CN111359404A - 一种纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理*** - Google Patents

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Abstract

一种纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***；包括有工业废气管道、自来水管道、纳米微气泡输送管道和纳米微气泡净化处理器工业废气在纳米微气泡净化处理器内，与进入到纳米微气泡净化处理器内的纳米微气泡，再与设置在管内的高压自来水的介质相结合、溶解。由于纳米微气泡发生空化效应，其水分子团始终进行着“布朗运动”不规则冲撞，在气泡破裂下释放出大量的羟基、自由基，与捕捉到的工业有机废气(VOCs)污染物发生机械剪切、热解、自由基氧化、超临界水氧化等物理化学混合反应，达到分解和去除VOCs气体作用，净化后不会产生二次污染物，以最低的处理成本达到VOCs治理的最佳效果。

Description

一种纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***
技术领域
本发明涉及一种应用纳米微气泡对工业有机废气VOCs净化，特别是针对一种用于轻工业纺织印染行业生产过程高温生产工艺中产生出的工业有机废气VOCs进行净化处理。
背景技术
随着社会的进步、工业的不断发展，日益严重的工业有机废气VOCs的排放、治理越来越得到广泛的关注。提高大气环境质量，对工业有机废气VOCs的排放治理的要求不断提高。目前对治理、净化工业有机废气的手段设备也层出不穷，形式多样，如采用过滤、沉淀吸附、活性炭、静电轰击等的出现，还远远不能满足当前日益提高和完善的排放标准。
本发明采用纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，治理成本低、占地面积小、不会产生二次污染，有非常积极的现实意义和广阔的应用前景。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其净化处理方法不同于常见的催化燃烧法、吸附催化燃烧法、活性炭吸附法等。本发明的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，采用纳米微气泡降解VOCs气体原理，以高压自来水为动力，通过纳米微气泡发生装置，产生纳米微气泡，利用纳米微气泡的空化效应，达到分解和去除工业有机废气VOCs，处理效率可达90％以上或更高，能达到国家、地方及行业规定的有机废气排放标准。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，包括有工业废气管道、自来水管道、纳米微气泡输送管道和纳米微气泡净化处理器。
工业废气由废气管道输入到纳米微气泡净化处理器的底部，其中，纳米微气泡净化处理器的上部包括有处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D；工业废气依次穿过处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D。
自来水通过高压自来水泵6加压后，经由自来水管道7分四路分别注入纳米微气泡净化处理器的处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中。
纳米微气泡发生器8经由纳米微气泡输送管道9分四路分别注入纳米微气泡净化处理器的处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中。
其中，在处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中，高压自来水喷射头均位于纳米微气泡喷射头的上方。纳米微气泡发生器8产生的纳米微气泡、高压自来水与工业废气混合，利用其物理化学反应净化纳米微气泡净化处理器中的工业废气。具体的，工业废气在纳米微气泡净化处理器内，与输入到纳米微气泡净化处理器内的纳米微气泡，再与设置在管内的高压自来水的介质相结合、溶解；由于纳米微气泡发生空化效应，其水分子团始终进行着“布朗运行”不规则冲撞，不断的进行不规则的冲撞，纳米气泡与有机废气(VOCs)接触，在气泡破裂释放出大量的羟基、自由基，与捕捉到的工业有机废气VOCs体发生机械剪切、热解、自由基氧化、超临界水氧化的物理化学反应，达到分解和去除VOCs气体作用；将有机物(VOCs)转化为CO2、H2O、N2和其它无害小分子，达到净化工业有机废气(VOCs)的目的。净化后不会产生二次污染物。以最低的运行成本达到VOCs治理的最佳效果。
