CN109499259A - 一种填料塔以及使用填料塔治理低浓度有机废气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环保领域，特别一种填料塔，还涉及使用填料塔喷入液氮或液体二氧化碳治理低浓度有机废气的方法。为了解决以上问题，本发明提供了一种填料塔，所述的填料塔的外壳一侧从下到上依次为气体进口、冷液进口，另一侧从下到上依次为液体出口、气体出口，所述的外壳内设有填料，所述的外壳紧贴外壳设有保温层。本发明还提供了一种使用填料塔喷入液氮或液体二氧化碳治理低浓度有机废气的方法。本发明提供的低浓度有机废气治理方法，有以下有益效果：a、实现尾气高标准排放；b、没有活性炭吸附带来的需要处置活性炭的困扰；c、避免了因尾气焚烧引起的其他环境风险；d、对于有机溶剂类尾气的冷凝液收集，有利于资源化利用。

Description

一种填料塔以及使用填料塔治理低浓度有机废气的方法
技术领域
本发明属于环保领域，特别一种填料塔，还涉及使用填料塔治理低浓度有机废气的方法。
背景技术
VOC（volatile organic compounds）挥发性有机物一般是指饱和蒸气压较高20℃下大于或等于0.01KPa、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。
VOC特点是沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发，主要成分为烃类、卤代烃、氮烃、含氧烃、硫烃及低沸点的多环芳烃等，其末端处理技术主要分为回收处理及氧化处理两大类。回收处理技术包括冷凝、膜分离、吸附、吸收等。氧化处理VOC技术包括直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧等热氧化技术以及生物过滤、生物滴滤和生物洗涤等生物降解技术，低温等离子体技术等。
直接燃烧也称直接火焰燃烧，是将废气中VOC组分当作燃料的处理方式，因此该法只适用于VOC浓度或热值较高的废气，其燃烧温度通常维持在1100℃左右。对于低浓度有机气体不适合直接燃烧的，需要浓缩后再燃烧。对于VOC浓度或热值较低的废气也可以用热力燃烧来处理。 催化燃烧法是在催化床层的作用下，加快VOC的化学反应速度，使废气中的VOC被氧化分解成CO2、H2O。与直接燃烧和热力燃烧不同，催化表面为无火焰燃烧，安全性好，燃烧温度仅200～450℃，辅助燃烧消耗少，对废气中可燃组分浓度和热值要求低，燃烧过程几乎不产生NOX。
等离子处理技术是在外加电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，经过电子碰撞后的气体分子形成了具有高活性的粒子，高活性粒子对VOC分子进行氧化、降解反应，将有毒有害污染物转化为CO2、H2O等无毒无害物质。仅仅利用低温等离子体处理VOC气体，难以处理彻底、且能耗较高、其降解产物成分复杂可能造成二次污染等问题。针对这些不足，人们开始关注低温等离子体协同催化、紫外线光解、生物降解和吸收等作用的效应，取得较理想的处理效果。
综上所述，VOC末端处理技术的选择上，不同处理技术各有其优缺点及适用性，应当根据VOC废气的物理和化学性质，选择不同的回收方法或几种方法的组合来处理VOC废气。如能回收VOC废气中的有机溶剂，不仅可以减轻环境污染，还会取得一定的经济效益；对于浓度较高的VOC废气，先使用吸收法、冷凝法等对气体进行预处理，再通过处理低浓度有机废气的方法进行后续处理，在提高处理效率的同时减少二次污染。
目前的冷凝法处理尾气通常经过尾气与冷却介质热交换来使尾气中水与污染因子冷凝析出，由于气体热交换效率低，因此需要足够换热面积的换热器才能实现对气体的有效冷凝；尾气中携带的水和污染因子如氯气、二氧化硫、氯化氢等容易被换热器表面凝结的水吸收，引起露点腐蚀，因此对尾气冷凝器的材质要求高，为克服露点腐蚀不得不大幅度增加设备投资；对于大风量的深度冷凝，运行能耗也是不得不考虑的因素。
