一體化廢氣處理設備的製作方法

2023-06-11 01:12:11 1

本發明涉及廢氣處理領域，特別是涉及一種一體化廢氣處理設備。

背景技術：

廢氣處理(fluegastreatment)主要是指針對工業場所產生的工業廢氣諸如粉塵顆粒物、煙氣煙塵、異味氣體、有毒有害氣體進行治理的工作。常見的廢氣處理有工廠煙塵廢氣處理、車間粉塵廢氣處理、有機廢氣處理、廢氣異味處理、酸鹼廢氣處理、化工廢氣處理等。

但是傳統的廢氣處理設備淨化功能單一，淨化速度較慢，需要消耗較長的淨化時間，導致工作效率低下。

技術實現要素：

基於此，有必要針對上述廢氣處理設備淨化功能單一、淨化速度較慢的問題，提供一種淨化功能多樣、淨化速度較快的一體化廢氣處理設備。

具體的技術方案如下：

一種一體化廢氣處理設備，包括：

降溫裝置，包括殼體和降溫噴淋機構，所述殼體具有降溫腔，所述降溫噴淋機構設於所述降溫腔內，所述殼體上設有與所述降溫腔連通的降溫進氣口、降溫出氣口和降溫出水口，所述降溫腔內從所述降溫進氣口至所述降溫出氣口設有多個隔板以將所述降溫腔分隔為多個降溫區，所述隔板上開設有通孔；

噴淋淨化裝置，包括塔體和淨化噴淋機構，所述塔體具有容納腔，所述塔體上設有與所述容納腔連通的淨化進氣口、淨化出水口和淨化出氣口，所述淨化噴淋機構設於所述容納腔內，所述淨化進氣口與所述降溫出氣口連通；以及

氣體淨化裝置，包括具有淨化腔的本體，所述本體上設有與所述淨化腔連通的進風口和出風口，所述進風口與所述淨化出氣口連通，所述淨化腔包括等離子反應腔，所述等離子反應腔內設有等離子電場發生器。

本發明的一體化廢氣處理設備工作時廢氣首先在降溫裝置內經過多個降溫區進行噴淋降溫，在較小的設備內保證了合適的氣體停留時間，增強了降溫效果。隨後廢氣在噴淋淨化裝置中通過噴淋化學試劑與廢氣中的汙染物分子進行反應將其降解，從而使廢氣得到淨化。最後廢氣在氣體淨化裝置中通過等離子電場發生器作用下產生的高能態中性活性粒子、臭氧(o3)等轟擊汙染物分子，使其電離、解離和激發，然後引發一系列複雜的物理、化學反應，使複雜大分子汙染物轉變為簡單小分子安全物質，或使有毒有害物質轉變成無毒無害或低毒低害的物質，從而使汙染物得以進一步降解去除。該一體化廢氣處理設備淨化功能多樣，廢氣依次通過降溫裝置、噴淋淨化裝置和氣體淨化裝置進行淨化，通過多級淨化降解惡臭汙染等廢氣，顯著提高了氣體淨化速度，淨化更徹底，淨化氣體達到《惡臭汙染物排放標準》(gb14554-93)要求，提高了工作效率。

在其中一個實施例中，所述降溫噴淋機構的數量為多個，多個所述降溫噴淋機構分別設於多個所述降溫區內，多個所述降溫區內均設有降溫填料層。

在其中一個實施例中，所述降溫裝置還包括冷卻塔，所述冷卻塔分別與所述降溫噴淋機構和所述所述降溫出水口連通。

在其中一個實施例中，所述塔體內沿底部到頂部依次設有旋流結構層和淨化填料層以將所述容納腔分隔為第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述淨化進氣口和淨化出水口與所述第一腔室連通，所述淨化出氣口與所述第三腔室連通；所述淨化噴淋機構包括第一噴淋組件和第二噴淋組件，所述第一噴淋組件設於所述淨化出氣口與所述淨化填料層之間並朝向所述塔體的底部，所述第二噴淋組件設於所述淨化填料層與所述旋流結構層之間並朝向所述塔體的頂部。

