CN105498495A - 一种芬顿氧化治理废气的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芬顿氧化治理废气的装置，所述吸收塔和储液箱的下部连通，吸收塔和储液箱的上部通过所述送液管道和循环泵连通，所述吸收塔内自下而上依次设有废气进气装置、滤球层、溶液喷雾装置和气体排放口，所述溶液喷雾装置内部设有空气细管道和溶液细管道，空气细管道和溶液细管道之间通过若干个空气雾化喷嘴连接，所述空气细管道通过空气管道、空压机与外界环境连通，所述溶液细管道与所述送液管道连通所述循环泵、加药泵与控制面板控制连接。本发明装置采用空气喷雾形式以逆向流程形式吸收废气，可使污染物与芬顿溶液充分接触，解决了现有废气治理成本高、降解不彻底、吸收容量低、效果差和吸收液饱和后难处理等问题。
Description
技术领域
本发明属于废气和废水处理技术领域，具体地，公开了一种芬顿氧化治理废气的装置。
背景技术
随着我国工业和经济的快速发展，挥发性有机污染物（或称有机废气）已成为我国城市大气污染的主要因素之一，是我国重点城市群和重点区域大气复合污染的重要前驱体之一，严重破坏大气环境和危害人类健康。有机废气与大气环境气溶胶颗粒物（如PM2.5等）、雾霾和光化学烟雾等形成密切相关。我国每年排入大气的有机废气超过3000万吨。近年来我国大面积持久爆发的雾霾天气严重影响人们的生活和工作、极大损害民众健康，并引发社会的恐慌和强烈不满，甚至引起全世界的广泛关注。VOCs不仅大量来源于汽车制造、包装印刷、装备制造、电子制造、家具制造以及生物制药等众多工业生产过程，也广泛存在于室内人居环境和人类活动过程。主要的有机废气包括碳烃化合物、苯及苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类。许多VOCs（如苯系物等）毒性极强，能通过呼吸道和皮肤进入人体，造成呼吸、血液、肝脏等***和器官病变，是白血病等诸多疾病的重要诱因。美国环保署所列的有毒气体排放物清单(TRI)中的25种气体中，有18种是有机污染物。因此，VOCs治理是事关国民健康、社会稳定和经济可持续性发展，具有重要的意义。
此外，近年来工业化的推进，也引发我国城市臭气污染越来越严重。臭气污染已引起全球各国的广泛重视，被许多国家认为是仅次于噪声的六大公害之一。由于人们对大气环境质量的要求越来越高，但恶臭物质一般阈值较低。因此，恶臭气体的防治便提到日程上。
我国在十二届全国人大常委会第十六次会议表决通过新《中华人民共和国大气污染防治法》，严抓大气环境质量。全国各地也不断加紧制定废气排放行业和地方标准，为适应更加严格节能环保要求，近年来国内研究者开发出一些新型有机废气治理技术，但仍然存在许多缺陷。
中国发明专利CN202376892U公开了一种高级氧化洗涤法治理有机废气一体化装置，其主要构成是冷凝器、洗涤塔、氧化槽、加药器、臭氧发生器。这种处理有机废气的一体化装置需要安装臭氧发生器，能耗高且存在残余臭氧二次污染。此外，洗涤液对难溶性有机废气存在难吸收、易饱和等缺陷。
中国发明专利CN203303827U公开了一种用于有机废气处理的一体化装置，包括吸收塔、储液箱、加药泵、废水反应池，但是这种装置不能实现有机废气吸收和废水再处理原位同步进行，增加处理成本。且该装置采用简单传统的水溶液喷淋头，有机废气与溶液存在气液传质阻力，降低有机废气吸收效果。
