鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝及系統的製作方法

2023-10-21 07:53:27

專利名稱：鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及廢氣處理工藝及系統，尤其涉及以組合方式對鋼桶噴塗生產線 等進行廢氣處理的工藝及系統。
背景技術：
廢氣處理對於製造型企業而言是一個非常重要的環節，如果廢氣處理不當， 則會對周邊環境及人體健康造成不利的影響，為此，國家制定了各項標準來控 制汙染物的排放。
不同生產線由於採用了不同的原料和工藝，其最終產生的廢氣成分也有所 不同，因此需要採用不同的工藝和設備來進行廢氣處理。以鋼桶噴塗生產線為 例，所排放的廢氣主要由各種有機汙染物組成，其成分相當複雜，常見的處理 方法有物理吸附、化學吸附、催化燃燒等。然而，由於廢氣成分的複雜性與特 殊性，採用單一的方法難以對廢氣進行完全的處理。例如現有的化學吸附，其 特點是具有較強的選擇性，但吸附速度較慢，達到吸附平衡所需的時間較長， 因此難以適用於有機汙染成分複雜的廢氣，若要加快其吸附速度，則需要提升 溫度，如此會大大增加生產線的設備及運行成本。而現有的催化燃燒處理方法， 在對成分複雜的有機廢氣進行處理的時候存在安全隱患，並且熱能消耗較大，
此外，在對廢氣處理前，還需將廢氣預熱至200 400。C的高溫，再進行熱交換及 熱控以去除有機化合物，存在操作難度高、投資費用大等問題。
有鑑於此，如何提供一種更為有效實用的廢氣處理方法已成為業界亟待解 決的技術課題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工 藝及系統，以對成分複雜的廢氣，尤其是包含大量有機汙染物的廢氣進行有效
4的處理。
為了達到上述的目的，本發明提供了一種鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離
子生物除臭系統，其包括具有氣體收集管道的冷卻塔，其內裝有冷卻液，用 於將從所述氣體收集管道送入的待處理的廢氣，通過氣液的交叉接觸以對所述 待處理的廢氣進行包括降溫在內的預處理；與所述冷卻塔輸出口相連接的等離 子除臭裝置，其包括由電光源和離子催化觸媒材料組成的淨化反應腔，自所述 冷卻塔輸出的廢氣經過所述淨化反應腔時，廢氣中的有機物分子鏈被斷開，發 生一系列氧化還原反應，使廢氣中的有毒有害汙染物變為無毒無害的物質；與 所述等離子除臭裝置輸出口相連接的離心風機，用於提高自所述等離子除臭裝 置輸出的廢氣的速度和濃度；與所述離心風機相連接的化學洗滌塔，其內裝有 作為廢氣吸收介質的吸收劑及填料，並在化學洗滌塔頂部設有噴淋液入口以使 所述廢氣吸收介質轉為液相，進而能使所述離心風機送出的高速高濃度廢氣被 吸收於液相吸收介質中；與所述化學洗滌塔輸出口相連接的組合生物除臭塔， 其內設有以附著在固體介質上穩定的微生物為填料的生物降解段和以多孔固體 物質為填料的輔助吸附段，使所述化學洗滌塔輸出的廢氣在所述生物降解段被 降解為水和二氧化碳，而在所述生物降解段未被降解的廢氣在範德華力作用下 被所述多孔固體物質所吸收；以及控制部件，其包括電氣控制櫃、變頻器及可 編程器件，用於控制所述冷卻塔、等離子除臭裝置、離心風機、化學洗滌塔及 組合生物除臭塔的運行。
在上述系統中，在所述冷卻塔附近可設置用於供應冷卻液的循環水池，所 述水池內設有浮球以控制水池內的水位。所述冷卻^荅可為水噴淋式冷卻塔。
在上述系統中，所述等離子除臭裝置內的電光源用於產生特定的納米級光 波，所述離子催化觸媒材料經所述光波照射後，在其表面產生電子和空穴，將 吸收的光能轉化為化學能。
