一種廢氣處理裝置和廢氣處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種同步采用吸附、催化氧化和噴淋吸收處理VOC等污染物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種化工、涂料、家具、玩具、電子、噴涂等企業(yè)的大量產(chǎn)生，再加上環(huán)保投資力度的不夠，導(dǎo)致了大量工業(yè)VOC (揮發(fā)性有機(jī)化合物)廢氣的排放，使得大氣環(huán)境質(zhì)量下降，給人體健康帶來(lái)嚴(yán)重危害。對(duì)VOC廢氣的治理，目前廣泛采用活性炭法、噴淋吸收法、光分解法等。但其采用的VOC廢氣凈化裝置普遍功能單一，效果一般，表現(xiàn)為:
常規(guī)的活性炭吸附設(shè)備龐雜，吸附劑易飽和，更換或再生頻繁，運(yùn)行費(fèi)用高；
噴淋吸收法是利用液體吸收液與VOC廢氣的相似相溶性原理而達(dá)到處理VOC廢氣的目的。但吸收法設(shè)備龐大，運(yùn)行費(fèi)用較高，對(duì)VOC廢氣處理效率還不夠理想，特別是處理疏水性物質(zhì)時(shí)凈化效果較差；
光分解VOCs有兩種形式:一種是直接紫外光照令VOCs分解；另一種是光催化氧化。其中，受催化劑降解效率的影響，光催化氧化法在工業(yè)上的應(yīng)用還待開(kāi)發(fā)；而紫外光解設(shè)備沒(méi)有消除其產(chǎn)生的臭氧的措施，或者未充分利用剩余的臭氧去分解污染物，直接排放，污染空氣。
[0003]各種單一凈化技術(shù)(設(shè)備)和方法對(duì)不同類(lèi)型工廠產(chǎn)生的多種混合VOC廢氣適應(yīng)性及處理效果一般，甚至有時(shí)效果很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種廢氣處理裝置和廢氣處理方法，其具有適用性廣、操作簡(jiǎn)便、凈化效率高和投資運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種廢氣處理裝置，包括吸收塔、紫外氧化裝置、氣液混合裝置、輸送裝置以與紫外氧化裝置連接的釋放裝置，吸收塔由下而上依次設(shè)有置液部、進(jìn)氣口、填料層、終極噴頭和除霧器，終極噴頭與輸送裝置的出液口連通，氣液混合裝置的進(jìn)液口與置液部連通，氣液混合裝置的出液口與紫外氧化裝置連通，紫外氧化裝置的出氣口與置液部連通。
[0006]—種廢氣處理裝置，還包括霧化噴頭，所述霧化噴頭位于置液部和填料層之間，所述霧化噴頭與輸送裝置的出液口連通。
[0007]本發(fā)明的廢氣處理裝置可有效整合吸附、催化氧化和噴淋吸收于一體，相互配合增加廢氣處理的效果，靈活性強(qiáng)，適用性廣，置液部、紫外氧化裝置和填料層的配合使用提高了凈化效率，且操作簡(jiǎn)便，投資運(yùn)行費(fèi)用低。
[0008]其中，所述輸送裝置的進(jìn)液口與置液部連通。
[0009]其中，所述多孔填料為多面空心球或鮑爾環(huán)或階梯環(huán)。
[0010]其中，所述紫外氧化裝置的底部設(shè)有排液孔。
[0011 ] 其中，所述紫外氧化裝置內(nèi)還設(shè)有超聲波裝置。
[0012]其中，所述輸送裝置和氣液混合裝置均為溶氣栗，釋放裝置為風(fēng)機(jī)。
[0013]其中，所述霧化噴頭與進(jìn)氣口位置對(duì)應(yīng)。
[0014]—種廢氣處理方法，包括以下步驟:
步驟a)，往所述置液部裝入吸收液，給填料層添加多孔填料，啟動(dòng)所述輸送裝置和終極噴頭，終極噴頭噴淋氧化劑至填料層，氧化劑穿過(guò)填料層后滴入吸收液；
步驟b)，終極噴頭噴淋后，啟動(dòng)紫外氧化裝置和釋放裝置，釋放裝置將空氣輸送至紫外氧化裝置內(nèi)，紫外氧化裝置將所述空氣中的02輻照生成O3，然后釋放裝置將所生成的03輸送至置液部；
步驟C)，開(kāi)啟所述進(jìn)氣口，廢氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)，向下流動(dòng)的大部分廢氣被置液部的吸收液吸收；
向上流動(dòng)的廢氣穿過(guò)填料層，并在填料表面被03和噴淋的氧化劑分解成CO 2或無(wú)毒無(wú)害的小分子物質(zhì)；
步驟d)，開(kāi)啟進(jìn)氣口后，啟動(dòng)氣液混合裝置，將置液部的部分吸收液輸送至紫外氧化裝置，溶于吸收液的有機(jī)化合物在紫外線、O3聯(lián)合作用下氧化成CO2或其他易溶于水的小分子物質(zhì)；
步驟e)，在紫外氧化裝置凈化后的吸收液通過(guò)氣液混合裝置流回置液部；
步驟f)，向上流動(dòng)的被凈化后的廢氣上升至除霧器，除霧器除霧。
