CN106178873A - 一种保险粉生产中的废气处理方法及废气处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种保险粉生产中的废气处理方法及废气处理设备，废气处理方法包括：步骤一，预处理；步骤二，碱液喷淋；步骤三，光氧离子氧化催化；步骤四，氧化喷淋；步骤五，吸附；废气处理方法能有效地分解难以分解的有毒物，提高了废气净化处理的效率；废气处理设备包括：预处理装置、与预处理装置连接的净化碱洗塔、与净化碱洗塔连接的光氧离子氧化催化反应器、与光氧离子氧化催化反应器连接的氧化塔以及与氧化塔连接的JS强吸附塔，废气依次经预处理装置、净化碱洗塔、光氧离子氧化催化反应器、氧化塔和JS强吸附塔处理。该设备自动化程度高，具有易于操作、生产成本低的优点。

Description

一种保险粉生产中的废气处理方法及废气处理设备
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种保险粉生产中的废气处理方法及废气处理设备。
背景技术
保险粉，化学名为连二亚硫酸钠（Na2S2O4），是一种常用的化学还原剂，常应用于纺织工业中的还原性染色、还原清洗、印花、脱色以及丝、毛、尼龙织物的漂白等。保险粉生产中的废气主要来源于合成工序尾气、干燥工序中的压料气以及真空工序中的不凝性气体等。以上的废气都含有高浓度的具有腐蚀性和有毒性的硫化物、VOC类有机物和无机物，如果将废气直接排放到大气中，不但具有刺激性的恶臭味，还会对环境造成严重影响以致损害自然界生物的生存环境。尤其是随着经济的快速发展，生产中对保险粉的需求日益增加，排放到大气中的废气也随之增加。为防止废气中的有毒物毒害环境，对废气净化处理后再排放显得至关重要。
目前，保险粉生产中的废气的处理方法主要是使用氢氧化钠液体吸收和氧化剂氧化，但是这样的净化力度仍然无法有效处理难以分解的有毒物质，仍然存在着净化度不够高和净化效率低的问题。
因此，亟需完善保险粉生产中的废气的处理方法，以提高净化处理的强度和效率，从而保证生态环境的健康发展以及社会生产的可持续发展。
发明内容
针对现有技术存在上述技术问题，本发明目的之一在于提供一种保险粉生产中的废气处理方法，该方法能高效地分解难以分解的有毒物质，提高了废气净化处理的效率。
本发明目的之二在于提供一种保险粉生产中的废气处理设备，该设备自动化程度高，具有易于操作、生产成本低的优点。
为实现上述目的之一，本发明提供以下技术方案：
提供一种保险粉生产中的废气处理方法，包括以下步骤，
步骤一，预处理：
（1）甲醇吸收：废气经过能吸收硫化物、醛类、环氧乙烷的甲醇溶液；
（2）冷凝：将（1）处理后的气体经过深冷冷凝液冷凝，从而除去气体中能够被低温冷凝的物质；
（3）碱洗：将（2）处理后的气体经过碱液冲洗，进一步除去气体中的硫化物、醛类、环氧乙烷、酸性物质以及水溶性物质，得到预处理的气体；
步骤二，碱液喷淋：将步骤一得到的气体引入净化碱洗塔，净化碱洗塔向废气喷淋碱液，从而吸收易溶于水的气体并中和气体中的酸性气体；
步骤三，光氧离子催化氧化：将步骤二得到的气体引入光氧离子氧化催化反应器，光氧离子氧化催化反应器产生自由氢氧基和超氧离子自由基，从而氧化分解气体中的醛类、苯类、氨类、氮氧化物和硫化物，并把恶臭物质分解，得到有毒物质降解并臭味除去的气体；
步骤四，氧化喷淋：将步骤三得到的气体引入氧化塔，氧化塔向气体喷淋液体氧化剂，从而氧化气体中的不易氧化的气体，并除去气体中的过量的离子、超氧离子自由基及硫化物；
步骤五，吸附：将步骤四得到的气体引入JS强吸附塔，JS强吸附塔填充吸附剂填料，吸附剂进一步吸附气体中可被吸附的物质。
