CN107970751A - 一种新的处理有机废气的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新的处理有机废气的方法及装置，本发明采用一种改性活性碳吸附剂，利用改性活性碳吸附剂的快速吸附能力对有机废气中的有机质进行快速有效的吸附，将有机污染物吸附在吸附剂表面。而后通过活性氧发生器产生的活性氧水对改性活性碳进行喷淋清洗，将改性活性碳表面的有机污染物进行深度的氧化处理，使有机污染物被快速彻底的降解为对环境无害的物质。同时，吸附于吸附剂表面的有机污染物被清除掉，使吸附剂始终处于不饱和状态，减少再生的需求。该装置及方法运行过程中无须对吸附剂进行反洗，运行时能结合活性氧水，快速有效的对废气中的有机污染物进行氧化。该装置适应性强，处理速度快，占地面积大大减小。
Description
技术领域
本发明涉及一种新的处理有机废气的处理方法及装置，属于废气处理技术领域。
背景技术
随着工业、农产品深加工业的迅速发展，废气的种类和数量迅猛增加，对大气的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。其中，有机废气的处理是目前环保行业的一大难题。
有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂，处理难度大的特点。目前，市面上普遍采用的是有机废气活性碳吸附处理法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种方法。
但以上几种方法各有不足的地方：等离子法采用高压放电方式，在易燃易爆的有机废气处理中，安全性无法保障，已经发生多起等离子法处理有机废气的***事件；活性碳吸附法无法解决吸附饱和后再生问题；催化燃烧法，催化氧化法都需要将废气加热到催化剂反应温度，能耗较高，还需要使用大量的催化剂。
在这样的前提下，本发明提出了一种常温下，利用物理吸附技术与高级氧化技术组合处理有机废气的方法及装置，有效的解决了，常温状态下，有机废气的快速吸附及氧化问题，又解决的吸附材料无法再生的问题，同时又避免了其他方法中的缺陷。
发明内容
本发明的目的为了克服现有技术存在的问题及缺陷，提供一种常温下，物理吸附技术与高级氧化技术组合处理有机废气的处理方法及装置。该方法及装置采用一种改性活性碳吸附剂，利用改性活性碳吸附剂的快速吸附能力对有机废气中的有机质进行快速有效的吸附，将有机污染物吸附在吸附剂表面。而后通过活性氧发生器产生的活性氧水对改性活性碳进行喷淋清洗，将改性活性碳表面的有机污染物进行深度的氧化处理，使有机污染物被快速彻底的降解为对环境无害的物质。同时，吸附于吸附剂表面的的有机污染物被清除掉，使吸附剂始终处于不饱和状态，减少再生的需求。该处理装置及处理工艺运行过程中无须对吸附剂进行反洗，运行时能结合活性氧水，快速有效的对废气中的有机污染物进行氧化。该装置适应性强，处理速度快，占地面积大大减小。
本发明的技术方案为：
一种新的处理有机废气的装置，包括净化塔、管束式净化器、气体分配盘、填料层、汽水分离器、活性氧水喷淋管、活性氧水发生器、循环喷淋泵，其特征在于：净化塔顶部设有排气口，净化塔下部设有进气口，净化塔底部设有出水口，汽水分离器、填料层、管束式净化器、气体分配盘依次从上到下分别安装在净化塔内，且气体分配盘位于进气口之上；活性氧水发生器安装在净化塔外，净化塔底部的出水口与循环喷淋泵进水口相连，循环喷淋泵出水口与活性氧水发生器进水口相连，活性氧水发生器出水口与活性氧水喷淋管相连，活性氧水喷淋管分别连接到填料层上面和管束式净化器里面，对并填料层进行喷淋和对管束式净化器的改性活性碳吸附剂进行喷淋。
本装置的气体分配盘对从净化塔进气口进入的有机废气进行有效的气体分配，使有机废气均匀布满整个净化塔横截面。
