CN213965982U - 生物发酵废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于环保技术领域，涉及废气处理技术，尤其是生物发酵废气处理装置。包括生物发酵废气发生端，其出气侧顺次安装有酸洗塔，碱洗塔和活性炭吸附床，在所述碱洗塔和活性炭吸附床之间顺次安装杀菌设备和换热设备。所述杀菌设备采用次氯酸钠塔，塔内配置有喷淋设备用于对废气喷淋次氯酸钠溶液。所述换热设备采用换热器，废气与换热器的低热侧导通，经换热器内置的高热侧进行热交换，实现辅热升温。所述活性炭吸附床的出气侧安装有风机，该风机将废气与烟囱导通外排。在所述杀菌设备和换热设备之间安装有除雾器。

Description

生物发酵废气处理装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，涉及废气处理技术，尤其是生物发酵废气处理装置。

背景技术

随着现代生物技术迅猛发展，生物制剂已被广泛应用于临床，为人类健康作出了巨大的贡献。由于生物制药发酵工艺空气用量大，大量未处理尾气排入大气，使部分菌类发酵代谢产物随尾气带出，甚至有特殊难闻气味产生，这些废气对人体及环境产生危害。因此，必须对其发酵尾气进行净化处理。

发酵废气比较复杂，主要为发酵罐废气、发酵菌渣干燥废气、提取储罐废气、发酵液预处理废气等。发酵尾气中主要含有被利用的空气、产菌在初级代谢和次级代谢中的各种中间物和产物，以及发酵过程中产生的酸碱废气、营养物质的挥发气。

发酵废气往往有以下特点：

①酸性或碱性较大、湿度非常大。造成设备腐蚀或者冬季管道内积水。

②会有部分菌类被空压机吹出，由于废气中含有菌类繁殖的营养物质，极易造成废气处理设备内菌群滋生。

③成分复杂，甚至含有部分不能检测出具体成分的废气。

目前行业内处理菌类发酵废气工艺与VOCs废气处理工艺类似，主要有：

①吸收法：吸收技术是使用某种液体作为吸收剂，利用废气中不同气体在吸收剂中的溶解度不同，使有害气体被吸收，从而达到净化废气的目的。

②吸附法：利用吸附剂发达的多孔结构对有机废气中VOCs的吸附作用来达到分离有害污染物的一种技术。在目前应用的吸附剂中，活性炭性能较好，应用较广，比其它商业可用的吸附剂，如：沸石、分子筛、活性氧化铝、多孔黏土、吸附树脂、矿石和硅胶等。

③冷凝法：冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸气状态的VOCs冷凝并从废气中分离出来的过程。此方法适用于浓度较大的废气。

④催化燃烧法：催化燃烧法指借助催化剂将VOCs在低点燃温度下(200－300℃)进行无焰燃烧，废气被氧化为CO2和H2O。

以上废气处理方法均有利弊，例如催化燃烧方法，生物发酵废气成分复杂，有时候含有有机酸类等不能完全燃烧的物质，会造成二次污染，需要再次处理。吸附法中的活性炭在长期吸附后，可能有废气中的菌类慢慢滋生，造成吸附效率下降，甚至部分菌类随烟囱排除，造成周围生物污染。

目前环保行业处理生物发酵废气没有特别十全十美的工艺。因此需要一种能有效、安全、节能的工艺综合处理生物发酵废气，解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理，基于生物废气的特点采用综合工艺的生物发酵废气处理装置。

本实用新型采取的技术方案是：

生物发酵废气处理装置，包括生物发酵废气发生端，其出气侧顺次安装有酸洗塔，碱洗塔和活性炭吸附床，其特征在于：在所述碱洗塔和活性炭吸附床之间顺次安装杀菌设备和换热设备。

进一步的，所述杀菌设备采用次氯酸钠塔，塔内配置有喷淋设备用于对废气喷淋次氯酸钠溶液。

进一步的，所述换热设备采用换热器，废气与换热器的低热侧导通，经换热器内置的高热侧进行热交换，实现辅热升温。

进一步的，所述活性炭吸附床的出气侧安装有风机，该风机将废气与烟囱导通外排。

进一步的，在所述杀菌设备和换热设备之间安装有除雾器。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型中，基于现有的工业废气流程，在前端对于废气进行中和，降低对管道和后续处理设备的腐蚀性。在后端安装活性炭吸附设备对于废气中含有少量VOCs，恶臭等进行吸附。

本实用新型中，在上述工艺的基础上，基于生物废气的特点逐项进行设计。由于生物废气中，如在菌类发酵工艺过程，废气中会有部分菌类被吹出，由于来气中湿度大、富含菌类繁殖所需的营养成分，因此菌类非常容易滋生，用次氯酸钠喷淋塔，可有效杀死废气中的菌类。