针对低浓度有机废气，本发明人提出一种新的深度治理方法。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
各种对挥发性有机气体的处理方法，都有缺陷，处理效果好的，成本高，成本低的，处理效果有限，同时对挥发性有机气体中有益成分不能资源化。
2、技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种填料塔，所述的填料塔的外壳上一侧从下到上依次为气体进口、冷液进口，另一侧从下到上依次为液体出口、气体出口，所述的外壳内设有填料，所述的外壳紧贴外壳设有保温层。
所述的外壳内还设有隔板，所述的隔板将填料分成上下两部分。
所述的隔板的材质为透水多孔材料。
所述的填料塔能够串联或并联使用。
所述的填料塔的尺寸由需要治理废气的风量、温度、污染物性质及含量决定。
本发明还提供了一种使用填料塔治理低浓度有机废气的方法，包括以下步骤：第一步：将含有低浓度有机物的废液预冷后通过管道从气体进口进入填料塔中，第二步：用管道从冷液进口引入液氮或液体二氧化碳持续的喷入填料塔内，第三步：进入设有填料容器的液氮或液体二氧化碳遇常温或温度较高的有机废气后立即气化，并使废气中携带的水份或有机物冷凝或结冰，因过冷结冰的水和有机物的混合物持续与新进入的废气接触，使自身升温液化的同时将对废气产生冷却作用，液氮或液体二氧化碳与有机废气接触升温后气化，与达标尾气一起通过气体出口经管道或引风机排放，第四步：第三步中产生的冷凝水从填料表面自上而下流淌，经过隔板后流入到下层填料，在填料表面与新进入的有机废气接触，在对废气进行预冷后通过液体出口进入底部液体收集池。
所述的气体进口和气体出口处设置换热器。
还设有温度传感器和PLC，所述的温度传感器设置在在外壳内，所述温度传感器采集的数据发送到PLC，PLC将采集到的数据和预设的数据进行对比，如果温度高于预设的数据，增加液氮或液体二氧化碳的进入量，如果温度低于预设的数据，减少液氮或液体二氧化碳的进入量。
3、有益效果：
本发明提供的低浓度有机废气深度治理方法，有以下有益效果：a、实现尾气高标准排放；b、没有活性炭吸附带来的需要处置活性炭的困扰；c、避免了因尾气焚烧引起的其他环境风险；d、对于有机溶剂类尾气的冷凝液收集，有利于资源化利用。
附图说明
图1为本发明中设有填料的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图来实施例来对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种填料塔，所述的填料塔的外壳1上一侧从下到上依次为气体进口4、冷液进口2，另一侧从下到上依次为液体出口5、气体出口8，所述的外壳1内设有填料7，所述的外壳1紧贴外壳1设有保温层3。
气体从气体进口4进入，液氮或液体二氧化碳从液体进口2进入，气体经过液氮或液体二氧化碳冷却，经过填料，治理后的气体和气化的液氮或液体二氧化碳从气体出口8排除，冷凝的水从液体出口排除。
所述的填料塔外壳1内设置保温层3，使外壳1内的温度保持稳定。
所述的隔板6将填料分成上下两部分，隔板6采用透水多孔材料制造，确保使用风机送气的情况下风不能直接通过而上层的液体可以自由流入下层。
实施例1
某化工厂工艺废气合计为10240m3/h，利用循环碱液吸收尾气中氯气、氯代苯酚等，尽管采用了四级碱液吸收，尾气排放依然难以满足环保要求。
经现场勘查分析，尾气排放温度较高，温度为40°C左右。经过四级碱液吸收后，尾气湿度基本处于饱和状态。少量溶解于水中的氯代酚在治理达标后合法从排放口排出，这些氯代酚随尾气排放后很快冷凝下降到厂区内及附近，再慢慢释放到附近的空气中，造成企业VOC治理的困扰。
