CN210729115U - 一种化学化工类实验废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种化学化工类实验废气处理装置，包括过滤吸附单元、碱洗单元、吸附‑解析单元、紫外催化反应单元、气体排放单元。本实用新型设计简单，通过本处理装置可有效去除化学化工类实验室中的低浓度粉尘、酸性气体、低浓度VOCs等污染物，达到大气污染物排放标准。
Description
技术领域
本实用新型属于一种废气处理装置，具体涉及一种化学化工类实验废气处理装置。
背景技术
实验室的环境安全是各科研院所及高校正常开展教学、科研工作的重要保证，也直接关系到教师和学生的身心健康。实验室产生的废气特别是化学化工类实验室在使用各种试剂和样品过程中产生的挥发物、中间产物等气体，种类较多且复杂。大致可划分为有机、无机、粉尘和恶臭等类型。其特点：产生的废气量相对较小，但累积量还是大；排放时间表现为间歇性、阶段性。
目前现有的对含有机物废气处理技术主要有：氧化处理法、生化处理法、物理吸附法、焚烧法、吸收法、低温等离子法等。在实际运用中方法的选择主要依据废气产生的方式和污染物浓度结合能耗等因素的考虑，选择经济、去除率高、运行稳定的处理技术是关键。其中氧化处理法、焚烧法、低温等离子法对高浓度的有机物污染物废气的处理高，但是能耗高；生化处理法、物理吸附法等对低浓度的有机物污染物废气也有一定的处理效率，但是产生的废液和吸附饱和材料需二次处理。
对于化学化工类实验室废气主要由实验室内通风***、通风厨***的使用等产生的，其中酸性气体和有机污染物的种类和浓度不稳定，上述的处理方式的效率并不高。
发明内容
本发明提出一种化学化工类实验废气处理装置，其可以使实验室产生的废气中的污染物有效去除，达到排放标准，特别是针对酸性气体和有机污染物的种类和浓度不稳定的情况，具有处理效率高，能耗低的特点。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种化学化工类实验废气处理装置，包括过滤吸附单元51、碱洗单元52、吸附-解析单元53、紫外催化反应单元54和气体排放单元55，上述单元通过通气管道依次联通；其中：
过滤吸附单元51包括过滤吸附膜1；
碱洗单元52包括碱洗塔2；
吸附-解析单元53包括吸附-解析转盘3；
紫外催化反应单元54包括吸附紫外催化反应器5；
气体排放单元55包括第三电子阀开关21。
进一步的，所述过滤吸附单元还包括设置在过滤吸附膜1之前的第一压力传感器10 和设置在过滤吸附膜1之后的第二压力传感器11。
进一步的，所述碱洗单元还包括第一pH在线监测仪12、第一电子阀开关13、第二电子阀开关14以及直通管道22，其中第一pH在线监测仪12设置在第一电子阀开关13和第二电子阀开关14之前，第一电子阀开关13位于与所述碱洗塔2底部联通的通气管道中，而第二电子阀开关14位于与所述碱洗塔2顶部联通的直通管道22中。
进一步的，所述碱洗单元还包括碱液循环池7和提升泵8，其中碱液循环池7底部与所述碱洗塔2联通，提升泵8与碱液循环池7相连，其可以将碱液循环池7中的液体提升至碱洗塔2顶部。
进一步的，所述碱洗单元还包括第二pH在线监测仪15和第二风机9，其中第二pH在线监测仪15和第二风机9均位于碱洗塔2与直通管道22联通的部分之后与吸附-解析单元联通的通气管道之中。
进一步的，所述吸附-解析单元还包括第一VOCs在线监测仪16、太阳能热装置4和温度控制器17，其中太阳能热装置4通过温度控制器17与吸附-解析转盘3相连，而第一VOCs在线监测仪16位于吸附-解析转盘3前。