本实用新型中，生物发酵废气来气温度一般在40℃左右，湿度较大，在经过喷淋塔之后，湿度基本达到饱和。过大的湿度、适宜的温度，会造成前方未被杀死的菌类，慢慢在碳层繁殖，长时间后，菌落附着在碳层上，降低吸附效率，减少活性炭的寿命。由于生物制剂的菌类不耐高温，用换热器将废气升温至50℃，即可改变菌类繁殖的有利条件，防止菌类滋生。且升温后，此温度下空气湿度降低，防止了活性炭箱内因为饱和废气凝结，造成大量积水。

本实用新型中，前期工艺包括多道喷淋工艺，虽然喷淋塔一般会自带除雾设备。但因为喷淋的道次较多，很难保证水蒸气的有效去除。因此，单独加装一台除雾器会增加出水效率，减少后续管道内部积水，防止大量水分进入活性炭箱，造成活性炭去除效率降低，内部积水严重，炭床坍塌。

附图说明

图1为本实用新型远离模块的结构示意图；

图2为具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

生物发酵废气处理装置，其出气侧顺次安装有酸洗塔，碱洗塔和活性炭吸附床，本实用新型的创新在于，在所述碱洗塔和活性炭吸附床之间顺次安装杀菌设备和换热设备。

本实施例中，所述杀菌设备采用次氯酸钠塔，塔内配置有喷淋设备用于对废气喷淋次氯酸钠溶液。

本实施例中，所述换热设备采用换热器，废气与换热器的低热侧导通，经换热器内置的高热侧进行热交换，实现辅热升温。

本实施例中，所述活性炭吸附床的出气侧安装有风机，该风机将废气与烟囱导通外排。

本实施例中，在所述杀菌设备和换热设备之间安装有除雾器。

本实用新型的工作过程是：

应用如图2所示的具体实施例如下，包括酸洗塔1、碱洗塔2、次氯酸钠塔3、除雾器4、换热器5、活性炭箱6、风机7、烟囱8、酸液罐9、碱液罐10、次氯酸钠罐11等。其中，酸洗塔1、碱洗塔2、次氯酸钠塔3，分别包含循环泵、PH计、差压计、液位变送器、补水管路、排水管路、补药管路、溢流管路等。塔内设置有填料、丝网等。

其中，液位计控制塔内循环水的液位，由于风会慢慢夹带走一部分水，且塔内水分也会慢慢蒸发，造成塔内液位降低，因此设置液位计，当液位较低时，自动向塔内补水，防止循环泵空转。

PH计控制循环液的酸碱度，如果来气中碱性物质较多，该物质慢慢被酸洗塔吸收，造成PH值升高，降低的吸收效率，当达到设置PH值时，自动向塔内补充酸液，以保证较高的去除效率。碱洗塔、次氯酸塔PH计同样原理。

循环泵将塔底部液体抽出，送至塔顶部，通过螺旋喷嘴排出，如此往复循环。

差压计用来监测塔内压降，当压降过大时，可能是塔内部填料堵塞，由于生物发酵废气有可能夹带一下营养物质或者其他带有粘附性质的大分子物质，长时间后，可能造成填料堵塞，设置差压计可以很好的监测压降，如果压降变大，可更换填料或者用清水冲洗。

排水管路用来排出塔内液体，当运行一段时间后，塔内循环液吸收大量废弃成分后，比较污浊，或者黏性较大，为了保证更好的吸收效率，需要定期更换塔内循环液，此时可关闭循环泵，开启排水阀，将污水排至厂内污水站，排净后开启补水管路和补药管路，塔内液位达到设置高度及PH值时，关闭补水管路及补药管路，开启循环泵进行工作。

除雾器4内设置丝网或者折流板。

换热器5利用热源将废气升温至指定温度，一般选用翅片管换热器，阻力小，适用于气体加热。

活性炭箱内装填活性炭，可根据实际情况选用颗粒碳或者蜂窝炭等。炭箱设置有差压计，监测压差，防止活性炭阻塞。

酸液罐9、碱液罐10、次氯酸钠罐11包含补药泵、液位计等。

罐内存有药剂，当塔内PH值达到设定值，需向塔内补充药剂。当液位低于设定值时，向中控室报警，此时向罐内补充药剂。

本实用新型使用时，车间废气进入界区，进入酸洗塔，去除碱性成分及易溶于水的物质后，进入碱洗塔，去除酸性成分及易溶于水的成分。然后进入次氯酸钠塔进行灭菌。之后进入除雾器，进一步去除夹带的水汽，然后进入换热器进行升温，升温至一定温度后进入活性炭进行吸附。吸附净化完的气体经风机加压后进入烟囱达标排放。