优选地，所述步骤一中甲醇温度为-50~10℃，冷凝液的温度为-60~0℃，所述冷凝液为二氧化硫-甲醇冷凝液。
优选地，所述步骤二中的碱液为氢氧化钠或碳酸钠溶液中的任意一种。
优选地，所述步骤三中的光氧离子氧化催化反应器包括UV灯管和纳米TiO2催化剂。
优选地，所述步骤四中的液体氧化剂为次氯酸钠或双氧水中的任意一种。
优选地，所述步骤五中的吸附剂为活性碳或纤维吸附材料。
优选地，所述步骤二中的碱液在净化碱洗塔中的流速为1~3m/s。
优选地，所述步骤二中的气体在净化碱洗塔中的停留时间为20~40s。
为实现上述目的之二，本发明提供以下技术方案：
提供一种保险粉生产中的废气处理设备，包括预处理装置、净化碱洗塔、与所述净化碱洗塔连接的光氧离子氧化催化反应器、与所述光氧离子氧化催化反应器连接的氧化塔以及与所述氧化塔连接的JS强吸附塔，废气依次经预处理装置、净化碱洗塔、光氧离子氧化催化反应器、氧化塔和JS强吸附塔处理。
优选地，所述JS强吸附塔还连接有排气装置，所述排气装置包括引风机以及和与所述引风机连接的排烟管。
本发明的有益效果：
（1）本发明提供的一种保险粉生产中的废气处理方法，首先对废气进行了预处理，预处理包括了甲醇吸收、冷凝和碱洗过程，甲醇吸收通过把甲醇的温度设为一定温度，从而使得甲醇能吸收废气中的硫化物、醛类、环氧乙烷；冷凝是利用物质间沸点不同的原理进行分离除去被冷凝的物质，碱洗即是进一步吸收、中和、氧化气体，减轻废气中有毒气体的浓度，因此，预处理能大大减轻了废气中有毒物质的浓度，提高废气处理的效率。
（2）本发明提供的一种保险粉生产中的废气处理方法，使用净化碱洗塔中的碱液喷淋，碱液不但能吸收易溶于水的有毒气体，还能中和气体中的酸性气体，为后续气体处理减轻了负荷。
（3）本发明提供的一种保险粉生产中的废气处理方法，在碱洗处理后，采用了光氧离子氧化催化，先设置光氧离子氧化催化，其中，反应器中有UV灯管和纳米TiO2催化剂，通过UV光子照射在纳米TiO2催化剂上，纳米TiO2催化剂吸收光能产生电子跃进和空穴跃进，经过进一步的结合产生电子-空穴对，与废气表面吸附的水份（H2O）和氧气（O2）反应生成氧化性很活波的羟基自由基（OH-）和超氧离子自由基（O2-、O-）。产生的自由氢氧基和超氧离子自由基具有很强的氧化还原能力，能够把各种有机废气如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物以及其它VOC类有机物及无机物在光催化氧化的作用下还原成二氧化碳（CO2）、水（H2O）以及其它无毒无害物质，经过净化之后的废气分子被活化降解，臭味也同时消失了，因此，光氧离子氧化催化产生具有极强氧化力的自由氢氧基和超氧离子自由基，能有效地将有毒物以及难以降解的有毒物分解，提高了废气净化处理的效率，并且自由氢氧基和超氧离子自由基氧化能力强，在短时间内即可将有毒物分解，进一步提高了废气净化处理的效率。
（4）本发明提供的一种保险粉生产中的废气处理方法，采用了氧化喷淋，其中的氧化剂与经过光氧离子氧化催化处理后气体中的过量的离子和臭氧及少量硫化物发生氧化吸收，并氧化不易氧化的物质，进一步提高净化强度。
（5）本发明提供的一种保险粉生产中的废气处理方法，废气处理中的所有反应都在常温常压下进行，反应条件温和，易于实现，该废气经该处理方法后，达到《大气有毒物综合排放标准》GB16297-2012中的二级标准，具有良好的环境效应。
(6)本发明提供的一种保险粉生产中的废气处理设备，所有反应均在相应的设备中完成，无需人工成本和管理成本，具有自动化程度高、易于操作和生产成本低优点，并能够适用于大规模生产的特点。
附图说明：