进一步的，所述紫外催化反应单元还包括温度传感器18，其中温度传感器18位于吸附紫外催化反应器5中。
进一步的，所述气体排放单元还包括第一风机6、第二VOCs在线监测仪19、回流电子阀开关20以及循环管道23，其中第一风机6位于气体排放单元前端，而所述第三电子阀开关21位于气体排放单元尾端，循环管道23一端与吸附-解析单元中吸附-解析转盘3前端的通气管道联通，循环管道23另外一端与气体排放单元中位于第一风机6与第三电子阀开关21之间的通气管道联通，回流电子阀开关20位于循环管道23上，第二VOCs在线监测仪19位于第三电子阀开关21之前的任意位置。
本发明具有如下优点：本发明主要针对污染因子为低浓度粉尘、酸性气体和VOCs的实验室废气的污染源治理，并通过处理后达标排放。在本发明中，各在线传感器可实时检测污染因子浓度变化，关键操作节点运行条件稳定情况等，对非正常工况及时关停避免事故发生。同时本发明在采用吸附紫外催化氧化反应器前去除了废气中的固体颗粒物和酸性气体等，保证后续处理单元的正常运行和处理效率。同时针对废气的污染成分波动大，间歇性排放等特点，采用太阳能加热装置辅助富集的VOCs(挥发性有机物)解析，在节约能耗的同时，也利于后续处理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1-过滤吸附膜；2-碱洗塔；3-吸附-解析转盘；4-太阳能热装置；5-吸附紫外催化反应器；6-第一风机；7-碱液循环池；8-提升泵；9-第二风机；10-第一压力传感器；11-第二压力传感器；12-第一pH在线监测仪；13-第一电子阀开关；14-第二电子阀开关；15-第二pH在线监测仪；16—第一VOCs在线监测仪；17-温度控制器；18-温度传感器；19-第二VOCs在线监测仪；20-回流电子阀开关；21-第三电子阀开关；22-直通管道；23-循环管道；51-过滤吸附单元；52-碱洗单元；53-吸附-解析单元；54-紫外催化反应单元；55-气体排放单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种化学化工类实验废气处理装置，包括过滤吸附单元51、碱洗单元52、吸附-解析单元53、紫外催化反应单元54和气体排放单元55，上述单元通过通气管道依次联通；其中：
过滤吸附单元51包括过滤吸附膜1；
碱洗单元52包括碱洗塔2；
吸附-解析单元53包括吸附-解析转盘3；
紫外催化反应单元54包括吸附紫外催化反应器5；
气体排放单元55包括第三电子阀开关21。
本发明中具有低浓度粉尘、酸性气体和VOCs特性的化学化工类实验室废气通过通气管道进入过滤吸附单元51，通过过滤吸附膜1可以吸附掉其中的粉尘，然后进入碱洗单元52，利用碱洗塔2可以吸收其中的酸性气体，同时也可以过滤掉滤吸附膜1中没有吸附完全的粉尘；之后的废气再进入吸附-解析单元53，其中的吸附-解析转盘3可以吸附浓缩气体中的VOCs并进行高温解析，吸附-解析转盘3的材料是沸石等；高温解析后VOCs进入紫外催化反应单元54，其中的吸附紫外催化反应器5可以利用紫外线催化废气中的VOCs组分使其达到排放标准，最后将经过上述处理后的气体通过打开气体排放单元55中的第三电子阀开关21将其排放到空气中。
进一步的，所述过滤吸附单元还包括设置在过滤吸附膜1之前的第一压力传感器10 和设置在过滤吸附膜1之后的第二压力传感器11。设置在过滤吸附膜1前后的第一压力传感器10和第二压力传感器11可以检测出废气通过过滤吸附膜1前后的压力，从而判断粉尘浓度变化情况，其通过检测废气在通过过滤吸附膜1前后的压力差，可以判断过滤吸附膜1 的吸收能力，从而确定是否应当更换过滤吸附膜1。