在其中一個實施例中，所述塔體內還設有脫水層，所述脫水層位於所述淨化出氣口和所述第一噴淋組件之間。

在其中一個實施例中，所述淨化腔還包括第一光反應腔和第二光反應腔，所述第一光反應腔、所述等離子反應腔和所述第二光反應腔從所述進風口至所述出風口依次設置，所述第一光反應腔和所述第二光反應腔內均設有光觸媒組件和與所述光觸媒組件相鄰設置的發光組件。

在其中一個實施例中，所述發光組件上罩設有透明罩。

在其中一個實施例中，所述本體上可拆卸地安裝有收容件，所述光觸媒組件收容於所述收容件內並通過所述收容件固定於所述第一光反應腔和所述第二光反應腔內。

在其中一個實施例中，所述一體化廢氣處理設備還包括活性炭箱，所述活性炭箱與所述氣體淨化裝置的出風口連通。

在其中一個實施例中，所述一體化廢氣處理設備還包括排氣筒和引風機，所述排氣筒與所述活性炭箱連通，所述引風機設於所述排氣筒上。

附圖說明

圖1為一實施例的一體化廢氣處理設備的透視圖；

圖2為圖1所示的一體化廢氣處理設備的噴淋淨化裝置的結構示意圖；

圖3為圖1所示的一體化廢氣處理設備的氣體淨化裝置的結構示意圖；

圖4為圖3所示的氣體淨化裝置的左視圖；

圖5為圖3所示的氣體淨化裝置的結構示意圖；

圖6為圖1所示的一體化廢氣處理設備的俯視角度的透視圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為「安裝於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連通」另一個元件，它可以是直接連通到另一個元件或者可能同時存在居中元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，本發明較佳實施例中的一種廢氣處理設備400，包括降溫裝置100、噴淋淨化裝置200和氣體淨化裝置300。

降溫裝置100包括殼體110和降溫噴淋機構120，殼體110具有降溫腔101，降溫噴淋機構120設於降溫腔101內，殼體110上設有與降溫腔101連通的降溫進氣口102、降溫出氣口103和降溫出水口104，降溫腔101內從降溫進氣口102至降溫出氣口103設有多個隔板105以將降溫腔101分隔為多個降溫區，隔板105上開設有通孔1051。

如圖2所示，噴淋淨化裝置200包括塔體210和淨化噴淋機構220，塔體210具有容納腔，塔體210上設有與容納腔連通的淨化進氣口204、淨化出水口205和淨化出氣口206，淨化噴淋機構220設於容納腔內，淨化進氣口204與降溫出氣口103連通；

如圖3所示，氣體淨化裝置300包括具有淨化腔320的本體310，本體310上設有與淨化腔320連通的進風口301和出風口302，進風口301與淨化出氣口206連通，淨化腔320包括等離子反應腔322，等離子反應腔322內設有等離子電場發生器3221。

本實施例的一體化廢氣處理設備400工作時廢氣首先在降溫裝置100內經過多個降溫區進行噴淋降溫，在較小的設備內保證了合適的氣體停留時間，增強了降溫效果。隨後廢氣在噴淋淨化裝置200中通過噴淋相應化學試劑與廢氣中的汙染物分子進行反應將其降解，從而使廢氣得到淨化。最後廢氣在氣體淨化裝置300中通過等離子電場發生器3221作用下產生的高能態中性活性粒子、臭氧(o3)等轟擊汙染物分子，使其電離、解離和激發，然後引發一系列複雜的物理、化學反應，使複雜大分子汙染物轉變為簡單小分子安全物質，或使有毒有害物質轉變成無毒無害或低毒低害的物質，從而使汙染物得以進一步降解去除。該一體化廢氣處理設備400淨化功能多樣，廢氣依次通過降溫裝置100、噴淋淨化裝置200和氣體淨化裝置300進行淨化，通過多級淨化降解惡臭汙染等廢氣，顯著提高了氣體淨化速度，淨化更徹底，淨化氣體達到《惡臭汙染物排放標準》(gb14554-93)要求，提高了工作效率。