预处理装置1；
净化碱洗塔2；
光氧离子氧化催化反应器3；
氧化塔4；
JS强吸附塔5；
引风机6；
排烟管7。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1。
本实施例的一种保险粉生产中的废气处理方法，包括以下步骤：
步骤一，预处理：
（1）甲醇吸收：把废气通过-50℃的甲醇溶液，从而吸收废气中的硫化物、醛类、环氧乙烷；
（2）冷凝：使用-60℃的冷凝液冷凝（1）中的气体，除去被冷凝的物质，其中冷凝液为二氧化硫-甲醇冷凝液；
（3）碱洗：将（3）中的气体经过碱液冲洗，进一步除去气体中的硫化物、醛类、环氧乙烷、酸性物质以及水溶性物质，得到预处理的气体；
步骤二，碱液喷淋：将步骤一的所得的气体引入净化碱洗塔，在2%的氢氧化钠溶液的喷淋吸收作用下，除去易溶于水的气体以及中和了气体中的酸性气体，得到有毒气体浓度下降的气体，另外，需要根据碱液浓度变化自动更换氢氧化钠吸收溶液。
步骤三，光氧离子氧化催化：将步骤二的所得的气体引进光氧离子氧化催化反应器，通过其中产生的氧化能力极强的自由氢氧基和超氧离子自由基，自由氢氧基和超氧离子自由基氧化分解气体中的醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物，并把难以分解的有毒物和恶臭物质分子分解，得到有毒物质降解并臭味除去的气体，其中，废气在反应器中的停留时间是15s，超氧离子自由基浓度为2mg/m3，UV光子的能量为600KJ/mol。
步骤四，氧化喷淋：将步骤三得到的气体引入氧化塔的底部，在氧化塔底部的溶液箱中放置2%（W/W）浓度的次氯酸钠溶液，由液下泵提升至氧化塔顶部的喷淋装置，向下的次氯酸钠溶液和向上的废气逆流充分接触反应，其中，次氯酸钠溶液在塔内的流速为1m/s，废气在塔内的停留时间为20s，从而强氧化气体中的不易氧化的气体，并除去气体中的过量的离子和超氧离子自由基及少量硫化物，得到进一步氧化分解有毒物质的气体，气体中可溶的有害气体被水洗涤至水中，自流入溶液箱中，如此循环氧化洗涤，每天将溶液箱中的液体排放至水处理设备，接着补充新的一批溶液至溶液箱。
步骤五，吸附剂吸附：将步骤四得到的气体引入JS强吸附塔，JS强吸附塔使用活性碳吸附剂，气体经过活性碳吸附剂处理，得到净化的气体，其中，JS强吸附塔连接引风机，引风机把净化的气体抽出并从排烟管中排出。
经过以上处理后的废气有毒物去除率大于99.2%。
实施例2。
本实施例的一种保险粉生产中的废气处理方法，包括以下步骤：
步骤一，预处理：
（1）甲醇吸收：把废气通过10℃的甲醇溶液，从而吸收废气中的硫化物、醛类、环氧乙烷；
（2）冷凝：使用-30℃的冷凝液冷凝（1）中的气体，除去被冷凝的物质，其中冷凝液为二氧化硫-甲醇冷凝液；
（3）碱洗：将（3）中的气体经过碱液冲洗，进一步除去气体中的硫化物、醛类、环氧乙烷，得到预处理的气体；
步骤二，碱液喷淋：将步骤一的所得的气体引入净化碱洗塔，在碳酸钠溶液的喷淋吸收作用下，除去易溶于水的气体以及中和了气体中的酸性气体，得到有毒气体浓度下降的气体，另外，需要根据碱液浓度变化自动更换碳酸钠吸收溶液。
步骤三，光氧离子氧化催化：将步骤二的所得的气体引进光氧离子氧化催化反应器，通过其中产生的氧化能力极强的自由氢氧基和超氧离子自由基，自由氢氧基和超氧离子自由基氧化分解气体中的醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物，并把难以分解的有毒物和恶臭物质分子分解，得到有毒物质降解并臭味除去的气体，其中，废气在反应器中的停留时间是15s，超氧离子自由基浓度为10mg/m3，UV光子的能量为800KJ/mol。