本发明还具有以下附加技术特征：
作为本发明技术方案进一步具体优化的：纳米微气泡净化处理器的底端设置有旋流除尘器10，旋流除尘器10连接于废水净化器11；废水净化器11连接于清水箱12，清水箱12连接于雾化增氧器13，雾化增氧器13连接于纳米微气泡发生器8。
作为本发明技术方案进一步具体优化的：处理区域A包括连接法兰a1和连接法兰b2之间的区域；处理区域B包括连接法兰b2和连接法兰c3之间的区域；处理区域C包括连接法兰c3和连接法兰d4之间的区域；处理区域D包括连接法兰d4和连接法兰e5之间的区域。
作为本发明技术方案进一步具体优化的：纳米微气泡净化处理器的顶端设置有末端除水装置14，末端除水装置14的顶端设置有在线监测单元15，在线监测单元15的顶端设置有排放烟囱16。纳米微气泡净化处理器利用在线监测单元15远程控制和监测，对净化处理工业有机废气处理气体质量，随时进行排放质量监测，监测是否达到排放标准；达到排放标准的废气通过排放烟囱16排出。
作为本发明技术方案进一步具体优化的：废气管道和纳米微气泡净化处理器的连接处设置有防火阀17。
作为本发明技术方案进一步具体优化的：高压自来水喷射头为环形高压自来水喷发器，环形高压自来水喷发器由喷发嘴8只均分在喷发器上；
作为本发明技术方案进一步具体优化的：纳米微气泡喷射头为纳米微气泡环形喷发器；纳米微气泡环形喷发器呈环形状阵列分布有8个；纳米微气泡环形喷发器向下方倾斜45°安装。
作为本发明技术方案进一步具体优化的：纳米微气泡环形喷发器选用高压精细喷嘴，长度49.5mm，喷嘴主体为六角形206mm，喷嘴帽盖为六角形17.5mm，喷嘴材质代码316SS。
本发明和现有技术相比，其优点在于：
本发明的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，采用纳米微气泡消除或降解VOCs气体原理，以高压自来水为动力，通过纳米微气泡发生装置，产生纳米微气泡，利用纳米微气泡发生的空化效应，达到分解和去除工业有机废气VOCs，处理效率可达90％以上或更高，能达到国家、地方及行业规定的有机废气排放标准。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下而将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的处理设备***整体结构示意图；
图2为图1中的A-A剖视结构示意图；
图3为图1中的B-B剖视结构示意图；
图4为本发明的纳米微气泡环形喷发器的安装结构示意图；
图5为本发明的纳米微气泡环形喷发器的安装结构示意图；
图6为本发明的纳米微气泡环形喷发器的安装结构示意图；
图7为本发明的纳米微气泡环形喷发器的安装结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本发明公开的示例性实施例，然而应当理解，本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。
本发明中出现的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一种纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，如图1所示，包括有工业废气管道、自来水管道、纳米微气泡输送管道和纳米微气泡净化处理器。
其中，纳米微气泡净化处理器的上部包括有处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D；处理区域A包括连接法兰a1和连接法兰b2之间的区域；处理区域B包括连接法兰b2和连接法兰c3之间的区域；处理区域C包括连接法兰c3和连接法兰d4之间的区域；处理区域D包括连接法兰d4和连接法兰e5之间的区域。
工业废气由废气管道输入到纳米微气泡净化处理器的底部；废气管道和纳米微气泡净化处理器的连接处设置有防火阀17。工业废气依次穿过处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D。