進一步地，繼續參閱圖1，降溫噴淋機構120的數量為多個，多個降溫噴淋機構120分別設於多個降溫區內，多個降溫區內均設有降溫填料層121，使廢氣在每個降溫區內氣液傳質充分，從而進行更有效的噴淋降溫，提高降溫效率。

可選地，多個隔板105平行間隔設置，相鄰隔板105中，一個隔板105的通孔1051靠近降溫腔101的一側，另一個隔板105的通孔1051靠近降溫腔101的另一側，從而使氣體在降溫腔101內呈「幾」字型流動，在較小的設備內保證了合適的氣體停留時間，使降溫效果更好。在本實施例中，降溫噴淋機構120設於降溫腔101的頂部，相鄰隔板105中，一個隔板105的通孔1051靠近降溫腔101的頂部，另一個隔板105的通孔1051靠近降溫腔101的底部，降溫填料層121與降溫噴淋機構120間隔相對設置，使廢氣經過每個降溫區的降溫填料層121以更好地進行氣液熱交換，提高降溫效率。

在一個實施例中，降溫裝置100還包括冷卻塔130，冷卻塔130分別與降溫噴淋機構120和降溫出水口104連通。如此，由冷卻塔130為降溫噴淋機構120提供溫度較低的冷水，與廢氣進行熱交換後的溫度較高的熱水通過降溫出水口104再回到冷卻塔130進行冷卻以實現水的循環使用，節約用水。進一步地，降溫裝置100還包括冷水箱140和熱水箱150，冷水箱140和熱水箱150設於殼體110底部，沿降溫進氣口102至降溫出氣口103方向布置，冷水箱140分別與降溫噴淋機構120和冷卻塔130連通，熱水箱150分別與降溫出水口104和冷卻塔130連通。具體地，降溫裝置100還包括噴淋泵160、冷水泵170和熱水泵180，噴淋泵160用於從冷水箱140抽冷水至降溫噴淋機構120，冷水泵170用於將冷水從冷卻塔130抽至冷水箱140，熱水泵180用於將熱水箱150中的熱水抽至冷卻塔130進行冷卻。在本實施例中，降溫噴淋機構120為sus304材質不堵塞螺旋噴頭，降溫填料層121採用sus304鮑爾環，可以理解，不限於此，可根據需要選擇。

在一個實施例中，請參閱圖2，塔體210內沿底部到頂部依次設有旋流結構層211和淨化填料層212以將容納腔分隔為第一腔室201、第二腔室202和第三腔室203，淨化進氣口204和淨化出水口205與第一腔室201連通，淨化出氣口206與第三腔室203連通。淨化噴淋機構220包括第一噴淋組件221和第二噴淋組件222，第一噴淋組件221設於淨化出氣口206與淨化填料層212之間並朝向塔體210的底部，第二噴淋組件222設於淨化填料層212與旋流結構層211之間並朝向塔體210的頂部。如此，廢氣可通過塔體210底部的淨化進氣口204進入塔體210內，依次經過第一腔室201、第二腔室202和第三腔室203到達淨化出氣口206，隨後通過進風口301進入淨化腔320。首先，廢氣中的部分顆粒物附著於旋流結構層211上，並經旋流結構層211的離心作用甩到塔體210內壁，隨後落至塔體210底部經淨化出水口205排出，可初步去除廢氣中含有的塵埃顆粒物，減少淨化填料層212的灰塵積累。之後廢氣通過淨化填料層212以與噴淋液充分接觸，從而進一步降解去除廢氣中的汙染物。第一噴淋組件221和第二噴淋組件222分別從兩側將噴淋液噴淋到淨化填料層212，一方面可使廢氣更充分地與噴淋液接觸，提高淨化效果，另一方面可洗滌粘附在淨化填料層212中的塵粒，達到自動清洗填料的效果，使填料不易積累灰塵，無需頻繁取出清洗，省時省力。