在上述系統中，所述化學洗滌塔內採用的填料為哈凱登填料。所述化學洗 滌塔的底部裝有填料支承板，填料以亂堆方式放置在所述支承板上，並在所述 填料的上方安裝有填料壓板；所述化學洗滌塔的塔頂設有將噴淋液噴淋到所述 填料上的液體分布器及截留噴淋液的氣水分離器。所述化學洗滌塔上還設置有 檢視塔內工作狀況和更換填料的檢視窗和第 一維修入口 。此外，所述組合生物除臭塔還設置有檢視塔內工作狀況和觀察塔內微生物 的生長處理狀況的第二維修入口 。
本發明還提供了一種鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝，用
於對待處理的廢氣進行除臭、淨化處理，其包括下列步驟首先，使待處理的 廢氣與冷卻液接觸，通過氣液的交叉接觸，對所述待處理的廢氣進行降溫和水 洗；接著，將經過降溫和水洗的廢氣通入等離子淨化反應腔，使廢氣中的有機 物分子鏈斷開，並通過氧化還原反應使廢氣中的有毒有害汙染物變為無毒無害 的物質；再對廢氣進行離心處理，，成高速高濃度的廢氣；然後，採用化學液 相廢氣吸收介質對所述高速高濃度的廢氣進行汙染物質的吸收；最後，利用生 物降解工藝將廢氣中的可降解成分降解為水和二氧化碳，再利用多孔固體物質 吸收廢氣中未被降解的成分。
所述工藝的各個步驟分別在冷卻塔、等離子除臭裝置、離心風機、化學洗 滌塔及組合生物除臭塔中進行，其中，所述等離子除臭裝置包含所述等離子淨 化反應腔，所述組合生物除臭塔內設有以附著在固體介質上穩定的微生物為填 料的生物降解段和以多孔固體物質為填料的輔助吸附段。
綜上所述，本發明的鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝及系 統通過採用化學洗滌、生物降解、物理吸附的聯合處理，吸收及吸附廣泛，吸 附過程極快，能在瞬間達到吸附平衡，可對成分複雜的廢氣進行有效處理，將 廢氣中的苯、曱苯、二甲苯等完全去除，對曱醛的淨化效率可達81.6%,對臭氧 的淨化效率高達94.4%,使得處理後的廢氣中汙染物質的含量遠低於相關國家標 準的排放限值。


本發明的鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝及系統由以下的 實施例及附圖給出。
圖1是本發明的系統結構方框圖。 圖2是本發明的系統結構示意圖。
具體實施例方式
6以下將對本發明的鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝及系統 作進一步的詳細描述。需要說明的是，所述工藝及系統不僅僅局限於除臭工藝， 其適用於各類廢氣，尤其是鋼桶噴塗生產線所產生的廢氣的處理。
請參見圖1及圖2，本發明的鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭系 統包括水池、冷卻塔l、等離子除臭裝置2、離心風機3、化學洗滌塔4、組 合生物除臭塔5及控制部件等。
所述水池設在所述冷卻塔1附近，其可為混凝土結構，用於提供所述冷卻 塔1所需要的冷卻水。同時在所述水池內設有浮球以控制水池內的水位。當因 循環、自然揮發或蒸發使所述水池內的水無法供應給所述冷卻塔1使用時，所 述浮球即令補水。為降低成本，所述水池內的冷卻水可採用本發明的系統所排 放的汙水。