中国发明新型专利CN104707446A公开了一种工业废气的喷淋治理设备，包括喷淋塔、水箱、水泵、送液管道和控制面板，同样存在吸收液易饱和和有机废水需再处理等缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种芬顿氧化治理废气的装置。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种芬顿氧化治理废气的装置，包括吸收塔、储液箱、加药箱、送液管道、加药管道、加药泵和循环泵，所述吸收塔和储液箱的下部连通，吸收塔和储液箱的上部通过所述送液管道和循环泵连通，所述吸收塔内自下而上依次设有废气进气装置、滤球层、溶液喷雾装置和气体排放口，所述溶液喷雾装置内部设有空气细管道和溶液细管道，空气细管道和溶液细管道之间通过若干个空气雾化喷嘴连接，所述空气细管道通过空气管道、空压机与外界环境连通，所述溶液细管道与所述送液管道连通；所述加药箱与储液箱的上部通过加药管道和加药泵连通；所述循环泵、加药泵与控制面板控制连接。
本发明所述的装置使用时，以芬顿溶液为吸收液，采用空气喷雾形式逆流吸收通过滤球层的废气，并通过控制面板控制吸收液的组成、流量，以及喷雾的强度，雾化效果均匀且有一定压力，可防止被进气吹扫，超细雾化粒径小于20微米，可使污染物与芬顿溶液充分接触，同时芬顿溶液产生的强氧化自由基能持久高效降解污染物。所述装置解决了传统废气治理成本高、吸收效果差、降解不彻底和存在二次污染等问题，充分利用液相雾化吸收联合芬顿溶液强氧化降解能力，持久高效净化废气，具有结构简单、无二次污染、处理成本低等优点。
优选地，所述空气雾化喷嘴设有放射状的喷雾管道，喷雾呈放射状喷出，更利于与废气充分接触。
优选地，所述溶液喷雾装置由若干组空气细管道和溶液细管道组成。优选地，所述溶液喷雾装置由2~4组空气细管道和溶液细管道组成，每组空气细管道和溶液细管道相互平行设置，或者，每组空气细管道和溶液细管道呈盘状分布设置，使得溶液喷雾装置的喷雾更均匀。
优选地，所述废气进气装置上设有若干个出气通道，所述出气通道与所述空气雾化喷嘴的位置相对应。所述出气通道为朝上正对空气雾化喷嘴，或朝下与空气雾化喷嘴的方向一致。作为一种实施方式，所述出气通道为出气孔，所述出气孔与所述空气雾化喷嘴的数量相等，位置相对应。作为另一种实施方式，所述废气进气装置设有喇叭形的导气盘，所述导气盘开口朝下且内部设置若干层出气通道。
优选地，所述滤球层以聚丙烯滤球为填料，高度为10cm-30cm。根据吸收塔的高度调整。所述的滤球层以聚丙烯滤球为填料，一方面可以截留废气中的粗大杂质，另一方面可分散气体起到均匀布气作用。
优选地，所述溶液喷雾装置的上方设有除雾器，所述除雾器采用旋流板式除雾器或者平板式除雾器。
优选地，所述储液箱内设有搅拌器，所述搅拌器与控制面板控制连接。优选地，所述搅拌器控制连接多级搅拌桨，调控多级搅拌速率。
优选地，所述吸收塔内设有多级所述溶液喷雾装置。根据废气的浓度和流量大小适当增减溶液喷雾装置级数。
优选地，所述送液管道上设有液体控制阀，用于调节所述溶液喷雾装置的液体流量大小；所述空气管道上设有压力控制阀，用于调节所述溶液喷雾装置的空气压力大小；所述液体控制阀和压力控制阀分别与所述控制面板控制连接。
优选地，所述吸收塔上设有检修窗。
优选地，所述储液箱的上方设有检修盖板，所述储液箱的侧壁上设有排空阀。
优选地，所述废气为有机废气或/和恶臭气体。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
（1）本发明装置采用空气喷雾形式以逆向流程形式吸收废气，雾化效果均匀且有一定压力，可防止被进气吹扫，超细雾化粒径小于20微米，可使污染物与芬顿溶液充分接触，同时芬顿溶液产生的强氧化自由基能持久高效降解污染物，解决了现有废气治理成本高、降解不彻底、吸收容量低、效果差和吸收液饱和后难处理等问题。
（2）本发明装置结构简单、高效稳定净化能力、吸收溶液原位再生、无二次污染、处理成本低等优点，并可根据有机污染物的种类、性质、浓度高低来调节运行能力，可广泛应用于工业有机废气和恶臭气体净化治理净化领域。
附图说明
图1为本发明装置的反应原理示意图。
图2为实施例1装置的整体结构示意图。
图3为实施例1装置所述溶液喷雾装置的局部放大图。
图4为实施例1装置所述废气进气装置的导气盘。
图5为实施例1装置所述导气盘出口仰视图。
