CN212396349U - 一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，属于化工有机废气处理领域；本实用新型进气系统下部连通化学洗涤单元，中层与顶层设有相同的化学洗涤单元填料系统和化学洗涤喷淋系统，化学洗涤喷淋系统位于化学洗涤单元填料系统的上方；化学洗涤单元底部有收集池，化学洗涤单元右侧壁上方开口连通深度洗涤单元；深度洗涤喷淋系统位于进气口下方，底部有深度洗涤单元收集池，深度洗涤单元右侧壁下方开口连通生物净化单元；生物净化单元底部设有生物净化单元蓄液池，中部到上部依次设置布气系统、生物净化填料系统和生物净化喷淋系统；生物净化单元右侧壁上方连通排气系统；本实用新型处理能耗低、效率高、费用低、占地面积小、安全可靠。

Description

一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置

技术领域

本实用新型涉及一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，属于化工有机废气处理领域。

背景技术

硝甘废气为低浓度、成分多、小分子、有机废气，其中含有硝化甘油、丙酮、乙醇等主要的有机组分。目前，伴随着国家对环保的高标准和严要求，火炸药(化工)生产过程中伴随产生的废气的种类较多，新的工艺技术以及新的经营模式革新日新月异、层出不穷，原有的火炸药(化工)生产线的废气设施排放情况难以满足日益严格的环保要求。因此，拟对火炸药(化工)生产线的原有废气设施实施改造，改造后治理后的废气达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)。

在化工生产的过程中，会挥发出一定量的硝化甘油、丙酮及酒精，存在安全隐患。且通常化工生产过程中常常会采用50-60℃左右的高温气，往往生产过程中设备不封闭，丙酮及酒精在高温情况下极易挥发，污染环境，存在较大的安全隐患。现有的硝甘废气处理方法分为冷凝工艺处理法、氧化工艺处理法和低温等离子处理法三种方法。冷凝工艺处理硝甘废气法存在能耗高、处理效率低的不利效果。氧化工艺处理硝甘废气法容易导致运行费用高、占地面积大的问题。低温等离子法处理硝甘废气法则易导致运行费用高、操作不安全的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决能耗高、处理效率低、运行费用高、占地面积大、操作不安全的现存问题，而提供了一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置。该装置能够达到处理能耗低、效率高、费用低、占地面积小、安全可靠的效果。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，包括：进气系统，化学洗涤单元，化学洗涤填料，化学洗涤喷淋系统，化学洗涤单元收集池，深度洗涤单元，深度洗涤喷淋系统，深度洗涤单元收集池，生物净化单元，布气系统，生物净化填料，生物净化喷淋系统，生物净化单元蓄液池，排气系统和加药系统。

进气系统下部连通化学洗涤单元，化学洗涤单元采用双层洗涤形式，中层与顶层设有相同的化学洗涤填料和化学洗涤喷淋系统，化学洗涤喷淋系统位于化学洗涤填料的上方；化学洗涤单元底部有化学洗涤单元收集池，化学洗涤单元右侧壁上方开口连通深度洗涤单元；深度洗涤喷淋系统位于进气口下方，底部为深度洗涤单元收集池，深度洗涤单元右侧壁下方开口连通生物净化单元；生物净化单元底部的生物净化单元蓄液池内为生物营养液，中部到上部依次设置布气系统、生物净化填料和生物净化喷淋系统；生物净化单元右侧壁上方连通排气系统，加药系统位于进气系统、化学洗涤单元、深度洗涤单元与生物净化单元前方，分别与化学洗涤喷淋系统、深度洗涤喷淋系统和生物净化喷淋系统连接。

所述化学洗涤填料的填料采用陶瓷填料；具体为φ25-φ80mm的陶瓷鲍尔环；填料孔隙率为0.7-0.8；堆积重量500-600kg/m³。

所述化学洗涤喷淋系统采用高压雾化喷嘴，碱液通过高压雾化喷嘴均匀散布，液气比范围在1～4之间，且通过有效控制喷淋量避免液体夹带现象。

所述生物净化填料中的填料采用木屑、多孔陶瓷和火山岩，体积配比为(2～4)：(1～3):1。

所述生物净化填料所用的多孔陶瓷规格为：表面积240-200m²/m³，孔隙率0.7-0.8。

所述生物净化喷淋系统选用高压雾化喷嘴，采用气液在填料中逆流接触的方式，生物营养液与硝甘废气的液气比为1～2。

所述加药系统由四个加药池构成，加药池中分别放置所需液体，放置碱性吸收液的加药池与化学洗涤喷淋系统的高压雾化喷嘴连接，通过阀门控制高压雾化喷嘴喷出的液体，以达到调节pH、销爆的目的；放置水和酸性溶液的两个加药池通过同一个管路与深度洗涤喷淋系统的高压雾化喷嘴连接，通过阀门控制高压雾化喷嘴喷出的液体，以达到中和气体及增湿的作用；放置营养液的加药池与生物净化喷淋系统的高压雾化喷嘴连接，通过阀门控制高压雾化喷嘴喷出的液体。