所述冷卻塔1具有氣體收集管道，內裝有冷卻液，用於將從所述氣體收集 管道送入的待處理的廢氣，通過氣液的交叉接觸以對所述待處理的廢氣進行包 括降溫在內的預處理。所述冷卻液可為水，所述冷卻i荅可採用水噴淋式冷卻;荅。 所述水噴淋式冷卻塔由進出水口、水泵、維修孔、水蒸氣阻留網、密封墊圏和 腳架等組成，冷卻水自螺旋噴嘴噴入塔內，高溫待處理的廢氣在冷卻段與冷卻 水氣液兩相充分的接觸，換熱及迅速達到平衡，然後含有水蒸氣且溫度已降低 的所述待處理廢氣繼續上升，其所含的水蒸氣被所述水蒸氣阻留網截留在網上， 部分變成冷凝水下降，而部分水蒸氣則被蒸發。所述水噴淋式冷卻塔具有體積 小、換熱面積大、換熱時間短、效率高、壓力損失少、操作簡便等優點，適用 於一般的流體的冷卻。
所述等離子除臭裝置2與所述冷卻塔1的輸出口相連接，其核心部分是由 能產生特定納米級光波的電光源和離子催化觸媒材料組成的淨化反應腔。離子 催化觸媒材料是一種吸收光能後，能在其表面產生催化反應的物質，當電光源 產生的特定波長的紫外光照射離子催化觸媒材料時，其表面發生離子催化氧化 還原反應。離子催化觸^^某材料吸收光子後在其表面產生電子和空穴，將吸收的 光能轉化為化學能，其空穴能量可達到7.5eV,氧化電位為+3.0V,具有極強的 氧化能力，能夠氧化有機化合物，達到完全礦化的程度，生成二氧化碳、水和 無才幾物。
7由於離子體是不同於氣態、固態、液態的第四態物質，其由高能電子、正
負離子、自由基(OH、 H、 O、 03等)和中性粒子等組成，因此氣體經過等離子除臭裝置的淨化反應腔時，在高能電子和自由基強氧化等多重作用下，氣體中的有機物分子鏈被斷開，發生一系列複雜的氧化還原反應，使有毒有害的廢氣汙染物變為無毒無害的物質。
經過等離子除臭裝置處理後的廢氣在後續的工藝中還會與水反應生成羥基自由基，由於電子具有還原性，能與氧分子發生還原反應生成過氧自由基，這些自由基具有很強的氧化能力，也能夠氧化有機物，從而可使廢氣得到完全的淨化。
所述離心風機3與所述等離子除臭裝置2的輸出口相連接，用於提高自所述等離子除臭裝置2輸出的廢氣的速度和濃度。
所述化學洗滌塔4與所述離心風機3相連接，其內裝有作為廢氣吸收介質的吸收劑及填料，並在塔頂部設有噴淋液入口以使所述廢氣吸收介質轉為液相，進而能使所述冷卻塔1輸出的廢氣被吸收於液相吸收介質中。在本實施例中，所述化學洗滌塔4由塔體、填料、液體分布器、氣水分離器、噴淋系統、循環水泵、循環水箱等部分組成。洗滌塔底部裝有填料.支承板，填料以亂堆方式放置在所述支承板上，並在所述填料的上方安裝有填料壓板。噴淋液從塔頂經液體分布器噴淋到填料上，並沿填料表面流下。
所述離心風機3輸出的高速及高濃度的廢氣從塔底送入，經氣體分布裝置分布後，與液體呈逆流，連續通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質。洗滌塔頂部設置的氣水分離器，可有效截留噴淋液，避免氣體攜走噴淋液。所述化學洗滌塔採用哈凱登填料，所述哈凱登填料是由許多枝條的格柵構成的空心球形填料，此結構有利於填料表面潤溼與液膜的更新，而且由於球形格柵在塔內堆積的孔隙均勻，有利於氣液分布和減小氣流通過床層的阻力，特別適合於氣體吸收，可使惡臭的廢氣淨化效率高達95%以上，並可在低的液體負荷下操作。此外，所述化學洗滌塔還設置了檢視窗和第一維修入口 ，以便於人員檢視洗滌塔內部的工作狀況是否正常以及對已經老化的填料進行及時更換。所述化學洗滌塔淨化效率高；設備阻力小， 一般在245-650Pa(25-65毫米水柱)範圍。所述組合生物除臭塔5與所述化學洗滌塔4相連接，其內設有以附著在固體介質上穩定的微生物為填料的生物降解段和以多孔固體物質為填料的輔助吸附段。當經過所述化學洗滌塔4處理後的廢氣進入組合生物除臭塔5後，首先進入生物降解段，接觸到裝置內培養穩定的微生物，利用附著在生物載體上的微生物消耗所述廢氣中所含的大量有機汙染物質，使其轉變成為二氧化碳和水。繼續向上的廢氣接觸到輔助吸附段，在範德華力的作用下，多孔固體物質幾乎沒有選擇性的將廢氣中剩餘的有機汙染物質全部濃集到自身，以完成整個淨化的過程。所述組合生物除臭塔設置了第二維修入口以便於人員進行檢視裝置的工作狀況是否正常以及能對生物的生長處理狀況進行觀察。所述組合生物除臭塔具有結構穩定、運行簡單、運行費用較低、淨化效率高、及操作方便等優點，對於一些綜合性較強、比較複雜的廢氣處理都有^f艮好的效果，淨化效果可達到98%以上。