步骤四，氧化喷淋：将步骤三得到的气体引入氧化塔的底部，在氧化塔底部的溶液箱中放置25%（W/W）浓度的双氧水溶液，由液下泵提升至氧化塔顶部的喷淋装置，向下的双氧水溶液和向上的废气逆流充分接触反应，其中，双氧水溶液在塔内的流速为3m/s，废气在塔内的停留时间为40s，从而强氧化气体中的不易氧化的气体，并除去气体中的过量的离子和超氧离子自由基及少量硫化物，得到进一步氧化分解有毒物质的气体，气体中可溶的有害气体被水洗涤至水中，自流入溶液箱中，如此循环氧化洗涤，每天将溶液箱中的液体排放至水处理设备，接着补充新的一批溶液至溶液箱。
步骤五，吸附剂吸附：将步骤四得到的气体引入JS强吸附塔，JS强吸附塔使用活性碳吸附剂，气体经过活性碳吸附剂处理，得到净化的气体，其中，JS强吸附塔连接引风机，引风机把净化的气体抽出并从排烟管中排出。
经过以上处理后的废气有毒物去除率大于99.9%。
实施例3。
本实施例的一种保险粉生产中的废气处理方法，包括以下步骤：
步骤一，预处理：
（1）甲醇吸收：把废气通过-20℃的甲醇溶液，从而吸收废气中的硫化物、醛类、环氧乙烷；
（2）冷凝：使用0℃的冷凝液冷凝（1）中的气体，除去被冷凝的物质，其中冷凝液为二氧化硫-甲醇冷凝液；
（3）碱洗：将（3）中的气体经过碱液冲洗，进一步除去气体中的硫化物、醛类、环氧乙烷，得到预处理的气体；
步骤二，碱液喷淋：将步骤一的所得的气体引入净化碱洗塔，在2%的氢氧化钠溶液的喷淋吸收作用下，除去易溶于水的气体以及中和了气体中的酸性气体，得到有毒气体浓度下降的气体，另外，需要根据碱液浓度变化自动更换氢氧化钠吸收溶液。
步骤三，光氧离子氧化催化：将步骤二的所得的气体引进光氧离子氧化催化反应器，通过其中产生的氧化能力极强的自由氢氧基和超氧离子自由基，自由氢氧基和超氧离子自由基氧化分解气体中的醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物，并把难以分解的有毒物和恶臭物质分子分解，得到有毒物质降解并臭味除去的气体，其中，废气在反应器中的停留时间是20s，超氧离子自由基浓度为8mg/m3，UV光子的能量为704KJ/mol。
步骤四，氧化喷淋：将步骤三得到的气体引入氧化塔的底部，在氧化塔底部的溶液箱中放置3%（W/W）浓度的次氯酸钠溶液，由液下泵提升至氧化塔顶部的喷淋装置，向下的次氯酸钠溶液和向上的废气逆流充分接触反应，其中，次氯酸钠溶液在塔内的流速为2m/s，废气在塔内的停留时间为30s，从而强氧化气体中的不易氧化的气体，并除去气体中的过量的离子和超氧离子自由基及少量硫化物，得到进一步氧化分解有毒物质的气体，气体中可溶的有害气体被水洗涤至水中，自流入溶液箱中，如此循环氧化洗涤，每天将溶液箱中的液体排放至水处理设备，接着补充新的一批溶液至溶液箱。
步骤五，吸附剂吸附：将步骤四得到的气体引入JS强吸附塔，JS强吸附塔使用活性碳吸附剂，气体经过活性碳吸附剂处理，得到净化的气体，其中，JS强吸附塔连接引风机，引风机把净化的气体抽出并从排烟管中排出。
经过以上处理后的废气有毒物去除率大于99.9%。
本发明提供的一种保险粉生产中的废气处理方法能有效地分解难以分解的有毒物，提高了废气净化处理的效率，具有自动化程度高、易于操作和设备投资少的优点，废气经该处理方法后，达到《大气有毒物综合排放标准》GB16297-2012中的二级标准，具有良好的环境效应。
实施例4。