按照本发明所述的方法，制造一个内部尺寸为2.2米长、2.2米宽、6米高的冷凝吸收塔，将经四级碱液吸收后的尾气引入吸收塔内，并对塔内喷入液氮，通过监控吸收塔出口尾气排放温度调整液氮的喷入量使吸收塔尾气出口温度处于-30°C左右，维持***运行，塔底冷凝液经收集后二次利用。经四级碱液吸收后尾气中酚类物含量为13.5mg/m3，通过处理后排放口酚类物含量小于2mg/m3。
实施例2
某制药厂车间生产废气收集后合计为30000m3/h，气体经过现有装置预处理后VOCs含量为110mg/m3,按照本发明的所述的方法，制造一个内部尺寸为3.8米长、3米宽、9米高的冷凝吸收塔，将经处理后的尾气引入吸收塔内，并对塔内喷入液体二氧化碳，通过监控吸收塔出口尾气排放温度调整液体二氧化碳的喷入量使吸收塔尾气出口温度处于-10°C，维持***运行，塔底冷凝液经收集后送污水处理***生化处理。经处理后排放口VOCs含量为15mg/m3。
实施例3
某精细化工车间生产废气15000m3/h，经过预处理后VOCs含量为100mg/m3,按照本发明的所述的方法，制造一个内部尺寸为2.5米长、3米宽、9米高的冷凝吸收塔，将经处理后的尾气引入吸收塔内，并对塔内喷入液体二氧化碳，通过监控吸收塔出口尾气排放温度调整液体二氧化碳的喷入量使吸收塔尾气出口温度处于0°C，维持***运行，塔底冷凝液经收集后送污水处理***生化处理。经处理后排放口VOCs含量为25mg/m3。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (8)

1.一种填料塔，所述的填料塔的外壳（1）上一侧从下到上依次为气体进口（4）、冷液进口（2），另一侧从下到上依次为液体出口（5）、气体出口（8），所述的外壳（1）内设有填料（7），所述的外壳（1）紧贴外壳（1）设有保温层（3）。
2.如权利要求1所述的填料塔，其特征在于：所述的外壳（1）内还设有隔板（6），所述的隔板（6）将填料分成上下两部分。
3.如权利要求2所述的填料塔，其特征在于：所述的隔板（6）的材质为透水多孔材料。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的填料塔，其特征在于：所述的填料塔能够串联或并联使用。
5.如权利要求1-3任一权利要求所述的填料塔，其特征在于：所述的填料塔的尺寸由需要治理废气的风量、温度、污染物性质及含量决定。
6.一种使用如权利要求1-5任一权利要求所述的填料塔治理低浓度有机废气的方法，包括以下步骤：第一步：将含有低浓度有机物的废气预冷后通过管道从气体进口（4）进入填料塔中，第二步：用管道从冷液进口（2）引入液氮或液体二氧化碳持续的喷入填料塔内，第三步：进入设有填料容器的液氮或液体二氧化碳遇常温或温度较高的有机废气后立即气化，并使废气中携带的水份或有机物冷凝或结冰，因过冷结冰的水和有机物的混合物持续与新进入的废气接触，使自身升温液化的同时将对废气产生冷却作用，液氮或液体二氧化碳与有机废气接触升温后气化，与达标尾气一起通过气体出口（8）经管道或引风机排放，第四步：第三步中产生的冷凝水从填料表面自上而下流淌，经过隔板（6）后流入到下层填料，在填料表面与新进入的有机废气接触，在对废气进行预冷后通过液体出口进入底部液体收集池。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的气体进口（1）和气体出口（8）处设置换热器。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：还设有温度传感器和PLC，所述的温度传感器设置在在外壳内，所述温度传感器采集的数据发送到PLC，PLC将采集到的数据和预设的数据进行对比，如果温度高于预设的数据，增加液氮或液体二氧化碳的进入量，如果温度低于预设的数据，减少液氮或液体二氧化碳的进入量。
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