自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，其特征在于：所述药剂槽内设有液位传感器，该液位传感器与所述微处理器通信连接。

4.根据权利要求1所述的自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，其特征在于：所述螺旋喷嘴与药剂槽之间设有多面空心球填料。

5.根据权利要求4所述的自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，其特征在于：所述多面空心球填料的比表面积为200－250m²/m³。

6.根据权利要求1－5任一项所述的自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，其特征在于：所述螺旋喷嘴的喷流角度为100－140度。

7.根据权利要求6所述的自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，其特征在于：所述废气导管的出气口端上均匀分布有多个出气孔。

8.根据权利要求7所述的自动配制Fenton试剂去除VOCs的净化装置，其特征在于：所述的多个出气孔均面向所述药剂槽设置。