各个塔的排水、补水、液位控制、PH值控制如上所述。排水周期可自行设定。

实施例1：基于上述生物发酵废气治理工艺，有机废气处理量29000m³/h，浓度2000(臭气浓度)，湿度较高，温度35-40℃。

车间发酵废气经酸洗、碱洗、次氯酸钠灭菌后，进入除雾器除水，之后进入活性炭箱吸附，净化后达标排放。

该项目来气经多次取样检测后，没有检测出任何具体成分，臭气浓度2000(无量纲)，车间为菌类发酵气，通过空压机吹出。根据以往经验，该废气内肯定含有少量菌类，以及菌类所需营养物质，所以要做好灭菌工艺。

酸洗阶段：酸洗塔PH值设定为4-6，当PH值大于6时，开启补药泵，进行补酸。PH值达到4时，关闭补药泵，补酸时不需要关闭循环泵。

碱洗阶段：碱洗塔PH值设定为9-11，当PH值小于9时，开启补药泵，进行补碱。当PH值达到11时，关闭补药泵，补碱时不需要关闭循环泵。

灭菌阶段：次氯酸钠塔PH值设定为7-9，当PH值小于7时，开启补药泵，进行补药。当PH值达到9时，关闭补药泵，补药时不需要关闭循环泵。

除水阶段：由于风量较大，因此气体中夹带过来的水量比较多，单独设置一台除雾器，去除水分，减少后续管道及碳层内积水。

吸附阶段：此项目菌类含量较少，前端已经用次氯酸钠进行了灭菌，因此综合考量后，不再设置换热器，废气经除水后直接进入活性炭箱，进行吸附，碳层厚度800mm，风速1.2m/s。

设备经调试后，进行了验收。经检测，排气筒臭气浓度为230(无量纲)，达标排放。经运行一段时间后，碳层内无菌类滋生。由于管路内设置了地点排污，排水良好，碳层内基本没有积水情况。

本实用新型中，基于现有的工业废气流程，在前端对于废气进行中和，降低对管道和后续处理设备的腐蚀性。在后端安装活性炭吸附设备对于废气中含有少量VOCs，恶臭等进行吸附。

本实用新型中，在上述工艺的基础上，基于生物废气的特点逐项进行设计。由于生物废气中，如在菌类发酵工艺过程，废气中会有部分菌类被吹出，由于来气中湿度大、富含菌类繁殖所需的营养成分，因此菌类非常容易滋生，用次氯酸钠喷淋塔，可有效杀死废气中的菌类。

本实用新型中，生物发酵废气来气温度一般在40℃左右，湿度较大，在经过喷淋塔之后，湿度基本达到饱和。过大的湿度、适宜的温度，会造成前方未被杀死的菌类，慢慢在碳层繁殖，长时间后，菌落附着在碳层上，降低吸附效率，减少活性炭的寿命。由于生物制剂的菌类不耐高温，用换热器将废气升温至50℃，即可改变菌类繁殖的有利条件，防止菌类滋生。且升温后，此温度下空气湿度降低，防止了活性炭箱内因为饱和废气凝结，造成大量积水。

本实用新型中，前期工艺包括多道喷淋工艺，虽然喷淋塔一般会自带除雾设备。但因为喷淋的道次较多，很难保证水蒸气的有效去除。因此，单独加装一台除雾器会增加出水效率，减少后续管道内部积水，防止大量水分进入活性炭箱，造成活性炭去除效率降低，内部积水严重，炭床坍塌。

Claims (5)

1.生物发酵废气处理装置，包括生物发酵废气发生端，其出气侧顺次安装有酸洗塔，碱洗塔和活性炭吸附床，其特征在于：在所述碱洗塔和活性炭吸附床之间顺次安装杀菌设备和换热设备。

2.根据权利要求1所述的生物发酵废气处理装置，其特征在于：所述杀菌设备采用次氯酸钠塔，塔内配置有喷淋设备用于对废气喷淋次氯酸钠溶液。

3.根据权利要求1所述的生物发酵废气处理装置，其特征在于：所述换热设备采用换热器，废气与换热器的低热侧导通，经换热器内置的高热侧进行热交换，实现辅热升温。

4.根据权利要求1所述的生物发酵废气处理装置，其特征在于：所述活性炭吸附床的出气侧安装有风机，该风机将废气与烟囱导通外排。

5.根据权利要求1-4中任一所述的生物发酵废气处理装置，其特征在于：在所述杀菌设备和换热设备之间安装有除雾器。

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