图6为实施例2装置的整体结构示意图。
图注：1-吸收塔；2-储液箱；3-加药箱；4-循环泵；5-送液管道；6-空气管道；7-搅拌器；8-加药泵；9-加药管道；10-液体控制阀；11-溶液喷雾装置；12-空气雾化喷嘴；13-滤球层；14-检修窗；15-除雾器；16-废气进气装置；17-气体排放口；18-溶液细管道；19-空气细管道；20-导气盘。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
本实施例提供一种芬顿氧化治理废气的装置，如图1~2所示，包括吸收塔1、储液箱2、加药箱3、送液管道5、加药管道9、加药泵8和循环泵4。所述吸收塔1和储液箱2的下部连通，它们的上部通过所述送液管道5和循环泵4连通，所述加药箱3与储液箱2的上部通过加药管道9和加药泵8连通，储液箱2内设有搅拌器7，储液箱2上方设有检修盖板，其侧壁上设有排空阀。所述搅拌器7、循环泵4、加药泵8分别与控制面板控制连接。所述吸收塔1内自下而上依次设有废气进气装置16、滤球层13、溶液喷雾装置11、除雾器15和气体排放口17。所述滤球层13以聚丙烯滤球为填料，高度为10cm-30cm。所述除雾器15采用旋流板式除雾器。所述吸收塔1上还设有检修窗14。
具体地，如图3所示，所述溶液喷雾装置11内部设有空气细管道19和溶液细管道18，空气细管道19和溶液细管道18之间通过4个均匀分布的空气雾化喷嘴12连接，所述空气细管道19通过空气管道6、空压机与外界环境连通，所述溶液细管道18与所述送液管道5连通。所述送液管道5上设有液体控制阀10，用于调节所述溶液喷雾装置的液体流量大小；所述空气管道6上设有压力控制阀，用于调节所述溶液喷雾装置的空气压力大小；所述液体控制阀10和压力控制阀分别与所述控制面板控制连接。
所述吸收塔1内的溶液喷雾装置11设有一级，它由一组空气细管道19和溶液细管道18组成。所述废气进气装置16设有喇叭形的导气盘20，所述导气盘20开口朝下与空气雾化喷嘴的方向一致，且内部设置若干层出气通道，如图4~5所示。
本发明所述的装置使用时，所述加药箱3中的溶液为双氧水溶液，通过加药管道9进入储液箱2，将其中的芬顿溶液调节pH至2~4，所述芬顿溶液以硫酸亚铁为催化剂；加药流量可根据有机废气种类、浓度高低和流量大小调整。加药泵8输出端末端放置在循环泵4输入端附近，利于将芬顿溶液生成的自由基迅速通过所述的送液管道5输送到溶液喷雾装置11。利用本实施例装置使芬顿溶液吸收液在吸收塔1和储液箱2内循环，采用空气喷雾形式逆流吸收通过滤球层的废气，芬顿溶液产生的强氧化性自由基一方面直接氧化气相中的污染物，另一方面在吸收液中进一步净化残余污染物，净化后的气体直接排放；通过加药泵8连续向储液箱2芬顿溶液中输入双氧水溶液，使三价铁离子转化为二价铁离子，恢复体系高效的强氧化能力和实现吸收液循环使用。因此该装置几乎不产生二次废水，可减少装置处理成本。
所述装置中溶液喷雾装置11和废气进气装置16的设置增大了废气与吸收液的接触面积，并通过控制面板控制吸收液的组成、流量，以及喷雾的强度，雾化效果均匀且有一定压力，可防止芬顿细雾被进气吹扫，超细雾化粒径小于20微米，可使废气污染物与芬顿溶液充分接触，持久高效地降解污染物。所述装置解决了传统废气治理成本高、吸收效果差、降解不彻底和存在二次污染等问题，充分利用液相雾化吸收联合芬顿溶液强氧化降解能力，持久高效净化废气，具有结构简单、无二次污染、处理成本低等优点。
通过本实施例，在流量1-1.5L/min，温度为25-30℃条件下，污染物质组分为浓度25-30ppm的苯进入反应器，与喷雾逆流而下的芬顿溶液接触、吸收并反应，此外在溶液中残余污染物进一步被氧化自由基降解；连续向反应器中投加双氧水溶液，在整个反应过程中，苯去除率可达90%以上。