可選地，淨化填料層212填充有多面空心填料、鮑爾環填料和/或階梯環填料，具有氣流阻力小、液體分布均勻等特點，旋流結構層211為旋流板，具有結構簡單、效率高等特點，可以理解，不限於此，可根據需要選擇。

在一個實施例中，塔體210內還設有脫水層213，脫水層213位於淨化出氣口206和第一噴淋組件221之間。脫水層213起分離氣液的作用，用於降低廢氣的溼度，從而避免影響後續配套設備。可選地，脫水層213為波紋板材料，可以理解，不限於此，也可以是其他可以除霧的材料。

在一個實施例中，淨化噴淋機構220還包括第三噴淋組件223，第三噴淋組件223設於第二噴淋組件222與旋流結構層211之間並朝向塔體210的底部，從而使廢氣能更充分地與噴淋液接觸，同時使旋流結構層211上具有較多的噴淋液，從而廢氣中的顆粒物更容易附著於旋流結構層211。

進一步地，淨化噴淋機構220還包括第四噴淋組件224，第四噴淋組件224設於旋流結構層211遠離塔體210頂部的一側並朝向塔體210的底部，從而可對廢氣進行初步洗滌，降低廢氣中顆粒物的數量。

在一個實施例中，塔體210的底部設有與淨化出水口205連通的儲液槽230，用於承接淨化噴淋機構220噴灑的噴淋液及掉落的廢渣。

可選地，塔體210的底面與儲液槽230具有間隔的距離以形成廢物清理口231，以便於觀察儲液槽230中水質情況和廢渣積累量，同時方便操作人員通過該廢物清理口231清理儲液槽230中的廢渣，提高清理效率。

進一步地，儲液槽230上設有支撐柱232，支撐柱232遠離儲液槽230的一端與塔體210連接，用於輔助支撐塔體210，使裝置更加穩定。儲液槽230還設有排水管233和溢流管234，便於進行排水和防止水位過高。

在一個實施例中，噴淋淨化裝置200還包括液體循環機構240，液體循環機構240包括連接管241和循環泵242，連接管241一端與儲液槽230連通，另一端與淨化噴淋機構220連通，循環泵242設於連接管241上。如此，可通過液體循環機構240回收利用噴淋液，從而減少噴淋液的消耗量，降低成本。

進一步地，液體循環機構240還包括儲液箱243，儲液箱243一端與儲液槽230連通，另一端與連接管241連通，從而連接管241通過儲液箱243與儲液槽230連通。可選地，儲液箱243內設有過濾網2431，用於防止儲液槽230中的廢渣堵塞循環泵242。儲液箱243內還設有浮球開關(圖未示)，通過浮球開關可控制儲液槽230的水位。

可選地，塔體210上設有多個觀察窗214，以便於查看設備運行情況及方便進入維護檢修。在一個實施例中，第一腔室201和第二腔室202分別設有一個觀察窗214，第三腔室203被脫水層213分隔成的兩個腔室分別設有一個觀察窗214，從而可方便地觀察塔體210不同位置的運行情況，並針對性地進行維護檢修。

噴淋淨化裝置200的噴淋液可用自來水，也可配備攪拌桶溶解酸或鹼藥劑並通過蠕動泵按一定流速添加到淨化噴淋機構220中，隨循環用水噴淋，根據具體的汙染氣體成分有針對性地選擇藥劑類型。在本實施例中，噴淋淨化裝置200的數量為兩個，且一個噴淋淨化裝置200通過淨化出氣口206與相鄰的噴淋淨化裝置200的淨化進氣口204依次連接，其中一個噴淋淨化裝置200的噴淋液使用酸性噴淋液，以用於除去酸溶性汙染成分，另一個噴淋淨化裝置200的噴淋液採用鹼性噴淋液，以用於除去鹼溶性汙染成分，可以理解，噴淋淨化裝置200的數量可以根據需要設置，並根據需要採用不同的噴淋液，以進行針對性的淨化。