自来水通过高压自来水泵6加压后，经由自来水管道7分四路分别注入纳米微气泡净化处理器的处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中。
纳米微气泡发生器8经由纳米微气泡输送管道9分四路分别注入纳米微气泡净化处理器的处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中。
其中，在处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中，高压自来水喷射头均位于纳米微气泡喷射头的上方。
高压自来水喷射头为环形高压自来水喷发器，环形高压自来水喷发器由喷发嘴8只均分在喷发器上。
纳米微气泡喷射头为纳米微气泡环形喷发器；纳米微气泡环形喷发器呈环形状阵列分布有8个；纳米微气泡环形喷发器向下方倾斜45°安装。纳米微气泡环形喷发器选用高压精细喷嘴，长度49.5mm，喷嘴主体为六角形206mm，喷嘴帽盖为六角形17.5mm，喷嘴材质代码316SS。
纳米微气泡净化处理器的底端设置有旋流除尘器10，旋流除尘器10连接于废水净化器11；废水净化器11连接于清水箱12，清水箱12连接于雾化增氧器13，雾化增氧器13连接于纳米微气泡发生器8。
纳米微气泡发生器8产生的纳米微气泡、高压自来水与工业废气混合，利用其物理化学反应净化纳米微气泡净化处理器中的工业废气。具体的，工业废气在纳米微气泡净化处理器内，与输入到纳米微气泡净化处理器内的纳米微气泡，再与设置在管内的高压自来水的介质相结合、溶解；由于纳米微气泡发生空化效应，其水分子团始终进行着“布朗运行”不规则冲撞，不断的进行不规则的冲撞，纳米气泡与有机废气(VOCs)接触，在气泡破裂释放出大量的羟基、自由基，与捕捉到的工业有机废气VOCs体发生机械剪切、热解、自由基氧化、超临界水氧化的物理化学反应，达到分解和去除VOCs气体作用；将有机物(VOCs)转化为CO2、H2O、N2和其它无害小分子，达到净化工业有机废气(VOCs)的目的。净化后不会产生二次污染物。以最低的运行成本达到VOCs治理的最佳效果。
纳米微气泡净化处理器的顶端设置有末端除水装置14，末端除水装置14的顶端设置有在线监测单元15，在线监测单元15的顶端设置有排放烟囱16。纳米微气泡净化处理器利用在线监测单元15远程控制和监测，对净化处理工业有机废气处理气体质量，随时进行排放质量监测，监测是否达到排放标准；达到排放标准的废气通过排放烟囱16排出。
实施例
纳米微气泡，气泡直径单位MNB，气泡发生时直径在10微米到数百纳米之间的气泡，这种气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性。
纳米微气泡经纳米微气泡输送管道9输入到纳米微气泡净化处理器。纳米微气泡净化处理器为圆柱空腔体，两端为标准联接法兰。纳米微气泡净化处理器是根据净化处理废气的浓度来确定联接使用纳米微气泡净化处理反应器数量。纳米微气泡净化处理器净化处理反应器的数量是依据在线监测分析VOCs处理数据来决定净化处理反应器的数量。纳米微气泡净化处理器圆柱空腔体内安装有圆形纳米微气泡喷射管。
纳米微气泡净化处理器圆柱空腔体内安装的圆形纳米微气泡喷射管上安装有8只不锈钢纳米微气泡喷射头，纳米微气泡喷射头为纳米微气泡环形喷发器；纳米微气泡环形喷发器圆周内均布。纳米微气泡净化处理器圆柱空腔体内，安装的圆形纳米微气泡喷发管上方，安装有高压自来水喷射头，高压自来水喷射头为环形高压自来水喷发器。与此同时，环形高压自来水喷发器上也安装8只不锈钢精细喷嘴，在圆形高压管圆周方向均布，用来喷发高压自来水。
这种纳米微气泡具有常规气泡所不具备的物理与化学特性，即当工业废气通过圆柱空腔体内时，纳米微气泡喷出时与在纳米微气泡喷发管上端的喷射出的高压自来水结合产生物理与化学反应，大量的纳米微气泡遇高压自来水溶解破裂时产生大量的氧负离子释放出大量的羟基、自由基，与净化处理器内的有机气体发生机械剪切、热解、自由基氧化达到分解和去除VOCs气体。
纳米微气泡净化处理器安装的8只不锈钢高精细喷嘴安装角基于水平面向下倾斜45°。
纳米微气泡净化处理器安装在圆形高压自来水喷射管上的高压自来水喷嘴安装角基于水平面向下倾斜45°。
纳米微气泡净化处理器联接使用纳米微气泡净化处理反应器数量一般不少于4组。
纳米微气泡净化处理器相邻组纳米微气泡净化处理器内环形纳米微气泡喷嘴均布角、相邻组角不可重叠，即上与下环形管上喷嘴角差为22.5°。
