CN108993113B - 一种有机废气气味治理的多工艺组合***和方法 - Google Patents

一种有机废气气味治理的多工艺组合***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机废气气味治理的多工艺组合***，包括：预处理***、吸附降解***；所述预处理***由水膜除尘器、引风机、碱洗塔、喷淋水泵、管束除尘除雾器组成；水膜除尘器、引风机、碱洗塔、管束除尘除雾器依次相连，所述碱洗塔还与碱液池相连，所述碱液池还通过喷淋水泵与第一换热器相连，所述第一换热器通过第一循环水泵与综合水池相连；所述水膜除尘器通过第二循环水泵与第二换热器相连，所述水膜除尘器还通过过滤器与第二换热器相连，所述第二换热器与综合水池相连；所述吸附降解***由树脂吸附装置、UV光氧催化装置、活性炭吸附装置组成。可对干化产生的尾气进行净化，降低VOCs浓度，最终达标排放。

Description

一种有机废气气味治理的多工艺组合***和方法
技术领域
本发明涉及废气治理技术领域，具体的说，是涉及一种适用于干燥机干化产生的有机废气气味治理的多工艺组合***和方法。
背景技术
近年来，高含水率的中药渣、抗生素菌渣等废弃物的减量化与能源化利用受到广泛关注，其中脱水干化是其减量化或能源化处置的重要工艺环节，一般先采用机械压滤方式脱除物料细胞外水至含水率约60％，然后需要利用外部热源对其干燥以去除更多的水分。然而，干化过程中产生的挥发性有机污染物VOCs种类繁多，是连续持久且组分多变的过程，对周围环境和人体健康的危害较大。
目前，国内有机废气处理工程中采用较多的是等离子体法、UV光氧、燃烧法、活性炭吸附等方法。现有技术对高浓度、大风量、含水含尘等高温高湿成分复杂多变有机废气的处置存在成本高、操作复杂、产生二次污染等问题。
采取适宜的处理方法，降低废气中VOCs、异味及其它有害组分的含量，使废气能够达标排放，不产生二次污染，满足工程的连续稳定运行并兼顾投资和运营成本，构建资源节约型、环境友好型的生产处置模式，是有机废气气味处理过程中的一个重要研究课题。因此，有必要设计一种有机废气气味治理的方法，来解决上述问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，提供一种有机废气气味治理的多工艺组合***和方法，可以对干化产生的尾气进行净化，降低VOCs浓度，最终达标排放。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种中药渣、抗生素菌渣废弃物干化废气气味治理的多工艺组合***，包括：预处理***、吸附降解***；
所述预处理***由水膜除尘器、引风机、碱洗塔、喷淋水泵、管束除尘除雾器组成；水膜除尘器、引风机、碱洗塔、管束除尘除雾器依次相连，所述碱洗塔还与碱液池相连，所述碱液池还通过喷淋水泵与第一换热器相连，所述第一换热器通过第一循环水泵与综合水池相连；
所述水膜除尘器通过第二循环水泵与第二换热器相连，所述水膜除尘器还通过过滤器与第二换热器相连，所述第二换热器与综合水池相连；
所述吸附降解***由树脂吸附装置、UV光氧催化装置、活性炭吸附装置组成；
所述树脂吸附装置、UV光氧催化装置、活性炭吸附装置依次相连，树脂吸附装置与管束除尘除雾器相连。
目前较为成熟的废气处理技术有冷凝法、吸收法、焚烧法、吸附法、生物处理法等，但由于中药渣、抗生素菌渣废弃物干化废气的成分复杂、高温高湿，在处理过程中易发生反应再次生成新的杂质，处理难度较大。为此，本申请***研究了中药渣、抗生素菌渣废弃物干化废气的组成特点，及不同处理工艺对废气脱除效果的影响，经过大规模实验摸索后发现：采用碱洗、除雾、树脂吸附、光催化、活性炭吸附的工艺组合，可有效地脱除废气中VOCs、异味及其它有害组分的含量，使废气能够达标排放。
在一些实施例中，所述综合水池一侧通过第三循环水泵与冷却塔相连，所述冷却塔还与综合水池直接相连。
在一些实施例中，所述树脂吸附装置为一用一备两套树脂吸附装置并联而成。
在一些实施例中，所述水膜除尘器与干燥机相连。
在一些实施例中，所述活性炭吸附箱与排气筒相连。
本发明还提供了一种中药渣、抗生素菌渣废弃物干化废气气味治理的多工艺组合处理方法，包括：
将废气经水膜除尘器降温除尘、碱洗，再进行除雾除尘；
将降温除雾除尘后的废气依次进行树脂吸附、UV光氧催化、活性炭吸附后，排放；
所述水膜除尘器的洗涤水通过循环泵和换热器与综合水池中的水换热；