在一個實施例中，請參閱圖3，淨化腔320還包括第一光反應腔321和第二光反應腔323，第一光反應腔321、等離子反應腔322和第二光反應腔323從進風口301至出風口302依次設置，第一光反應腔321和第二光反應腔323內均設有光觸媒組件3211和與光觸媒組件3211相鄰設置的發光組件3212。通過光催化-等離子-光催化的布置形式能形成一種耦合作用，一方面等離子體產生的光也可以激活光觸媒組件3211，等離子電場發生器3221與發光組件3212共同照射光觸媒組件3211，可增強光催化活性；另一方面，等離子體產生的高能態中性活性粒子、臭氧(o3)可擴散至相鄰的第一光反應腔321和第二光反應腔323，促進光觸媒組件3211的激活，增強光催化作用；再一方面，發光組件3212的照射能促使活化的光觸媒組件3211吸附由等離子體產生的大量中性基團粒子以及有害氣體分子，從而促進了有害氣體的氧化分解，能更高效地分解大分子汙染成分。

可選地，發光組件3212上罩設有透明罩(圖未示)，如此，可以保持發光組件3212的清潔，防止被有害氣體腐蝕，同時又不影響光照，使該設備能持久高效地運行。

在一個實施例中，本體310上可拆卸地安裝有收容件(圖未示)，光觸媒組件3211收容於收容件內並通過收容件分別固定於第一光反應腔321和第二光反應腔323內。如此，可通過拆卸收容件方便地更換光觸媒組件3211，降低了運行維護成本。具體地，收容件可以抽屜形式、卡扣形式等方式進行安裝，不限於此，可根據需要設置。

可選地，第一光反應腔321與進風口301之間設有除溼組件311，從而可將氣體攜帶的水蒸汽阻隔或吸收，防止水蒸汽對光觸媒組件3211性能的毒害。具體地，除溼組件311為炭纖維，可以理解，不限於此，可根據需要選擇其他能夠阻隔水蒸氣的材料。

可選地，第二光反應腔323與出風口302之間設有吸附組件312，從而可吸附經過第一光反應腔321、等離子反應腔322及第二光反應腔323淨化後殘留的臭氧、汙染氣體分子或者降解後的汙染成分，從而進一步淨化氣體。可以理解，除溼組件311和吸附組件312也可通過上述收容件進行固定，以便於更換。

在一個實施例中，第一光反應腔321和第二光反應腔323內均設有多個光觸媒組件3211和多個發光組件3212，多個光觸媒組件3211與多個發光組件3212相間設置，從而提高淨化能力和淨化效率。進一步地，多個光觸媒組件3211與多個發光組件3212沿進風口301至出風口302方向設置，對氣體進行多級淨化處理。

可選地，本體310外側壁設有鎮流組件(圖未示)，鎮流組件與發光組件3212電連接，從而使發光組件3212更穩定地工作。

進一步地，如圖4所示，鎮流組件上罩設有保護罩313，保護罩313一端設有朝向鎮流組件的散熱組件314，另一端開設有散熱口(圖未示)，用於對鎮流組件進行降溫，使鎮流組件長時間穩定工作。