工作过程：

进气系统下部连通化学洗涤单元，化学洗涤单元采用双层洗涤形式，中层与顶层设有相同的化学洗涤填料和化学洗涤喷淋系统，化学洗涤喷淋系统位于化学洗涤填料的上方；化学洗涤单元底部有化学洗涤单元收集池，pH范围在8-12的碱性吸收液从加药系统通过泵输送至化学洗涤喷淋系统喷淋管道，通过化学洗涤喷淋系统两层高压雾化喷嘴均匀喷射的碱液与废气的充分反应后的溶液重力自流进入化学洗涤单元收集池；化学洗涤单元底部收集池配备pH计；当化学洗涤单元收集池中溶液pH值为8-9时，加药系统保持开启状态，输送碱性溶液至化学洗涤喷淋系统；当化学洗涤单元收集池中溶液pH值为9-12时，加药系统关闭；碱性吸收液从收集池中通过化学洗涤单元喷淋系统循环泵输送至化学洗涤喷淋系统；化学洗涤单元右侧壁上方开口连通深度洗涤单元；深度洗涤单元的深度喷淋系统所使用的缓冲液为来自加药系统的两种液体，深度洗涤喷淋系统位于进气口下方，底部深度洗涤单元收集池内为废气中和反应后液体，当化学洗涤单元收集池中溶液pH值为8-9时，深度洗涤喷淋系统均匀喷射水溶液，以达到加湿作用；当化学洗涤单元收集池中溶液pH值为9-12时，深度洗涤喷淋系统均匀喷射弱酸性溶液，使废气成中性后进入后续处理系统；深度洗涤单元右侧壁下方开口连通生物净化单元；生物净化单元底部的生物净化单元蓄液池内为生物营养液，中部到上部依次设置布气系统、生物净化填料和生物净化喷淋系统；生物净化单元右侧壁上方连通排气系统。加药系统位于进气系统、化学洗涤单元、深度洗涤单元与生物净化单元上方，分别与化学洗涤喷淋系统、深度洗涤喷淋系统和生物净化喷淋系统连接。

有益效果

1.本实用新型公开了一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，化学洗涤单元作为预处理单元，喷淋洗涤碱液通过高压雾化喷嘴后使其比表面积成几何级数增大，气液充分接触反应，采用化学洗涤单元洗涤的方法有效的达到了销爆的目的。通过采用化学洗涤的方法有效的优化了低温等离子法的操作不安全的问题。

2.本实用新型公开了一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，通过深度净化单元有效的中和废气中夹带的碱性液体。

3.本实用新型公开了一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，通过生物净化单元布气系统有效的结构设计，使废气均匀的进入生物净化单元的填料系统，与填料系统中培养的高效菌充分反应。生物净化单元的填料系统通过调整填料中木屑、多孔陶瓷和火山岩的体积配比，以及营养液的液气比，针对不同的污染组分培育针对硝甘、丙酮、乙醇污染组分的特殊高效菌。实现了安全、高效率处理废气中硝甘、丙酮及乙醇。

4.本实用新型公开了一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，通过高效生物分解的方法有效的优化了冷凝法处理效率低、能耗高的问题，避免了冷凝高压、富集造成的安全隐患。通过“化学洗涤与高效生物分解”并行的方法优化了氧化工艺治理硝甘废气运行费用高、占地面积大、操作不安全的问题。通过采用“化学洗涤+高效生物”的方法，在湿式的环境下处理废气确保达标排放，对硝化甘油、丙酮、乙醇组分都有较好的去除率，废气处理系统安全且稳定，运行费用低，产生废水量少。

附图说明

图1为本实用新型的系统构成图；

其中：1—进气系统，2—化学洗涤单元，3—化学洗涤填料，4—化学洗涤喷淋系统，5-化学洗涤单元收集池，6—深度洗涤单元，7-深度洗涤喷淋系统，8-深度洗涤单元收集池，9—生物净化单元，10-布气系统，11-生物净化填料，12-生物净化喷淋系统，13-生物净化单元蓄液池，14-排气系统，15-加药系统。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述。