纳米微气泡净化处理器，为了进一步更有效的利用纳米微气泡净化处理工业有机废气VOCs，对净化质量的评估，对净化后的气体进行在线监测。本装置安装于纳米微气泡VOCs废气净化处理器顶端，净化处理后的气体排放处。
在线监测单元15包括在线检测探头采样。一组气体传感器和多个气体传感分析器配合工作。识别完成纳米微气泡净化处理后烟气内各种成分的含量的检测，例如苯、二甲苯、苯乙烯、乙烯。CTSY-DS29数据采集器的将检测结果、气体成分含量是否达到排放标准汇总，经处理器处理。将处理器处理的处理结果通过互联网3G、3GGPSR/CDNI→IP数据包→环境保护监测中心，来完成纳米微气泡净化处理工业有机废气设备***净化处理工业有机废气，净化达标排放。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其特征在于：包括有工业废气管道、自来水管道、纳米微气泡输送管道和纳米微气泡净化处理器；其中：
工业废气由废气管道进入到纳米微气泡净化处理器的底部，其中，纳米微气泡净化处理器的上部包括有处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D；工业废气依次穿过处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D；
自来水通过高压自来水泵(6)加压后，经由自来水管道(7)分四路分别注入纳米微气泡净化处理器的处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中；
纳米微气泡发生器(8)经由纳米微气泡输送管道(9)分四路分别注入纳米微气泡净化处理器的处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中；
其中，在处理区域A、处理区域B、处理区域C和处理区域D中，高压自来水喷射头均位于纳米微气泡喷射头的上方；
纳米微气泡发生器(8)产生的纳米微气泡、高压自来水与工业废气混合，利用其物理化学反应物净化纳米微气泡净化处理器中的工业废气。
2.根据权利要求1所述的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其特征在于：纳米微气泡净化处理器的底端设置有旋流除尘器(10)，旋流除尘器(10)连接于废水净化器(11)；废水净化器(11)连接于清水箱(12)，清水箱(12)连接于雾化增氧器(13)，雾化增氧器(13)连接于纳米微气泡发生器(8)。
3.根据权利要求1所述的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其特征在于：所述处理区域A包括连接法兰a(1)和连接法兰b(2)之间的区域；所述处理区域B包括连接法兰b(2)和连接法兰c(3)之间的区域；所述处理区域C包括连接法兰c(3)和连接法兰d(4)之间的区域；所述处理区域D包括连接法兰d(4)和连接法兰e(5)之间的区域。
4.根据权利要求1所述的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其特征在于：纳米微气泡净化处理器的顶端设置有末端除水装置(14)，末端除水装置(14)的顶端设置有在线监测单元(15)，在线监测单元(15)的顶端设置有排放烟囱(16)。
5.根据权利要求1所述的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其特征在于：废气管道和纳米微气泡净化处理器的连接处设置有防火阀(17)。
6.根据权利要求1所述的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其特征在于：所述高压自来水喷射头为环形高压自来水喷发器，所述环形高压自来水喷发器由喷发嘴8只均分在喷发器上。
7.根据权利要求1所述的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其特征在于：所述纳米微气泡喷射头为纳米微气泡环形喷发器；所述纳米微气泡环形喷发器呈环形状阵列分布有8个；所述纳米微气泡环形喷发器向下方倾斜45°安装。
8.根据权利要求7所述的纳米微气泡净化工业有机废气VOCs的处理***，其特征在于：所述纳米微气泡环形喷发器选用高压精细喷嘴，长度49.5mm，喷嘴主体为六角形206mm，喷嘴帽盖为六角形17.5mm，喷嘴材质代码316SS。
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