所述控制部件包括電氣控制拒、變頻器及可編程器件等，用於控制所述冷卻塔l、等離子除臭裝置2、離心風機3、化學洗滌塔4及組合生物除臭塔5的運行。
整套系統在運行過程中主要消耗電能、冷卻水、藥劑及填料等。其中，系統功率約為20KW，循環水消耗量約為L7m3/天，藥劑(例如固體氫氧化鈉)投加量為每日約300g (具體視PH儀顯示值而定)；化學洗滌塔及組合生物除臭塔內的填料，只需定期更換即可，更換周期可為幾年一次。因此，總體上看，本系統的成本並不高。
請配合參照圖1和圖2，本發明的鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝的原理如下高溫待處理廢氣首先由冷卻》荅1的氣體收集管道進入塔內，通過與塔內冷卻水的氣液交叉接觸以進行熱交換，在使高溫待處理廢氣溫度下
經過降溫和水洗等預處理的廢氣繼續進入等離子除臭裝置2,該裝置能夠去除大量的油類有機組分，消除一部分惡臭並使廢氣中的汙染物得到一定控制。經由等離子除臭裝置2處理的廢氣通過離心風機3的離心處理後變為高速和高濃度的廢氣，並進入化學洗滌塔4，在以吸收劑和填料作為廢氣吸收介質的化學洗滌塔中，氣相汙染物質被吸收於液相吸收介質中。最後，經處理後的廢氣進入組合生物除臭塔5，該廢氣首先接觸到生物降解段，附著在固體介質上穩定的微生物大量的吸收廢氣中所含的有機汙染物質，將其轉化為二氧化碳和水並降解到塔底儲水段中，繼續向上的廢氣接觸到輔助吸附段，在範德華力的作用下，多
最終使通過處理後的廢氣達到國家標準的有關排放指標。
綜上所述，本發明的鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝及系統採用化學洗滌、生物降解及物理吸附三級聯合處理，具有吸收及吸附廣泛，吸附質與吸附劑間不發生化學反應，吸附過程極快，能在瞬間達到吸附平衡的優勢，可以完全去除廢氣中的苯、曱苯、二曱苯，對曱醛的淨化效率可達81.6%,對臭氧的淨化效率高達94.4%。此外，系統的投資費用省，操作簡便，佔地節約，因而能為企業有效降低成本。
權利要求
1、一種鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭系統，其特徵在於，包括具有氣體收集管道的冷卻塔，其內裝有冷卻液，用於將從所述氣體收集管道送入的待處理的廢氣，通過氣液的交叉接觸以對所述待處理的廢氣進行包括降溫在內的預處理；與所述冷卻塔輸出口相連接的等離子除臭裝置，其包括由電光源和離子催化觸媒材料組成的淨化反應腔，自所述冷卻塔輸出的廢氣經過所述淨化反應腔時，廢氣中的有機物分子鏈被斷開，發生一系列氧化還原反應，使廢氣中的有毒有害汙染物變為無毒無害的物質；與所述等離子除臭裝置輸出口相連接的離心風機，用於提高自所述等離子除臭裝置輸出的廢氣的速度和濃度；與所述離心風機相連接的化學洗滌塔，其內裝有作為廢氣吸收介質的吸收劑及填料，並在化學洗滌塔頂部設有噴淋液入口以使所述廢氣吸收介質轉為液相，進而能使所述離心風機送出的高速高濃度廢氣被吸收於液相吸收介質中；與所述化學洗滌塔輸出口相連接的組合生物除臭塔，其內設有以附著在固體介質上穩定的微生物為填料的生物降解段和以多孔固體物質為填料的輔助吸附段，使所述化學洗滌塔輸出的廢氣在所述生物降解段被降解為水和二氧化碳，而在所述生物降解段未被降解的廢氣在範德華力作用下被所述多孔固體物質所吸收；控制部件，其包括電氣控制櫃、變頻器及可編程器件，用於控制所述冷卻塔、等離子除臭裝置、離心風機、化學洗滌塔及組合生物除臭塔的運行。