本实施例的一种保险粉生产中的废气处理设备，如图1所示，包括预处理装置1、净化碱洗塔2、与净化碱洗塔2连接的光氧离子氧化催化反应器3、与光氧离子氧化催化反应器3连接的氧化塔4以及与氧化塔4和处理JS强吸附塔5，废气依次经预处理装置1、净化碱洗塔2、光氧离子氧化催化反应器3、氧化塔4和处理JS强吸附塔5，其中，JS强吸附塔5还连接有排气装置，所述排气装置包括引风机6以及和与引风机6连接的用于排气的排烟管7，整个设备自动化程度高，具有易于操作和生产成本低的优点，并能够适用于大规模生产的特点。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种保险粉生产中的废气处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，预处理：
（1）甲醇吸收：废气经过能吸收硫化物、醛类、环氧乙烷的甲醇溶液；
（2）冷凝：将（1）处理后的气体经过深冷冷凝液冷凝，从而除去气体中能够被低温冷凝的物质；
（3）碱洗：将（2）处理后的气体经过碱液冲洗，进一步除去气体中的硫化物、醛类、环氧乙烷、酸性物质以及水溶性物质，得到预处理的气体；
步骤二，碱液喷淋：将步骤一得到的气体引入净化碱洗塔，净化碱洗塔向废气喷淋碱液，从而吸收易溶于水的气体并中和气体中的酸性气体；
步骤三，光氧离子催化氧化：将步骤二得到的气体引入光氧离子氧化催化反应器，光氧离子氧化催化反应器产生自由氢氧基和超氧离子自由基，从而氧化分解气体中的醛类、苯类、氨类、氮氧化物和硫化物，并把恶臭物质分解，得到有毒物质降解并臭味除去的气体；
步骤四，氧化喷淋：将步骤三得到的气体引入氧化塔，氧化塔向气体喷淋液体氧化剂，从而氧化气体中的不易氧化的气体，并除去气体中的过量的离子、超氧离子自由基及硫化物；
步骤五，吸附：将步骤四得到的气体引入JS强吸附塔，JS强吸附塔填充吸附剂填料，吸附剂进一步吸附气体中可被吸附的物质。
2.根据权利要求1所述的一种保险粉生产中的废气处理方法，其特征在于：所述步骤一中甲醇温度为-50~10℃，冷凝液的温度为-60~0℃，所述冷凝液为二氧化硫-甲醇冷凝液。
3.根据权利要求1所述的一种保险粉生产中的废气处理方法，其特征在于：所述步骤二中的碱液为氢氧化钠或碳酸钠溶液中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种保险粉生产中的废气处理方法，其特征在于：所述步骤三中的光氧离子氧化催化反应器包括UV灯管和纳米TiO2催化剂。
5.根据权利要求1所述的一种保险粉生产中的废气处理方法，其特征在于：所述步骤四中的液体氧化剂为次氯酸钠或双氧水中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种保险粉生产中的废气处理方法，其特征在于：所述步骤五中的吸附剂为活性碳或纤维吸附材料。
7.根据权利要求1所述的一种保险粉生产中的废气处理方法，其特征在于：所述步骤二中的碱液在净化碱洗塔中的流速为1~3m/s。
8.根据权利要求1所述的一种保险粉生产中的废气处理方法，其特征在于：所述步骤二中的气体在净化碱洗塔中的停留时间为20~40s。
9.一种保险粉生产中的废气处理设备，其特征在于：包括预处理装置、净化碱洗塔、与所述净化碱洗塔连接的光氧离子氧化催化反应器、与所述光氧离子氧化催化反应器连接的氧化塔以及与所述氧化塔连接的JS强吸附塔，废气依次经预处理装置、净化碱洗塔、光氧离子氧化催化反应器、氧化塔和JS强吸附塔处理。
10.根据权利要求9所述的一种保险粉生产中的废气处理设备，其特征在于：所述JS强吸附塔还连接有排气装置，所述排气装置包括引风机以及与所述引风机连接的用于排气的排烟管。
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