通过本实施例，废气流量1000-1200m3/h，污染物质组分为苯及苯系物，浓度为20-30ppm，温度20-30℃。废气经滤球层去除粗大杂质，与喷雾而下的芬顿溶液逆流接触，经芬顿溶液吸收和强氧化自由基氧化作用，苯及苯系物被降解为CO2和水，净化后的气体经高效除雾器去除水分后达标排放。在运行过程中，净化效果稳定、净化效率可达85%。
实施例2
本实施例提供的芬顿氧化治理废气的装置的结构大体与实施例1相同，不同之处在于，如图6所示，所述吸收塔1内设有两级相同的溶液喷雾装置11，所述液体控制阀10同时控制两级溶液喷雾装置11中的液体流量大小；并且，每级溶液喷雾装置11由成盘状的空气细管道19和溶液细管道18组成，设有4~6个空气雾化喷嘴12，空气雾化喷嘴12的材质为316不锈钢，可防止喷嘴被腐蚀。所述废气进气装置16上设有若干个正对空气雾化喷嘴12的出气孔，所述出气孔与所述溶液喷雾装置11上空气雾化喷嘴12的数量相等，位置相对应。
通过本实施例，废气流量1000-1200m3/h，污染物质组分为硫化氢，浓度为30-50ppm，温度20-30℃。废气经滤球层去除粗大杂质，与喷雾而下的芬顿溶液逆流接触，与一级喷雾而下的芬顿溶液逆流接触、吸收，之后进一步与二级喷雾反应。芬顿溶液产生的强氧化性自由基直接将恶臭污染物质裂解、氧化为低分子无害物质，净化后的气体经除雾器去除水分后达标排放。在运行过程中，脱臭效率可达87%。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种芬顿氧化治理废气的装置，包括吸收塔、储液箱、加药箱、送液管道、加药管道、加药泵和循环泵，其特征在于，所述吸收塔和储液箱的下部连通，吸收塔和储液箱的上部通过所述送液管道和循环泵连通，所述吸收塔内自下而上依次设有废气进气装置、滤球层、溶液喷雾装置和气体排放口，所述溶液喷雾装置内部设有空气细管道和溶液细管道，空气细管道和溶液细管道之间通过若干个空气雾化喷嘴连接，所述空气细管道通过空气管道、空压机与外界环境连通，所述溶液细管道与所述送液管道连通；所述加药箱与储液箱的上部通过加药管道和加药泵连通；所述循环泵、加药泵与控制面板控制连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述溶液喷雾装置由若干组空气细管道和溶液细管道组成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述废气进气装置上设有若干个出气通道，所述出气通道与所述空气雾化喷嘴的位置相对应。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤球层以聚丙烯滤球为填料，高度为10cm-30cm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述溶液喷雾装置的上方设有除雾器，所述除雾器采用旋流板式除雾器或者平板式除雾器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储液箱内设有搅拌器，所述搅拌器与控制面板控制连接。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸收塔内设有多级所述溶液喷雾装置。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述送液管道上设有液体控制阀，所述空气管道上设有压力控制阀，液体控制阀和压力控制阀分别与所述控制面板控制连接。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸收塔上设有检修窗。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述废气为有机废气或/和恶臭气体。
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