管束式净化器由多根单管组成，每根单管包括壳体、旋流叶片和改性活性碳吸附剂，壳体内下部进气口处装有旋流叶片，壳体内部装填改性活性碳吸附剂，每根单管内并装有***式的活性氧水喷淋管。在工作过程中，活性氧水喷淋管以360°方位对改性活性碳吸附剂进行有效的喷淋清洗。旋流叶片使气体在进入管束式净化器内时以旋流的形式进入，能够充分有效的与单管壁面留下的臭氧水以及改性活性碳吸附剂进行接触，增加接触时间。
一种新的处理有机废气的方法，其特征在于按以下步骤进行：
步骤1：有机废气通过管道送至净化塔进气口，有机废气通过进气口进入塔内后，在气体分配盘处对有机废气进行气体分配，使有机废气均匀布满整个净化塔塔体截面，并以匀速的状态与管束式净化器内流出的活性氧水进行第一次接触，废气中的一部分有机质在此处被活性氧水中的氧化剂氧化；
步骤2：通过气体分配盘的有机废气再被活性氧水喷淋氧化一遍后，均匀、匀速的进入管束式净化器，气体在通过每根单管的壳体时，首先通过旋流叶片，气体会随着旋流叶片的方向进行旋转，以切向旋转的方式与改性活性碳吸附进行充分、有效的接触，通过改性活性碳吸附剂的吸附能力，将废气中的有机质吸附到活性碳吸附表面，再通过管束式净化器内***式的活性氧水喷淋管，以360°方位对改性活性碳吸附剂表面进行冲洗，通过活性氧水中的氧化剂将吸附在改性活性碳表面的有机质进行深度氧化、去除；未反应完全的活性氧水流出管束式净化器后，与通过气体分配盘的有机废气进行接触，继续反应；
步骤3：经过管束式净化器处理后的净化废气，如果出现未能完全处理干净时，此时再通过填料层，填料层充填是的普通活性碳层，少量的未被完全净化的有机废气，在普通活性碳的吸附作用下，被去除；部分有机废气被填料层上部喷淋下来的活性氧水再次氧化，去除，使排出净化塔的气体内的有机质被去除。管束式净化器上部安装的填料层，充填是的普通活性碳层是作为安保层进行设置。
步骤4：流到净化塔底部的活性氧水，消耗掉大部分氧化剂，再通过喷淋循环泵与管道再次注入活性氧水发生器内，再次产生活性氧水后，通过管道与管束式净化器内***式的活性氧水喷淋管以及填料层上部的活性氧水喷淋管进行连接，循环使用。
本发明采用一种改性活性碳吸附剂，利用改性活性碳吸附剂的快速吸附能力对有机废气中的有机质进行快速有效的吸附，将有机污染物吸附在吸附剂表面。而后通过活性氧水发生器产生的活性氧水对改性活性碳进行喷淋清洗，将改性活性碳表面的有机污染物进行深度的氧化处理，使有机污染物被快速彻底的降解为对环境无害的物质。同时，吸附于改性活性碳表面的有机污染物被清除掉，使改性活性碳始终处于不饱和状态，减少再生的需求。该处理装置及处理工艺运行过程中无须对改性活性碳进行反洗，运行时能结合活性氧水，快速有效的对废气中的有机污染物进行氧化。该装置适应性强，处理速度快，占地面积大大减小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的管束式净化器的单管结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明的装置包括净化塔1、管束式净化器2、气体分配盘3、填料层4、汽水分离器5、活性氧水喷淋管6、活性氧水发生器7、循环喷淋泵8，其特征在于：净化塔1顶部设有排气口，净化塔1下部设有进气口，净化塔1底部设有出水口，汽水分离器5、填料层4、管束式净化器2、气体分配盘3依次从上到下分别安装在净化塔1内，且气体分配盘3位于进气口之上；活性氧水发生器7安装在净化塔1外，净化塔1底部的出水口与循环喷淋泵8进水口相连，循环喷淋泵8出水口与活性氧水发生器7进水口相连，活性氧水发生器7出水口与活性氧水喷淋管6相连，活性氧水喷淋管6分别连接到填料层4上面和管束式净化器2里面，对并填料层4进行喷淋和对管束式净化器2的改性活性碳吸附剂进行喷淋。本发明的所述的气体分配盘3、汽水分离器5、活性氧水发生器7为现有结构，填料层4充填是的普通活性碳，管束式净化器2内充填是的改性活性碳吸附剂。