进一步的，所述碱洗单元还包括第一pH在线监测仪12、第一电子阀开关13、第二电子阀开关14以及直通管道22，其中第一pH在线监测仪12设置在第一电子阀开关13和第二电子阀开关14之前，第一电子阀开关13位于与所述碱洗塔2底部联通的通气管道中，而第二电子阀开关14位于与所述碱洗塔2顶部联通的直通管道22中。第一pH在线监测仪 12可以及时的在线检测通过过滤吸附单元后的废气的PH值，若第一pH在线监测仪12检测出废气为未达到排放标准的酸性气体时，则打开第一电子阀开关13同时关闭第二电子阀开关14，这时废气通过通气管道从碱洗塔2的底部进入然后从碱洗塔2顶部排出，碱洗塔2 中的碱性液体可以有效去除废气中的酸性气体，然后再进入下一个环节；若pH在线监测仪 1检测出废气非酸性气体或者PH值达到排放标准，则关闭第一电子阀开关13同时打开第二电子阀开关14，这时废气通过直通管道22可以直接到达碱洗塔2的顶部进入下一个环节。需要说明的是，在设计中需要注意防止碱洗塔2中液体流入与其底部联通的通气管道中，因为该设计不是本发明的重点，就不再本发明中详细具体说明，最简单的设计就是通气管道从碱洗塔2中液体上端***碱洗塔2的底部。
进一步的，所述碱洗单元还包括碱液循环池7和提升泵8，其中碱液循环池7底部与所述碱洗塔2联通，提升泵8与碱液循环池7相连，其可以将碱液循环池7中的液体提升至碱洗塔2顶部。提升泵8与碱液循环池7的结合可以将碱液循环池7中的液体提升至碱洗塔 2顶部，其可以从碱洗塔2顶部进行喷淋，进一步的加强废气中的PH的中和效果。
进一步的，所述碱洗单元还包括第二pH在线监测仪15和第二风机9，其中第二pH在线监测仪15和第二风机9均位于碱洗塔2与直通管道22联通的部分之后与吸附-解析单元联通的通气管道之中。第二pH在线监测仪15可以继续检测经过碱洗塔2的废气的PH值，第二风机9打开后可以加速废气排出到下一个环节。第二pH在线监测仪15和第一pH在线监测仪12配合可以监测pH变化是否异常，情况异常时说明碱洗塔2需要更换，可以进行人工处理。
进一步的，所述吸附-解析单元还包括第一VOCs在线监测仪16、太阳能热装置4和温度控制器17，其中太阳能热装置4通过温度控制器17与吸附-解析转盘3相连，而第一VOCs在线监测仪16位于吸附-解析转盘3前。因为吸附-解析转盘3需要高温对VOCs进行解析，所以太阳能热装置4可以为其提供热能，而温度控制器17可以控制吸附-解析转盘3 中的温度，因为温度过低则解析不完全，而温度过高设备易受损。
进一步的，所述紫外催化反应单元还包括温度传感器18，其中温度传感器18位于吸附紫外催化反应器5中。温度传感器18的作用是用于监测温度是否异常，温度异常会影响催化效果，出现温度异常时可以进行人工处理。
进一步的，所述气体排放单元还包括第一风机6、第二VOCs在线监测仪19、回流电子阀开关20以及循环管道23，其中第一风机6位于气体排放单元前端，而所述第三电子阀开关21位于气体排放单元尾端，循环管道23一端与吸附-解析单元中吸附-解析转盘3前端的通气管道联通，循环管道23另外一端与气体排放单元中位于第一风机6与第三电子阀开关21之间的通气管道联通，回流电子阀开关20位于循环管道23上，第二VOCs在线监测仪19位于第三电子阀开关21之前的任意位置。第二VOCs在线监测仪19可以检测出经过紫外催化反应单元的气体的VOCs情况，如果达到排放标准，则打开第三电子阀开关21并关闭回流电子阀开关20，将气体排入空气中；如果没有达到排放标准，则关闭第三电子阀开关21并打开回流电子阀开关20，将气体通过循环管道23排入吸附-解析单元中继续进行处理。