所述碱洗塔排出的废水通过喷淋泵、换热器与综合水池中的水换热。
本申请研究发现：中药渣、抗生素菌渣废弃物干化废气呈酸性，因此，本申请首先对废气进行碱洗，以去除酸性有机气体组分；碱洗后，废气的含湿量较大，不适用于活性炭吸附，因此，本申请在碱洗增加了除雾除尘设备，以有效降低废气的含湿量；同时，采用树脂吸附处理替代常规的活性炭处理，利用大孔树脂理化性质稳定，不受无机盐类及强离子低分子化合物的影响的特点，对废气进行初步分离、纯化、除杂、浓缩，经树脂吸附后的废气在UV光氧催化下可更快速地被分解为水和二氧化碳，提高了整体处理效率和脱除率；废气中残留的部分有机物最后再通过活性炭吸附被有效去除，同时，由于活性炭吸附的有机物含量较少，可以有效地延长活性炭的使用寿命。
在一些实施例中，所述树脂，在工作间歇期，采用120～150℃的蒸汽或热空气吹脱再生后循环使用。
在一些实施例中，吹脱的废气经UV光氧催化分解。
在一些实施例中，所述废气为中药渣、抗生素菌渣等废弃物干化过程中产生的废气。
在一些实施例中，所述碱洗液采用pH大于7的碱性循环水。
本发明的有益效果
(1)本发明能够实现对高温、高湿、高浓度且成分复杂多变的工业有机废气进行分步连续净化处置，保证气味处理效果。
(2)本发明的制备方法及所需设备简单，易操作，工艺参数便于控制，原料及仪器设备使用成本低。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的结构简图。
其中，1-干燥机，2-水膜除尘器，3-引风机，4-碱洗塔，5-碱液池，6-喷淋水泵，7-管束除尘除雾器，8-树脂吸附装置1，9-树脂吸附装置2，10-UV光氧催化器，11-活性炭吸附箱，12-排气筒，13-循环水泵1，14-冷却塔，15-循环水泵2，16-过滤器，17-循环水泵3，18-换热器1，19-换热器2，20-综合水池。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
一种有机废气气味治理的多工艺组合***和方法，包括：预处理***、吸附降解***和冷却***；
所述预处理***包括水膜除尘器、引风机、碱洗塔、喷淋水泵、管束除尘除雾器、连接管路；
所述吸附降解***包括树脂吸附装置、UV光氧催化装置、活性炭吸附装置。树脂吸附装置对VOCs、异味组分等有机废气进行富集吸附，由一用一备两套树脂吸附装置组成，工作间歇期装置的树脂吸附材料可以采用120～150℃的蒸汽或热空气吹脱再生后循环使用，脱附的废气与蒸汽混合物经冷凝除水后通入UV光氧催化装置分解。
所述树脂吸附装置为装填树脂的圆柱形筒状结构吸附柱，所用的树脂为球形固体颗粒状非极性大孔吸附树脂，其孔径为
Figure BDA0001792325270000041
比表面积≥1000m2/g。
所述UV光氧催化装置所用UV管采用呈矩阵形式分布的短波段UV管与长波段UV管交叉间隔设置。
优选的，所述短波段UV管产生的紫外线波长为185nm，所述长波段UV管产生的紫外线波长为254nm。
所述活性炭吸附装置为由若干组装填活性炭的抽屉柜组成的吸附箱，所用活性炭为蜂窝活性炭，其基材为100×100×100mm的正方体结构，孔径2×2mm，正面承压≥1MPa，侧面承压≥0.5MPa，可以有效增加气体与活性炭的接触时间和接触面积，进而提高吸附效率。
大孔吸附树脂、UV管、活性炭用量根据所需要处理的废气量、废气组分及浓度设定。
所述冷却***包括碱液池5、综合水池20、冷却塔14、换热器1(18)、换热器2(19)、循环水泵1(13)、循环水泵2(15)、循环水泵3(17)等；其中碱液池5为碱洗塔4提供pH大于7的碱性循环水，换热器1(18)用于水膜除尘器2循环水的降温，换热器2(19)用于碱洗塔4循环水的降温，综合水池20为换热器1(18)、换热器2(19)提供冷却介质，综合水池20内的循环水采用冷却塔14进行自循环冷却。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施所用原料均采用市售分析纯试剂。
本申请实施例中采用的树脂为球形固体颗粒状非极性大孔吸附树脂，其孔径为
Figure BDA0001792325270000042
比表面积≥1000m2/g。
采用的短波段UV管产生的紫外线波长为185nm，长波段UV管产生的紫外线波长为254nm。