如图2所示，所述的管束式净化器由多根单管组成，每根单管包括壳体2－1、旋流叶片2－3和改性活性碳吸附剂2－2，壳体2－1内下部进气口处装有旋流叶片2－3，壳体2－1内部装填改性活性碳吸附剂2－2，每根单管内并装有***式的活性氧水喷淋管6。在工作过程中，活性氧水喷淋管以360°方位对改性活性碳吸附剂进行有效的喷淋清洗。旋流叶片2－3使气体在进入管束式净化器2内时以旋流的形式进入，能够充分有效的与单管壁面留下的臭氧水以及改性活性碳吸附剂进行接触，增加接触时间。
本装置的气体分配盘对从净化塔进气口进入的有机废气进行有效的气体分配，使有机废气均匀布满整个净化塔横截面。
一种新的处理有机废气的方法，其特征在于按以下步骤进行：
步骤1：有机废气通过管道送至净化塔进气口，有机废气通过进气口进入塔内后，在气体分配盘处对有机废气进行气体分配，使有机废气均匀布满整个净化塔塔体截面，并以匀速的状态与管束式净化器内流出的活性氧水进行第一次接触，废气中的一部分有机质在此处被活性氧水中的氧化剂氧化；
步骤2：通过气体分配盘的有机废气再被活性氧水喷淋氧化一遍后，均匀、匀速的进入管束式净化器，气体在通过每根单管的壳体时，首先通过旋流叶片，气体会随着旋流叶片的方向进行旋转，以切向旋转的方式与改性活性碳吸附进行充分、有效的接触，通过改性活性碳吸附剂的吸附能力，将废气中的有机质吸附到活性碳吸附表面，再通过管束式净化器内***式的活性氧水喷淋管，以360°方位对改性活性碳吸附剂表面进行冲洗，通过活性氧水中的氧化剂将吸附在改性活性碳表面的有机质进行深度氧化、去除；未反应完全的活性氧水流出管束式净化器后，与通过气体分配盘的有机废气进行接触，继续反应；
步骤3：经过管束式净化器处理后的净化废气，如果出现未能完全处理干净时，此时再通过填料层，填料层充填是的普通活性碳，少量的未被完全净化的有机废气，在普通活性碳的吸附作用下，被去除；部分有机废气被填料层上部喷淋下来的活性氧水再次氧化，去除，使排出净化塔的气体内的有机质被去除。管束式净化器上部安装的填料层，充填是的普通活性碳是作为安保层进行设置。
步骤4：流到净化塔底部的活性氧水，消耗掉大部分氧化剂，再通过喷淋循环泵与管道再次注入活性氧水发生器内，再次产生活性氧水后，通过管道与管束式净化器内***式的活性氧水喷淋管以及填料层上部的活性氧水喷淋管进行连接，循环使用。
工作原理及特点：
本发明采用一种改性活性碳吸附剂，利用改性活性碳吸附剂的快速吸附能力对有机废气中的有机质进行快速有效的吸附，将有机污染物吸附在吸附剂表面。而后通过活性氧发生器产生的活性氧水(活性氧包括臭氧、氧、双氧水及羟基自由基(O3,O,H2O2,·OH))对改性活性碳吸附剂进行喷淋清洗，将改性活性碳吸附剂表面的有机污染物进行深度的氧化处理，使有机污染物被快速彻底的降解为对环境无害的物质。同时，吸附于改性活性碳吸附剂表面的的有机污染物被清除掉，使改性活性碳吸附剂始终处于不饱和状态，减少再生的需求。该处理装置及处理工艺运行过程中无须对吸附剂进行反洗，运行时能结合活性氧，快速有效的对废气中的有机污染物进行氧化，适应性强，处理速度快，占地面积大大减小。
依据废气的性质与处理目标，传统活性碳可用特定的药剂，进行表面改质，制成“对症下药”的改性活性碳吸附剂，使改性活性碳吸附剂能“具有选择性的”去除废气中的有机质。改性后，活性碳原有的表面结构与孔隙均不变，故改性活性碳吸附剂仍然具有除色、除臭等活性碳的固有特性。
活性氧水主要包括臭氧、氧、双氧水及羟基自由基(O3,O,H2O2,·OH)作为主要的氧化剂。我们都知道氧化剂的氧化电位越高，其氧化性能就越强。表1中列示一些氧化剂的氧化电位，由高至低的顺序排列，氧化电位氧愈高的氧化剂，分解有机物能力便愈强。活性氧水中包含臭氧、氧、双氧水、及羟基自由基(·OH)，由表1可见，羟基自由基(·OH)是比臭氧更强大的氧化剂，而所有以(·OH)降解有机污染物的反应，便称为高级氧化工艺。所以，在对废气中的有机质的氧化过程中，臭氧、氧、双氧水、及羟基自由基(·OH)共同作用下，对废气中的有机质的净化能力比传统的其他方式效果更好。