[0015]—種廢氣處理方法，所述步驟c)替換為步驟c’)，所述步驟c’)為:開(kāi)啟霧化噴頭，霧化噴頭噴淋氧化劑，開(kāi)啟進(jìn)氣口，廢氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)，霧化噴頭噴淋的氧化劑初步把廢氣中的疏水性有機(jī)物分解為CO2或易溶于水的小分子物質(zhì)，降低廢氣中疏水性有機(jī)物的濃度；
向下流動(dòng)的大部分廢氣被置液部的吸收液吸收；
向上流動(dòng)的廢氣穿過(guò)填料層，并在填料表面被03和噴淋的氧化劑分解成CO 2或無(wú)毒無(wú)害的小分子物質(zhì)。
[0016]其中，所述多孔填料為負(fù)載有固體石墨烯和金屬氧化物的多孔填料，實(shí)際應(yīng)用中，多孔填料可以為多面空心球或鮑爾環(huán)或階梯環(huán)，多面空心球、鮑爾環(huán)和階梯環(huán)均具有通量大和降壓小的特點(diǎn)，有利于增加負(fù)載材料的使用率。
[0017]其中，所述吸收液包含l-10g/L催化劑、l-10g/L氧化劑、水和占吸收液液層容積1/10-1/2的吸附劑。l-10g/L催化劑和l-10g/L氧化劑配合使用可適用于不同成分的廢氣和不同濃度的有機(jī)物廢氣；本發(fā)明通過(guò)引入吸收劑，并控制其體積占吸收液液層容積1/10-1/2，既能很好吸收廢氣，使廢氣被吸收入吸收液，也不會(huì)使吸收液的用量過(guò)大而增加設(shè)備的負(fù)擔(dān)。
[0018]其中，所述催化劑為廢氣中有機(jī)物的絡(luò)合物或可溶于水的金屬鹽中的一種或多種。根據(jù)相似相溶原理，有機(jī)物的絡(luò)合物可很好溶解廢氣中的有機(jī)物，并有效活化有機(jī)物的官能團(tuán)，使有機(jī)物更容易被氧化，達(dá)到催化的作用；在本反應(yīng)體系的相態(tài)中，使用可溶于水的金屬鹽可達(dá)到良好的均相催化效果。
[0019]其中，所述金屬鹽為鐵鹽、鈷鹽、錳鹽或銅鹽。H202、NaClO或Na2S2O8作氧化劑時(shí)，鐵鹽、鈷鹽、錳鹽或銅鹽作為催化劑，催化作用較好。
[0020]其中，所述氧化劑選自H2O2、NaClO或Na2S2Oi^的一種或多種。H2O2、NaClO或Na2S2O8均為強(qiáng)氧化劑，可氧化分解大部分有機(jī)化合物，且其后續(xù)產(chǎn)物為無(wú)污染的或者可溶于水的物質(zhì)，易于處理。
[0021]其中，所述吸附劑選自膨脹石墨、氧化石墨烯、活性炭、沸石、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、火山石、膨潤(rùn)土或硅藻土中的一種或多種。膨脹石墨、氧化石墨烯、活性炭、沸石、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、火山石、膨潤(rùn)土和硅藻土均具有疏松多孔結(jié)構(gòu)，對(duì)有機(jī)化合物具有強(qiáng)大的吸附能力，是優(yōu)良的吸附劑，且其可回收再生，循環(huán)利用，節(jié)省了材料和生產(chǎn)成本。
[0022]其中，所述吸附劑固設(shè)或懸浮于吸收液中。
[0023]其中，所述紫外線的波長(zhǎng)為170-190nm。在實(shí)際應(yīng)用中，紫外燈組可以為放射175nm，185nm，或者其他170_190nm中任一波長(zhǎng)紫外線的紫外燈的組合，均可將釋放裝置輸送來(lái)的空氣中的02輻照生成O3，吸收液通過(guò)氣液混合裝置進(jìn)入紫外氧化裝置，在紫外線、臭氧聯(lián)合作用下能把溶于水的有機(jī)物氧化成0)2或其他易溶于水的小分子物質(zhì)。
[0024]其有益效果在于:本發(fā)明廢氣處理方法有效整合吸附、催化氧化和噴淋吸收于一體，相互配合，提高了廢氣處理的效率，其中，
1)、廢氣進(jìn)入吸收塔后向下流動(dòng)的廢氣被吸收液吸收，并在吸收液內(nèi)被部分氧化分解；
2)、吸收液吸收廢氣后通過(guò)氣液混合裝置輸送至紫外氧化裝置，此時(shí)釋放裝置輸送來(lái)的空氣中的02在紫外氧化裝置內(nèi)被輻照生成O3，在紫外線、臭氧聯(lián)合作用下凈化吸收液中余下的廢氣，其中廢氣中的有機(jī)物被氧化成0)2或其他易溶于水的小分子物質(zhì)，達(dá)到進(jìn)一步凈化吸收液中的廢氣的效果，剩余的O3被釋放裝置輸送至置液部，部分O 3溶于溶液中與吸收液配合使用，另一部分O3逸出溶液，與填料層配合使用；
3)、如果廢氣中含疏水性有機(jī)物，且濃度較高時(shí)，則開(kāi)啟霧化噴頭，噴入氧化劑，初步把疏水性有機(jī)物分解為CO2或易溶于水的小分子物質(zhì)，降低廢氣中疏水性有機(jī)物的濃度，