实施例1

一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，包括进气系统1，化学洗涤单元2，化学洗涤填料3，化学洗涤喷淋系统4，化学洗涤单元收集池5，深度洗涤单元6，深度洗涤喷淋系统7，深度洗涤单元收集池8，生物净化单元9，布气系统10，生物净化填料11，生物净化喷淋系统12，生物净化单元蓄液池13，排气系统14和加药系统15；

一个规模为50t的生产线，废气初始污染物硝化甘油浓度为100mg/Nm³(6％基准含氧量)，丙酮500mg/Nm³(6％基准含氧量)，乙醇排烟温度500mg/Nm³(6％基准含氧量)，在35℃左右。

废气通过进气系统1送入化学洗涤单元2，进行预处理。所述化学洗涤单元2采用双层洗涤形式，底部有化学洗涤单元收集池5，根据处理要求，采用针对硝甘废气特点的吸收液；为了消除硝甘对后续处理系统的影响，化学洗涤单元收集池5内液体选用碱性吸收液，所述碱性吸收液，pH范围在8-10。碱性吸收液由加药系统15通过泵输送至化学洗涤喷淋系统4，当化学洗涤单元收集池5内液体pH值在使用范围内时，碱性吸收液通过化学洗涤喷淋系统4循环泵由收集池输送至高压雾化喷嘴。废气穿过化学洗涤填料3与化学洗涤喷淋系统4高效雾化喷嘴均匀喷射的碱性吸收液充分反应，以达到销爆的效果。化学洗涤单元2中层与顶层设有相同的化学洗涤填料3和化学洗涤喷淋系统4，化学洗涤填料3的填料采用的填料为φ25-φ50mm的陶瓷鲍尔环；填料孔隙率0.73-0.78；堆积重量520-570kg/m³。化学洗涤喷淋系统4位于化学洗涤填料3的上方；采用高压雾化喷嘴，碱性吸收液通过高压雾化喷嘴均匀散布，所述液气比范围在1-4之间，通过有效控制喷淋量避免液体夹带现象，充分保护后续的高效生物系统，延长使用寿命。气体在化学洗涤单元2内充分反应后通过右侧壁上方连通深度洗涤单元6的开口进入，通过深度洗涤喷淋系统7进一步处理，中和废气的pH，使其以中性状态进入后续处理系统；中和反应的溶液重力自流至深度洗涤单元收集池8中；随后通过深度洗涤单元6右侧壁下方连通生物净化单元9的开口进入生物净化单元9进行深度处理。所述生物净化单元9选用特殊高效菌，针对硝甘废气中的不同组分，生物净化单元9精选的高效菌分别针对废气的不同污染组分。第一大类为针对硝化甘油组分选取的特殊高效菌，第二大类为针对丙酮组分选取的高效菌，第三大类为针对乙醇组分选取的高效菌。生物净化单元9底部蓄液池13内为营养液，中部到上部依次设置布气系统10、生物净化填料系统11和生物净化喷淋系统12；通过生物单元布气系统10有效的结构设计使废气在生物净化填料系统11中与高效菌充分反应。根据各种微生物对硝化甘油、丙酮、乙醇组分的不同消化程度，选用特殊的高效菌处理硝化甘油、丙酮、乙醇污染物质。其中生物净化填料11的填料采用木屑、多孔陶瓷和火山岩，体积配比为3:2:1。生物净化喷淋系统12选用高压雾化喷嘴，营养液通过高压雾化喷嘴均匀散布，采用气液在填料中逆流接触的方式，生物营养液与硝甘废气的液气比为1。

气体最后通过生物净化单元9右侧壁上方连通排气系统的开口进入排气系统14，进而排出。

经过一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置处理后，尾气硝化甘油浓度7mg/Nm³(6％基准含氧量)，处理效率为93％，丙酮浓度43mg/Nm³(6％基准含氧量)，处理效率为91.4％，乙醇浓度40mg/Nm³(6％基准含氧量)，处理效率为92％。

一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，能够实现高度自动化形式，配备自动监测设备，可监测可燃气体。根据生产线的有机废气浓度，通过调控化学洗涤单元的喷淋系统，改变喷淋泵频率、流量，保证后续生物单元安全稳定运行。当有机废气浓度低时，喷淋系统自动调控减小喷淋流量，降低喷淋泵频率。当有机废气浓度高时，喷淋系统自动调控增加喷淋流量，提高喷淋泵频率。以自动监测设备反应的实时数据为依据，根据有机废气浓度以及种类的不同，自动调整营养液配比。生物净化单元自带自动报警设备，自动报警设备与装置联锁，当营养液不满足运行要求时，自动报警设备启动，提示需更换营养液。整套装置配备阻火器，保证装置、生产线安全稳定的运行。当紧急情况发生时，阻火器自动启动，切断装置与生产线的连接，保证生产线的安全稳定运行。