表1一些氧化剂的氧化电位
另外，表2比较臭氧与羟基自由基(·OH)氧化分解一些有机物的反应速率(单位：M-1·sec-1,M为摩尔浓度)：
表2 O3与·OH分解一些有机污染物的反应速率
所以，本发明采用含有臭氧、氧、双氧水及羟基自由基(·OH)的活性氧水中的多种氧化剂对于气体中的多种复杂的有机物能够非常快速，有效的氧化去除。相对与其他废气处理方案，具有不可比拟的优势。
本发明采用的物理吸附技术与高级氧化技术组合的处理装置及处理工艺，一方面能使废气中的有机污染物能快速有效的转移到物理吸附剂表面，使废气能够在最短的时间内被净化；另一方面采活性氧水能将废气中的以及改性活性碳吸附剂表面吸附的有机污染物彻底的无害化处理。这样组合的方式，能使装置连续使用，而物理吸附始终处于非饱和状态，无须进行停车反洗。
该装置可根据废气中的有机污染物的的特性，通过在线监测仪对数据进行在线采集，并通过PLC进行处理，调节***的喷淋活性氧水量、活性氧产生量等指标，能适应多种不同的有机废气。
Claims (4)
1.一种新的处理有机废气的装置，包括净化塔、管束式净化器、气体分配盘、填料层、汽水分离器、活性氧水喷淋管、活性氧水发生器、循环喷淋泵，其特征在于：净化塔顶部设有排气口，净化塔下部设有进气口，净化塔底部设有出水口，汽水分离器、填料层、管束式净化器、气体分配盘依次从上到下分别安装在净化塔内，且气体分配盘位于进气口之上；活性氧水发生器安装在净化塔外，净化塔底部的出水口与循环喷淋泵进水口相连，循环喷淋泵出水口与活性氧水发生器进水口相连，活性氧水发生器出水口与活性氧水喷淋管相连，活性氧水喷淋管分别连接到填料层上面和管束式净化器里面，对并填料层进行喷淋和对管束式净化器的改性活性碳吸附剂进行喷淋。
2.根据权利要求1所述的新的处理有机废气的装置，其特征在于：所述睥管束式净化器由多根单管组成，每根单管包括壳体、旋流叶片和改性活性碳吸附剂，壳体内下部进气口处装有旋流叶片，壳体内部装填改性活性碳吸附剂，每根单管内并装有***式的活性氧水喷淋管。
3.根据权利要求1所述的新的处理有机废气的装置，其特征在于：所述的净化塔采用碳钢、不锈钢、玻璃钢、PVC或PP材料制作而成。
4.一种新的处理有机废气的方法，其特征在于按以下步骤进行：
步骤1：有机废气通过管道送至净化塔进气口，有机废气通过进气口进入塔内后，在气体分配盘处对有机废气进行气体分配，使有机废气均匀布满整个净化塔塔体截面，并以匀速的状态与管束式净化器内流出的活性氧水进行第一次接触，废气中的一部分有机质在此处被活性氧水中的氧化剂氧化；
步骤2：通过气体分配盘的有机废气再被活性氧水喷淋氧化一遍后，均匀、匀速的进入管束式净化器，气体在通过每根单管的壳体时，首先通过旋流叶片，气体会随着旋流叶片的方向进行旋转，以切向旋转的方式与改性活性碳吸附进行接触，通过改性活性碳吸附剂的吸附能力，将废气中的有机质吸附到活性碳吸附表面，再通过管束式净化器内***式的活性氧水喷淋管，以360°方位对改性活性碳吸附剂表面进行冲洗，通过活性氧水中的氧化剂将吸附在改性活性碳表面的有机质进行深度氧化、去除；未反应完全的活性氧水流出管束式净化器后，与通过气体分配盘的有机废气进行接触，继续反应；
步骤3：经过管束式净化器处理后的净化废气，此时再通过填料层，填料层充填普通活性碳层，少量的未被完全净化的有机废气，在普通活性碳的吸附作用下，被去除；部分有机废气被填料层上部喷淋下来的活性氧水再次氧化去除，使排出净化塔的气体内的有机质被去除；
步骤4：流到净化塔底部的活性氧水，消耗掉大部分氧化剂，再通过喷淋循环泵与管道再次注入活性氧水发生器内，再次产生活性氧水后，通过管道与管束式净化器内***式的活性氧水喷淋管以及填料层上部的活性氧水喷淋管进行连接，循环使用。
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