采用的活性炭吸附装置为由若干组装填活性炭的抽屉柜组成的吸附箱，所用活性炭为蜂窝活性炭，其基材为100×100×100mm的正方体结构，孔径2×2mm，正面承压≥1MPa，侧面承压≥0.5MPa。
实施例1
一种有机废气气味治理的多工艺组合***和方法，包括预处理***、吸附降解***和冷却***。
预处理***：
从中药渣干燥机排出的废气在引风机3作用下首先经过水膜除尘器2初步降温除尘，然后进入碱洗塔4使得呈酸性的中药渣干化尾气与碱洗塔4中的碱液发生中和反应，去除酸性有机气体组分，溶解并冷凝低沸点VOCs；之后进入管束除尘除雾器7进行除雾除尘。
预处理的主要作用是对废气进行降温除湿除尘，同时中和酸性气体、去除低沸点VOCs含量和异味组分，为后续的处理工艺创造有利的工况条件。
吸附降解***：
废气通过碱液喷淋除雾后依次进入树脂吸附装置8、9、UV光氧催化器10、活性炭吸附箱11净化处理，最后经排气筒12排放。其中，树脂主要对废气中的VOCs、异味组分进行富集，达到一定浓度后使用蒸汽吹脱再生后循环使用；UV光氧利用紫外光降解废气中VOCs异味组分；活性炭主要是吸附UV光解碎片，保证尾气达标排放。
冷却***：
冷却***包括对水膜除尘循环水和碱洗喷淋水降温冷却。
从水膜除尘器2排出的废水经过滤器过滤后，通过循环泵2(15)输入换热器1(18)管程与综合水池20的水换热，降温后的水重新进入水膜除尘器2进行循环利用。
从碱洗塔4排出的废水进入碱液池5，通过喷淋泵6进入换热器2(19)壳程，与管程中水热交换，冷却后进入碱洗塔4，对干化废气喷淋，完成循环工作。
实施例2
一种有机废气气味治理的多工艺组合***和方法，包括预处理***、吸附降解***和冷却***。
预处理***：
从中药渣干燥机排出的废气在引风机3作用下首先经过水膜除尘器2初步降温除尘，然后进入碱洗塔4使得呈酸性的中药渣干化尾气与碱洗塔4中的碱液发生中和反应，去除酸性有机气体组分，溶解并冷凝低沸点VOCs；之后进入管束除尘除雾器7进行除雾除尘。
预处理的主要作用是对废气进行降温除湿除尘，同时中和酸性气体、去除低沸点VOCs含量和异味组分，为后续的处理工艺创造有利的工况条件。
吸附降解***：
废气通过碱液喷淋除雾后依次进入树脂吸附装置8、9、UV光氧催化器10、活性炭吸附箱11净化处理，最后经排气筒12排放。其中，树脂主要对废气中的VOCs、异味组分进行富集，达到一定浓度后使用蒸汽吹脱再生后循环使用；UV光氧利用紫外光降解废气中VOCs异味组分；活性炭主要是吸附UV光解碎片，保证尾气达标排放。
冷却***：
冷却***包括对水膜除尘循环水和碱洗喷淋水降温冷却。
从水膜除尘器2排出的废水经过滤器过滤后，通过循环泵2(15)输入换热器1(18)管程与综合水池20的水换热，降温后的水重新进入水膜除尘器2进行循环利用。
从碱洗塔4排出的废水进入碱液池5，通过喷淋泵6进入换热器2(19)壳程，与管程中水热交换，冷却后进入碱洗塔4，对干化废气喷淋，完成循环工作。
所述综合水池一侧20通过循环水泵1(13)与冷却塔14进水口相连，所述冷却塔14的出水口还与综合水池20直接相连。
实施例3
一种有机废气气味治理的多工艺组合***和方法，包括预处理***、吸附降解***和冷却***。
预处理***：
从中药渣干燥机排出的废气在引风机3作用下首先经过水膜除尘器2初步降温除尘，然后进入碱洗塔4使得呈酸性的中药渣干化尾气与碱洗塔4中的碱液发生中和反应，去除酸性有机气体组分，溶解并冷凝低沸点VOCs；之后进入管束除尘除雾器7进行除雾除尘。
预处理的主要作用是对废气进行降温除湿除尘，同时中和酸性气体、去除低沸点VOCs含量和异味组分，为后续的处理工艺创造有利的工况条件。
吸附降解***：
废气通过碱液喷淋除雾后依次进入树脂吸附装置8、9、UV光氧催化器10、活性炭吸附箱11净化处理，最后经排气筒12排放。其中，树脂主要对废气中的VOCs、异味组分进行富集，达到一定浓度后使用蒸汽吹脱再生后循环使用；UV光氧利用紫外光降解废气中VOCs异味组分；活性炭主要是吸附UV光解碎片，保证尾气达标排放。
冷却***：
冷却***包括对水膜除尘循环水和碱洗喷淋水降温冷却。
从水膜除尘器2排出的废水经过滤器过滤后，通过循环泵2(15)输入换热器1(18)管程与综合水池20的水换热，降温后的水重新进入水膜除尘器2进行循环利用。
从碱洗塔4排出的废水进入碱液池5，通过喷淋泵6进入换热器2(19)壳程，与管程中水热交换，冷却后进入碱洗塔4，对干化废气喷淋，完成循环工作。
所述水膜除尘器2与干燥机1相连。
实施例4