以10230Nm³/h的柴油发动机尾气排放为例：

处理前
		排烟温度	35℃
硝化甘油浓度	100mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
		丙酮浓度	500mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
乙醇浓度	500mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
		处理后
排烟温度	20℃
		硝化甘油浓度	7mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
丙酮浓度	43mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
		乙醇浓度	40mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)

本次实验结束，实现了硝甘废气中硝化甘油浓度低于7mg/Nm³，处理效率93.0％，丙酮浓度43mg/Nm³，处理效率91.4％，乙醇浓度40mg/Nm³，处理效率92.0％。达到了能耗低、高处理效率、运行费用低、占地面积小、安全可靠的效果。

实施例2

一个规模为120t的生产线，废气初始污染物硝化甘油浓度为140mg/Nm³(6％基准含氧量)，丙酮600mg/Nm³(6％基准含氧量)，乙醇排烟温度600mg/Nm³(6％基准含氧量)，在37℃左右。

废气通过进气系统1送入化学洗涤单元2，进行预处理。所述化学洗涤单元2采用双层洗涤形式，底部有化学洗涤单元收集池5，根据处理要求，采用针对硝甘废气特点的吸收液；为了消除硝甘对后续处理系统的影响，化学洗涤单元收集池5内液体选用碱性吸收液，所述碱性吸收液，pH范围在8-12。碱性吸收液由加药系统15通过泵输送至化学洗涤喷淋系统4，当化学洗涤单元收集池5内液体pH值在使用范围内时，碱性吸收液通过化学洗涤喷淋系统4循环泵由收集池输送至高压雾化喷嘴。废气穿过化学洗涤填料3与化学洗涤喷淋系统4高压雾化喷嘴均匀喷射的碱性吸收液充分反应，以达到销爆的效果。化学洗涤单元2中层与顶层设有相同的化学洗涤填料3和化学洗涤喷淋系统4，化学洗涤单元填料系统3的填料采用的填料为φ50-φ80mm的陶瓷鲍尔环；填料孔隙率0.78-0.8；堆积重量520-550kg/m³。化学洗涤单元喷淋系统4位于化学洗涤填料3的上方；采用高压雾化喷嘴，碱性吸收液通过高压雾化喷嘴均匀散布，所述液气比范围在2-4之间，通过有效控制喷淋量避免液体夹带现象，充分保护后续的高效生物系统，延长使用寿命。气体在化学洗涤单元2内充分反应后通过右侧壁上方连通深度洗涤单元6开口进入深度洗涤单元6，通过深度洗涤单元喷淋系统7进一步处理，中和废气的pH，使其以中性状态进入后续处理系统；中和反应的溶液重力自流至深度洗涤单元收集池8中；随后通过深度洗涤单元6右侧壁下方连通生物净化单元9的开口进入生物净化单元9进行深度处理。所述生物净化单元9选用特殊高效菌，针对硝甘废气中的不同组分，生物净化单元9精选的高效菌分别针对废气的不同污染组分。第一大类为针对硝化甘油组分选取的特殊高效菌，第二大类为针对丙酮组分选取的高效菌，第三大类为针对乙醇组分选取的高效菌。生物净化单元9底部蓄液池13内为营养液，中部到上部依次设置布气系统10、生物净化填料11和生物净化喷淋系统12；通过生物单元的布气系统10有效的结构设计使废气在生物净化填料11中与高效菌充分反应。根据各种微生物对硝化甘油、丙酮、乙醇组分的不同消化程度，通过选用特殊的高效菌处理硝化甘油、丙酮、乙醇污染物质。其中生物净化填料系统11的填料采用木屑、多孔陶瓷和火山岩，体积配比为3:2:1。生物净化喷淋系统12选用高压雾化喷嘴，营养液通过高压雾化喷嘴均匀散布，采用气液在填料中逆流接触的方式，生物营养液与硝甘废气的液气比为2。

气体最后通过生物净化单元9右侧壁上方连通排气系统的开口进入排气系统14，进而排出。

经过一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置处理后，尾气硝化甘油浓度10mg/Nm³(6％基准含氧量)，处理效率为92.9％，丙酮浓度50mg/Nm³(6％基准含氧量)，处理效率为91.7％，乙醇浓度46mg/Nm³(6％基准含氧量)，处理效率为92.3％。