可選地，光觸媒組件3211為三維網狀結構的泡沫鎳負載納米二氧化鈦(tio2)，發光組件3211為紫外燈。tio2電子結構特點為一個滿的價帶和一個空的導帶，在大於其帶隙能的光照條件下，電子就可從價帶激發到導帶形成自由電子，而在價帶形成一個帶正電的空穴，形成電子—空穴對，導帶電子是良好的還原劑。空穴一般與表面吸附的h2o或oh-離子反應形成具有強氧化性的活性羥基(·oh)。電子則與表面吸附的氧分子(o2)反應，生成超氧離子(·o2-)。超氧離子可與水進一步反應，生成過羥基(·ooh)和雙氧水(h2o2)，在上述活性氧化類物質的協同作用下，可打開有機氣體中某些分子的化學鏈，使氣體中的活性因子、自由基等混合產生氧化和還原反應，進行複雜的鏈式反應和協同反應，使有機氣體在反應中轉化生成無臭的水、二氧化碳和簡單的碳水化合物，能迅速有效地分解有機物，消除臭味。可以理解，光觸媒組件3211和發光組件3212可根據需要設置其他類型。

可選地，本體310上還設有排水口(圖未示)，光催化反應會產生水，因此可通過排水口將反應生成的水排出，確保裝置的穩定運行。

可選地，如圖5所示，本體310上還設有可開合的維修門315，便於對本體310內部組件進行維護與更換。進一步地，維修門315與本體310之間的縫隙設有密封墊，防止廢氣逸散出來降低淨化效率。

在一個實施例中，本體310外側壁還設有電源箱316，電源箱316內設有與等離子電場發生器3221電連接的開關電源和高壓瓷瓶，電源箱316上設有維護窗以便於檢修。可選地，等離子電場發生器3221具體為低溫等離子蜂窩電場發生器，高壓瓷瓶通過頂針與低溫等離子蜂窩電場發生器連接，低溫等離子蜂窩電場發生器由多個平行陽極筒組成，陽極筒中心有陰極針，荷電的煙、塵及惡臭分子在電場力作用下被吸附到陽極筒上，陰極在高壓電場下發射電子，轟擊氣體，產生各種離子、原子和自由基，具有很高化學反應活性的高能電子自由基與廢氣中的汙染物作用，使汙染分子在極短的時間內發生分解。可以理解，等離子電場發生器3221的類型不限於此，可根據需要選擇。

在一個實施例中，再次參閱圖1，一體化廢氣處理設備400還包括活性炭箱401，活性炭箱401與氣體淨化裝置300的出風口302連通，用於進一步吸附殘餘的汙染氣體分子，提高淨化效果。

進一步地，一體化廢氣處理設備400還包括排氣筒402和引風機403，排氣筒402與活性炭箱401連通，引風機403設於排氣筒402上，用於提供動力，將淨化後的氣體通過排氣筒402引導至高處排放。進一步地，排氣筒402上開設有檢查孔(圖未示)，用於氣體的採樣檢查。可選地，如圖6所示，一體化廢氣處理設備400收容於箱體404中，便於進行整體運輸和安裝，排氣筒402的排氣一端伸出箱體404以便於排出淨化後的氣體。箱體404上設有側門4041和多個側窗4042，以便於觀察箱體404內各裝置的運行狀況以及進行維護，箱體404頂部還設有與冷卻塔130對應的天窗4043。

本實施例的一體化廢氣處理設備400淨化功能多樣，廢氣依次通過降溫裝置100、噴淋淨化裝置200和氣體淨化裝置300進行淨化，通過多級淨化降解惡臭汙染等廢氣，顯著提高了氣體淨化速度，淨化更徹底，淨化氣體達到《惡臭汙染物排放標準》(gb14554-93)要求，提高了工作效率，適用範圍廣泛，可用於各種廢氣治理場合，例如汙泥烘乾尾氣處理等。汙泥烘乾尾氣屬刺激性氣體，含有各種無機(氨氣、硫化氫、磷化氫)、有機化合性(低分子脂肪酸、胺類、酮類、醛類、醚類、滷代烴以及脂肪族的、芳香族的、雜環的氟和硫化物)氣體，並且含有大量熱量，容易對環境造成二次汙染，通過本實施例的一體化廢氣處理設備400可以快速有效地淨化汙泥烘乾尾氣。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。