采用实施例1所述的装置对10000Nm3/h废气量的中药渣干化废气进行处理，其中，吸附降解***所用大孔吸附树脂量为5m3、波长185nm的UV管40支、波长254nm的UV管20支、吸附活性炭600块(每块为100×100×100mm的正方体结构，孔径2×2mm，正面承压≥1MPa，侧面承压≥0.5MPa)。
中药渣干化废气成分主要为硫化物与分子量300以下的小分子烃、醇、苯系物，以及少量醚、酯类化合物，根据环境检测方法标准HJ734-2014与HJ 38-2017测定废气中的主要组分含量，取测出的各组分浓度之和为VOCs的浓度。
水膜除尘器出口测试数据：废气温度75～85℃，湿度35～50％RH，颗粒物含量78mg/m3，VOCs浓度836mg/m3；
管束除尘除雾器出口测试数据：废气温度28～35℃，湿度5～10％RH，颗粒物含量6～9mg/m3，VOCs浓度352mg/m3；
树脂吸附装置出口测试数据：VOCs浓度89mg/m3；
UV光氧催化装置出口测试数据：VOCs浓度30mg/m3；
活性炭吸附装置出口测试数据：VOCs浓度8mg/m3。
实施例5
处理装置与实施例1的装置相同，但其UV光氧催化装置位于树脂吸附装置之前；
其中，UV光氧催化装置出口测试数据：VOCs浓度156mg/m3；
树脂吸附装置出口测试数据：VOCs浓度78mg/m3；
活性炭吸附装置出口测试数据：VOCs浓度21mg/m3。
实施例6
处理装置与实施例1的装置相同，但其树脂吸附装置与活性炭吸附装置的位置替换；
其中，活性炭吸附装置出口测试数据：VOCs浓度141mg/m3。
UV光氧催化装置出口测试数据：VOCs浓度66mg/m3；
树脂吸附装置出口测试数据：VOCs浓度43mg/m3。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种中药渣、抗生素菌渣废弃物干化废气气味治理的多工艺组合***，其特征在于，包括：预处理***、吸附降解***；
所述预处理***由水膜除尘器、引风机、碱洗塔、喷淋水泵、管束除尘除雾器组成；水膜除尘器、引风机、碱洗塔、管束除尘除雾器依次相连，所述碱洗塔还与碱液池相连，所述碱液池还通过喷淋水泵与第一换热器相连，所述第一换热器通过第一循环水泵与综合水池相连；
所述水膜除尘器通过第二循环水泵与第二换热器相连，所述水膜除尘器还通过过滤器与第二换热器相连，所述第二换热器与综合水池相连；
所述吸附降解***由树脂吸附装置、UV光氧催化装置、活性炭吸附装置组成；
所述树脂吸附装置、UV光氧催化装置、活性炭吸附装置依次相连，树脂吸附装置与管束除尘除雾器相连；
所述树脂吸附装置为一用一备两套树脂吸附装置并联而成。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述综合水池一侧通过第三循环水泵与冷却塔相连，所述冷却塔还与综合水池直接相连。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述水膜除尘器与干燥机相连。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述活性炭吸附箱与排气筒相连。
5.一种中药渣、抗生素菌渣废弃物干化废气气味治理的多工艺组合处理方法，其特征在于，包括：
将废气经水膜除尘器降温除尘、碱洗，再进行除雾除尘；
将除雾除尘后的废气依次进行树脂吸附、UV光氧催化、活性炭吸附后，排放；
所述水膜除尘器的冷却水通过循环泵和换热器与综合水池中的水换热；
所述碱洗塔排出的废水通过喷淋泵、换热器与综合水池中的水换热。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述树脂，在工作间歇期，采用120~150℃的蒸汽吹脱再生后循环使用。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，蒸汽吹脱的废气经UV光氧催化分解。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述废气为中药渣、抗生素菌渣废弃物干化过程中产生的废气。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碱洗采用pH大于7的碱性循环水。
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