本发明还可以进一步自动化，比如检测到气体排放时，才运行上述***，并在排放完毕后自动关闭***等。本发明中的第一电子阀开关13和第二电子阀开关14可以和第一pH在线监测仪12进行电性连接，进行PLC编程，实现自动化控制；第三电子阀开关21和回流电子阀开关20可以和第二VOCs在线监测仪19电性连接，进行PLC编程，实现自动化控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种化学化工类实验废气处理装置，其特征在于，包括过滤吸附单元（51）、碱洗单元（52）、吸附-解析单元（53）、紫外催化反应单元（54）和气体排放单元（55），上述单元通过通气管道依次联通；其中：
过滤吸附单元（51）包括过滤吸附膜（1）；
碱洗单元（52）包括碱洗塔（2）；
吸附-解析单元（53）包括吸附-解析转盘（3）；
紫外催化反应单元（54）包括吸附紫外催化反应器（5）；
气体排放单元（55）包括第三电子阀开关（21）。
2.根据权利要求1所述的化学化工类实验废气处理装置，其特征在于：所述过滤吸附单元还包括设置在过滤吸附膜（1）之前的第一压力传感器（10）和设置在过滤吸附膜（1）之后的第二压力传感器（11）。
3.根据权利要求1所述的化学化工类实验废气处理装置，其特征在于：所述碱洗单元还包括第一pH在线监测仪（12）、第一电子阀开关（13）、第二电子阀开关（14）以及直通管道（22），其中第一pH在线监测仪（12）设置在第一电子阀开关（13）和第二电子阀开关（14）之前，第一电子阀开关（13）位于与所述碱洗塔（2）底部联通的通气管道中，而第二电子阀开关（14）位于与所述碱洗塔（2）顶部联通的直通管道（22）中。
4.根据权利要求3所述的化学化工类实验废气处理装置，其特征在于：所述碱洗单元还包括碱液循环池（7）和提升泵（8），其中碱液循环池（7）底部与所述碱洗塔（2）联通，提升泵（8）与碱液循环池（7）相连，其可以将碱液循环池（7）中的液体提升至碱洗塔（2）顶部。
5.根据权利要求3所述的化学化工类实验废气处理装置，其特征在于：所述碱洗单元还包括第二pH在线监测仪（15）和第二风机（9），其中第二pH在线监测仪（15）和第二风机（9）均位于碱洗塔（2）与直通管道（22）联通的部分之后与吸附-解析单元联通的通气管道之中。
6.根据权利要求1所述的化学化工类实验废气处理装置，其特征在于：所述吸附-解析单元还包括第一VOCs在线监测仪（16）、太阳能热装置（4）和温度控制器（17），其中太阳能热装置（4）通过温度控制器（17）与吸附-解析转盘（3）相连，而第一VOCs在线监测仪（16）位于吸附-解析转盘（3）前。
7.根据权利要求1所述的化学化工类实验废气处理装置，其特征在于：所述紫外催化反应单元还包括温度传感器（18），其中温度传感器（18）位于吸附紫外催化反应器（5）中。
8.根据权利要求1所述的化学化工类实验废气处理装置，其特征在于：所述气体排放单元还包括第一风机（6）、第二VOCs在线监测仪（19）、回流电子阀开关（20）以及循环管道（23），其中第一风机（6）位于气体排放单元前端，而所述第三电子阀开关（21）位于气体排放单元尾端，循环管道（23）一端与吸附-解析单元中吸附-解析转盘（3）前端的通气管道联通，循环管道（23）另外一端与气体排放单元中位于第一风机（6）与第三电子阀开关（21）之间的通气管道联通，回流电子阀开关（20）位于循环管道（23）上，第二VOCs在线监测仪（19）位于第三电子阀开关（21）之前的任意位置。
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