2、 如權利要求l所述的系統，其特徵在於所述冷卻塔附近還設有用於供 應冷卻液的循環水池，所述水池內i更有浮球以控制水池內的水位。
3、 如權利要求2所述的系統，其特徵在於所述冷卻塔為水噴淋式冷卻塔。
4、 如權利要求l所述的系統，其特徵在於所述等離子除臭裝置內的電光 源用於產生特定的納米級光波，所述離子催化觸^ 某材料經所述光波照射後，在 其表面產生電子和空穴，將吸收的光能轉化為化學能。
5、 如權利要求l所述的系統，其特徵在於所述化學洗滌塔內採用的填料 為哈凱登填料。
6、 如權利要求1或5所述的系統，其特徵在於所述化學洗滌塔的底部裝 有填料支承板，填料以亂堆方式放置在所述支承板上，並在所述填料的上方安 裝有填料壓板；所述化學洗滌塔的塔頂設有將噴淋液噴淋到所述填料上的液體 分布器及截留噴淋液的氣水分離器。
7、 如權利要求1或5所述的系統，其特徵在於所述化學洗滌塔上設置有 檢視塔內工作狀況和更換填料的檢視窗和第一維修入口 。
8、 如權利要求l所述的系統，其特徵在於所述組合生物除臭塔設置有檢 視塔內工作狀況和觀察塔內微生物的生長處理狀況的第二維修入口 。
9、 一種鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝，用於對待處理的 廢氣進行除臭、淨化處理，其特徵在於，包括下列步驟使待處理的廢氣與冷卻液接觸，通過氣液的交叉接觸，對所述待處理的廢 氣進行降溫和水洗；將經過降溫和水洗的廢氣通入等離子淨化反應腔，使廢氣中的有機物分子 鏈斷開，並通過氧化還原反應使廢氣中的有毒有害汙染物變為無毒無害的物質；對廢氣進行離心處理，形成高速高濃度的廢氣；採用化學液相廢氣吸收介質對所述高速高濃度的廢氣進行汙染物質的吸收；利用生物降解工藝將廢氣中的可降解成分降解為水和二氧化碳，再利用多 孔固體物質吸收廢氣中未被降解的成分。
10、 如權利要求9所述的工藝，其特徵在於所述工藝的各個步驟分別在 冷卻塔、等離子除臭裝置、離心風機、化學洗滌塔及組合生物除臭塔中進行， 其中，所迷等離子除臭裝置包含所述等離子淨化反應腔，所述組合生物除臭塔 內設有以附著在固體介質上穩定的微生物為填料的生物降解段和以多孔固體物 質為填料的輔助吸附段。
全文摘要
一種鋼桶噴塗生產線排放氣體的等離子生物除臭工藝及系統，首先使待處理廢氣在冷卻塔內與冷卻液接觸，通過氣液交叉接觸對廢氣進行降溫和水洗；接著將廢氣通入等離子除臭裝置，使廢氣中的有機物分子鏈斷開，並通過氧化還原反應使廢氣中的有毒有害物質變為無毒無害物質；再通過離心風機對廢氣進行離心處理，形成高速高濃度的廢氣；然後在化學洗滌塔內採用液相廢氣吸收介質對廢氣進行汙染物質的吸收；最後在組合生物除臭塔內，利用生物降解工藝將廢氣中的可降解成分降解為水和二氧化碳，再利用多孔固體物質吸收廢氣中未被降解的成分。本發明通過化學洗滌、生物降解、物理吸附的聯合處理，可對成分複雜的廢氣進行有效處理，達到國家標準的排放要求。
文檔編號B01D53/75GK101455938SQ20081020453
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月12日 優先權日2008年12月12日
發明者成 巴, 磊 石, 胡毅剛, 胡福雲 申請人:上海惠羅環境工程有限公司;傑富意金屬容器(上海)有限公司