一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，能够实现高度自动化形式，配备自动监测设备，可监测可燃气体。根据生产线的有机废气浓度，通过调控化学洗涤单元的喷淋系统，改变喷淋泵频率、流量，保证后续生物单元安全稳定运行。当有机废气浓度低时，喷淋系统自动调控减小喷淋流量，降低喷淋泵频率。当有机废气浓度高时，喷淋系统自动调控增加喷淋流量，提高喷淋泵频率。以自动监测设备反应的实时数据为依据，根据有机废气浓度以及种类的不同，自动调整营养液配比。生物净化单元自带自动报警设备，自动报警设备与装置联锁，当营养液不满足运行要求时，自动报警设备启动，提示需更换营养液。整套装置配备阻火器，保证装置、生产线安全稳定的运行。当紧急情况发生时，阻火器自动启动，切断装置与生产线的连接，保证生产线的安全稳定运行。

以18570Nm³/h的柴油发动机尾气排放为例：

处理前
		排烟温度	37℃
硝化甘油浓度	140mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
		丙酮浓度	600mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
乙醇浓度	600mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
		处理后
排烟温度	20℃
		硝化甘油浓度	10mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
丙酮浓度	50mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)
		乙醇浓度	46mg/Nm<sup>3</sup>(6％基准含氧量)

本次实验结束，实现了硝甘废气中硝化甘油浓度低于10mg/Nm³，处理效率92.8％，丙酮浓度50mg/Nm³，处理效率91.7％，乙醇浓度46mg/Nm³，处理效率92.3％。达到了能耗低、高处理效率、运行费用低、占地面积小、安全可靠的效果。

上述虽然对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，其特征在于：包括进气系统(1)，化学洗涤单元(2)，化学洗涤填料(3)，化学洗涤喷淋系统(4)，化学洗涤单元收集池(5)，深度洗涤单元(6)，深度洗涤喷淋系统(7)，深度洗涤单元收集池(8)，生物净化单元(9)，布气系统(10)，生物净化填料(11)，生物净化喷淋系统(12)，生物净化单元蓄液池(13)，排气系统(14)和加药系统(15)；

进气系统(1)下部连通化学洗涤单元(2)，化学洗涤单元(2)采用双层洗涤形式，中层与顶层设有相同的化学洗涤填料(3)和化学洗涤喷淋系统(4)，化学洗涤喷淋系统(4)位于化学洗涤填料(3)的上方；化学洗涤单元(2)底部有化学洗涤单元收集池(5)，化学洗涤单元(2)右侧壁上方开口连通深度洗涤单元(6)；深度洗涤喷淋系统(7)位于进气口下方，底部为深度洗涤单元(6)收集池(8)，深度洗涤单元(6)右侧壁下方开口连通生物净化单元(9)；生物净化单元(9)底部的生物净化单元蓄液池(13)内为生物营养液，中部到上部依次设置布气系统(10)、生物净化填料(11)和生物净化喷淋系统(12)；生物净化单元(9)右侧壁上方连通排气系统(14)，加药系统位于进气系统(1)、化学洗涤单元(2)、深度洗涤单元(6)与生物净化单元(9)前方，分别与化化学洗涤喷淋系统(4)、深度洗涤喷淋系统(7)和生物净化喷淋系统(12)连接。

2.如权利要求1所述的一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，其特征在于：所述化学洗涤填料(3)的填料采用陶瓷填料；具体为φ25-φ80mm的陶瓷鲍尔环。

3.如权利要求1所述的一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，其特征在于：所述化学洗涤喷淋系统(4)采用高效雾化喷嘴，碱液通过高效雾化喷嘴均匀散布。

4.如权利要求1所述的一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，其特征在于：所述生物净化喷淋系统(12)选用高效雾化喷嘴。

5.如权利要求1所述的一种生物销爆一体化硝甘尾气治理的装置，其特征在于：所述加药系统(15)由四个加药池构成，加药池中分别放置所需液体，放置碱性吸收液的加药池与化学洗涤喷淋系统(4)的高压雾化喷嘴连接，通过阀门控制高压雾化喷嘴喷出的液体，以达到调节pH、销爆的目的；放置水和酸性溶液的两个加药池通过同一个管路与深度洗涤喷淋系统(7)的高压雾化喷嘴连接，通过阀门控制高压雾化喷嘴喷出的液体，以达到中和气体及增湿的作用；放置营养液的加药池与生物净化喷淋系统(12)的高压雾化喷嘴连接，通过阀门控制高压雾化喷嘴喷出的液体。

Images