CN114748998A - 一种车载电化学除臭箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车载电化学除臭箱，进入电化学除臭箱的臭气，依次通过碱洗室、酸洗室和分子筛吸收室去除碱性臭气、酸性臭气和剩余臭气。臭气在吸收液中充分吸收后开启钌铱电极电化学氧化单元，使臭气组分完全氧化去除，同时氧化反应后产物进一步补充酸、碱性吸收液，实现酸、碱性吸收液的再生循环使用。本发明用于垃圾转运箱和集装箱等小型密闭设备的除臭，可利用车载电源在垃圾转运过程中直接实现不同pH臭气组分的同步吸收、原位去除，酸、碱性吸收液的循环使用，大大增加了臭气处理效率，降低操作步骤，并节省成本。

Description

一种车载电化学除臭箱
技术领域
本发明属于环保除臭技术领域，特别涉及一种车载电化学除臭箱。
背景技术
目前，垃圾处理方面已经形成收集—转运—最终处置的完善处理流程和工艺。然而，在垃圾处理的过程中，无论是收集，转运，还是处置过程中，均会产生恶臭气体，影响环境与工作人员的身心健康。在垃圾中转站或垃圾处理厂中，物理方法有掩蔽剂法，化学方法有吸收法和焚烧法，生物方法有生物滤池法等。然而，在转运过程中，相应的臭气处理设备却相对较少。尤其是，垃圾在转运过程中由于车辆颠簸，温度变化，会导致箱内气压改变，进而导致臭气外溢风险。针对外溢臭气，传统的生物滤池法和焚烧法无法做到设备小型化，因此无法应用于垃圾转运车上。现有的化学臭气吸收法利用化学吸收液实现臭气的固定，虽然可以实现设备小型化，但存在吸收效率不高，吸收液无法循环利用的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种车载电化学除臭箱，在保证臭气组分处理效果的前提下，实现臭气组分原位去除、化学吸收液循环利用和设备小型化，以应用于垃圾转运过程中臭气的处理。
一种车载电化学除臭箱，包括由管道顺序连接的碱洗室、酸洗室和分子筛吸收室，其中：
所述碱洗室的碱洗腔体内设置有用于吸收酸性气体的碱性吸收液和电解装置，所述碱性吸收液包括NaOH和Na2SO4，初始pH值范围为9-11，Na2SO4浓度为500mg/L，在电化学中增加导电性，臭气吸收的过程中，碱洗腔体内pH值逐渐降低至7-8时开启电化学反应去除碱性吸收液吸收的气体成分，同时实现碱OH-的回收；
所述酸洗室的酸洗腔体内设置有用于吸收碱性气体的酸性吸收液和电解装置，所述酸性吸收液包括NaCl和HCl，初始pH值范围为3-4，NaCl浓度为300mg/L，在增加导电性的同时，Cl-在电化学作用下生成用于去除NH4 +的ClO-，臭气吸收的过程中，酸洗腔体内pH值逐渐上升至6-7时开启电化学感应去除酸性吸收液吸收的臭气成分，同时实现酸H+和Cl-的回收；
所述分子筛吸收室内设置的吸收腔体内包括用于吸收剩余臭气的生物碳高分子吸收筛。
进一步的，所述碱洗腔体和酸洗腔体内分别设置的电解***包括钌铱正电极和碳棒负电极。
进一步的，臭气进入碱洗室、酸洗室和分子筛吸收室均采用下进上出的方式，在碱洗室和酸洗室的管道进口设置单向阀以防止液体倒流。
进一步的，所述车载电化学除臭箱还包括监测-控制***，由电路集成箱、pH值监测仪、液位检测仪、显示装置，电压调节装置、电源接口和开关组成。
本发明有如下技术优点：
1)本发明创新性地实现在同一个吸收室内同步实现臭气的吸收和去除，减小了设备体积，使其能用于车载转运箱等小型场景；
2)本发明通过不同的吸收液成分，达到不同的pH臭气的同步去除。在碱洗室内，通过电化学直接氧化作用去除碱洗室内酸性气体成分H2S。在酸洗室内通过电化学产生强氧化性物质ClO-，去除碱性气体成分NH3。通过电化学作用，能够深度处理臭气成分，改善传统化学吸收法存在的二次污染的问题，同时通过化学作用实现吸收液的回收和利用。
附图说明
图1是臭气吸收箱的结构图；
图2是臭气吸收箱正面图；
其中：箱体-1、箱门-2、碱洗室-3、碱洗室腔体-4、碱洗室检修孔-5、进气孔-6、排气孔-7、酸洗室-8、酸洗室腔体-9、酸洗室检修孔-10、进气孔-11、排气孔-12、分子筛吸收室-13、分子筛吸收腔体-14、分子筛吸收室门-15、进气孔-16、排气孔-17、气体输送管-18、单向阀-19、pH检测器-20，21、液位检测仪-22，23、电极-24，25、显示屏-26，27、开关-28，29、调节按钮-30，31、电路集成箱-32，33、电源接口-34。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的车载电化学除臭箱进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
实施例1
一种车载电化学除臭箱，包括：箱体及设置箱体里面的臭气吸收***、电解***、管路***和监测-控制***组成。用于保护内部电化学除臭***的箱体1上设置箱门2用于检修。电化学除臭***包括：碱洗室3、酸洗室8、分子筛吸收室13。碱洗室3包括碱洗室腔体4、进气口6、出气口7和检修孔5。碱洗室腔体4内含碱性吸收液，用于吸收酸性气体，例如H2S，进气口6和排气口7与管路***相连接，用于传送气体。酸洗室8包括酸洗室腔体9、进气口11、排气口12和检修孔10。酸洗室腔体9内含酸性吸收液，用于吸收碱性气体，例如NH3，进气口11和排气口12与管路***相连接，用于传送气体。分子筛吸收室13包括吸收腔体14、吸收室门15、进气口16和排气口17。吸收腔体14内含活性生物分子筛，用于吸收剩余臭气，进气口16与出气口17与管路***连接，用于输送臭气，室门15在吸收室上方，用于更换吸收材料。
在碱洗室3里面电解质主要为NaOH和Na2SO4，初始pH范围为9-11，在酸洗室8里面主要电解质为：HCl和NaCl，初始pH范围为3～5。初始混合液浓度控制在5％～10％之间。通过电化学作用氧化去除臭气吸收液中臭气成分，同时实现酸、碱性吸收液的循环。
电极板24、25钌铱电极为正极，碳棒电极为负极，的电源控制***为采用车载电源供电，且电压可调，范围是0～30V，具体根据臭气浓度和处理量进行调节。在碱洗室3里面通过电化学直接氧化作用去除臭气，并实现碱性吸收液的循环补充。在酸洗室8里面，通过电化学作用氧化NaCl产生强氧化物质ClO-，去除臭气，同时实现酸性吸收液的补充。
电解过程中，碱洗室-3碱性吸收液吸收臭气产生的S2-，在电化学作用在阳极发生如下反应：
S2--2e-＝S
在阴极发生：
2H2O+4e-+O2＝4OH-
从而将S2-氧化为S，去除臭气成分，同时，能够实现碱性OH-的回收。
在酸洗室-8发生下列反应：
阳极：
Cl-+H2O-2e-＝ClO-+2H+
阴极：
2H++2e-＝H2
同时在酸洗室-8里面也发生下列反应：
Figure BDA0003576585310000041
从而将
Figure BDA0003576585310000042
氧化为N2，去除臭气成分，同时，能够实现酸性H+的回收。
例如：
酸洗室内采用NaCl作为电解质，利用钌铱电极对100mg/L氨氮模拟臭气吸收液进行电化学处理，在电压强度为4V时、经过1h的电化学处理、电化学吸收液中NH4 +含量从100mg/L降低至35.62mg/L去除率达到65％。同时pH从5.97降低至3.34，实现了酸性H+的回收。
采用Na2SO4作为电解质，利用钌铱电极对100mg/L硫化氢模拟臭气吸收液进行电化学处理，在电压强度为4V时、经过20min的电化学处理、电化学吸收液中S2-含量从100mg/L降低至6.14mg/L去除率达到93.8％。同时pH从7.5提升至8.96，实现了碱性OH-的回收。
管路***包括气体输送管18和单向阀19。管路***连通碱洗室3、酸洗室8和分子筛吸收室13。用于臭气在箱体内的转运。其中、臭气成分从底部进入碱洗、酸洗、分子筛吸收室、从上部流出。单向阀19设置在进入吸收室的管路上，防止吸收液倒流。
监测-控制***由电路集成箱32、33、pH监测仪20、21、液位检测仪22、23、显示屏幕26、27，电压调节按钮30、31、电源接口34、开关28、29组成。pH检测液20、21和液位检测仪22、23设置在吸收室内检测吸收室内pH的液位，并通过电路集成箱32、33传递到显示屏幕26、27上。电压调节按钮30、31用于调节电化学装置电压以适应不同流量浓度的臭气。
本发明用于垃圾转运箱和集装箱等小型密闭设备的除臭，可利用车载电源在垃圾转运过程中直接实现不同pH臭气组分的同步吸收、原位去除，酸、碱性吸收液的循环使用，大大增加了臭气处理效率，降低操作步骤，并节省成本。
上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种车载电化学除臭箱，其特征在于，包括由管道顺序连接的碱洗室、酸洗室和分子筛吸收室，其中：
所述碱洗室的碱洗腔体内设置有用于吸收酸性气体的碱性吸收液和电解装置，所述碱性吸收液包括NaOH和Na2SO4，初始pH值范围为9-11，Na2SO4浓度为500mg/L，在电化学中增加导电性，臭气吸收的过程中，碱洗腔体内pH值逐渐降低至7-8时开启电化学反应去除碱性吸收液吸收的气体成分，同时实现碱OH-的回收；
所述酸洗室的酸洗腔体内设置有用于吸收碱性气体的酸性吸收液和电解装置，所述酸性吸收液包括NaCl和HCl，初始pH值范围为3-4，NaCl浓度为300mg/L，在增加导电性的同时，Cl-在电化学作用下生成用于去除NH4 +的ClO-，臭气吸收的过程中，酸洗腔体内pH值逐渐上升至6-7时开启电化学感应去除酸性吸收液吸收的臭气成分，同时实现酸H+和Cl-的回收；
所述分子筛吸收室内设置的吸收腔体内包括用于吸收剩余臭气的生物碳高分子吸收筛。
2.根据权利要求1所述的车载电化学除臭箱，其特征在于，进一步的，所述碱洗腔体和酸洗腔体内分别设置的电解***包括钌铱正电极和碳棒负电极。
3.根据权利要求2所述的车载电化学除臭箱，其特征在于，臭气进入碱洗室、酸洗室和分子筛吸收室均采用下进上出的方式，在碱洗室和酸洗室的管道进口设置单向阀以防止液体倒流。
4.根据权利要求3所述的车载电化学除臭箱，其特征在于，所述车载电化学除臭箱还包括监测-控制***，由电路集成箱、pH值监测仪、液位检测仪、显示装置，电压调节装置、电源接口和开关组成。
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