濕式多相催化氧化凈化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及廢氣處理裝置，具體涉及一種用于工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢氣的濕式多相催化氧化凈化裝置，包括殼體，殼體的一端設有進口，另一端設有出口，在殼體內(nèi)的進口和出口之間設有三塊下?lián)醢?，兩兩下?lián)醢逯g均設有一上擋板，上擋板與殼體上部內(nèi)壁固定連結(jié)，所述的下?lián)醢迮c殼體下部內(nèi)壁固定連接，從而在殼體內(nèi)部構(gòu)成迂回的通道，殼體中部設有填料層，填料層位于上擋板下端和下?lián)醢迳隙酥g，填料層上方設置噴淋管道，所述的三塊下?lián)醢迳戏降臍んw上均連接加料裝置，從進口至出口依次為：催化劑加料裝置、氧化劑加料裝置和洗滌劑加料裝置，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、反應速度快，處理效果好，廢氣停留時間短、運行費用低。
【專利說明】濕式多相催化氧化凈化裝置
[【技術領域】]
[0001]本實用新型涉及廢氣處理裝置，具體涉及一種用于工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢氣的濕式多相催化氧化凈化裝置。
[【背景技術】]
[0002]在化工醫(yī)藥領域的生產(chǎn)過程中，伴隨著生產(chǎn)的產(chǎn)品一般會產(chǎn)生有機廢氣，這些廢氣一般都含有多種成分，且濃度高。在噴漆生產(chǎn)過程中，也同樣會產(chǎn)生廢氣,加上噴漆本身具有一定的揮發(fā)性，有機廢氣就會進入大氣中，產(chǎn)生異味并污染環(huán)境。
[0003]常規(guī)的廢氣處理方法有噴淋法、直接燃燒法、活性炭吸附法或者組合上述方法的各種方法，但是其均具有一定的局限性，如噴淋法吸收后的還會產(chǎn)生廢液、直接燃燒則需要消耗更多的能量增加成本、活性炭吸附則需要經(jīng)常更換活性炭，采用以上方法的設備均無法很好的解決產(chǎn)生的廢氣。
[0004]現(xiàn)在，低溫等離子體技術在廢氣處理中逐漸被使用，其原理為:介質(zhì)阻擋放電過程中，等離子體內(nèi)部產(chǎn)生富含極高化學活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團發(fā)生反應，最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達到凈化廢氣的目的。
[實用新型內(nèi)容]
[0005]為了彌補現(xiàn)有技術中的不足和缺陷，本實用新型提供了一種根據(jù)撞擊流反應的作用機理和多相催化反應原理設計的濕式多相催化氧化凈化裝置；
[0006]其結(jié)構(gòu)包括殼體，殼體的一端設有進口，另一端設有出口，在殼體內(nèi)的進口和出口之間設有三塊下?lián)醢澹瑑蓛上聯(lián)醢逯g均設有一上擋板，上擋板與殼體上部內(nèi)壁固定連結(jié)，所述的下?lián)醢迮c殼體下部內(nèi)壁固定連接，從而在殼體內(nèi)部構(gòu)成迂回的通道，殼體中部設有填料層，填料層位于上擋板下端和下?lián)醢迳隙酥g，填料層上方設置噴淋管道，所述的三塊下?lián)醢迳戏降臍んw上均連接加料裝置，從進口至出口依次為:催化劑加料裝置、氧化劑加料裝置和洗滌劑加料裝置。
[0007]另外還設有引風機和煙囪，所述的引風機進口和殼體的出口通過管道連接，所述的引風機出口與煙囪通過管道連接。
[0008]在引風機的進口和出口上設有風閥。
[0009]還設有廢氣收集口，所述的殼體的進口與廢氣收集口通過管道連接。
[0010]本實用新型具有:(1)結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小。(2)運行安全，避免了易燃事件的發(fā)生。(3)反應速度快，處理效果好，廢氣停留時間短。(4)啟動、停止十分快速，即開即用，不受廢氣量波動的影響。(5)反應過程只用電和自來水及少量吸收氧化液，運行費用低。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0011]圖1為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖2為廢氣走向示意圖；
[0013]圖中1.進口 2.填料3.下?lián)醢?.上擋板5.噴淋管6.催化劑加料裝置7.氧化劑加料裝置8.洗滌劑加料裝置9.出口 10.廢氣收集口 11.風機12.煙囪
[【具體實施方式】]
[0014]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0015]實施例一
[0016]如圖1所示、本實施例的凈化裝置的殼體的一端設有進口，殼體的進口與廢氣收集口通過管道連接，另一端設有出口，在殼體內(nèi)的進口和出口之間設有三塊下?lián)醢?，兩兩下?lián)醢逯g均設有一上擋板，上擋板與殼體上部內(nèi)壁固定連結(jié)，所述的下?lián)醢迮c殼體下部內(nèi)壁固定連接，從而在殼體內(nèi)部構(gòu)成迂回的通道，殼體中部設有填料層，填料層位于上擋板下端和下?lián)醢迳隙酥g，填料層上方設置噴淋管道，所述的三塊下?lián)醢迳戏降臍んw上均連接加料裝置，從進口至出口依次為:催化劑加料裝置、氧化劑加料裝置和洗滌劑加料裝置。所述的引風機進口和殼體的出口通過管道連接，所述的引風機出口與煙囪通過管道連接。在弓I風機的進口和出口上設有風閥。
[0017]催化劑的作用機理
[0018]該設備核心部分是由催化劑、利用撞擊流技術制成的反應器組成。含有機物的空氣進入設備，氧化藥劑從上部分多層噴入，氣水兩相在催化劑表面處激烈碰撞，流過反應器內(nèi)的反應區(qū)，在催化劑和撞擊流的作用下，有機污染物得到快速氧化催化氧化反應實際上是屬于多相催化反應，在常溫常壓的條件下，利用催化劑來降低反應的活化能，這與催化劑改變了原來(均相反應)的反應途徑密切相關。由于催化劑與反應物處于不同的相，故不同于均相反應，多相催化只能在兩相界面上進行。1931年，科學家泰勒(Taylor)提出，發(fā)生多相催化反應的必要條件是，至少有一種反應物分子被催化劑化學吸附而活化，從而使反應變得容易進行。他的這一觀點雖難以直接取證，但卻得到了大量實驗事實的間接證明，因此被人們普遍接受。
[0019]撞擊流反應的作用機理
[0020]撞擊流是一種較為新穎的技術方法。它是將兩股或多股均相或非均相流體發(fā)生撞擊，由于慣性作用，一側(cè)流體粒子穿過撞擊面滲入相向流體，并來回做減幅振蕩運動，產(chǎn)生一個高度湍流區(qū)。在這個區(qū)域中，滲透粒子與相向流體間的最大速度可達兩倍流體速度；往返滲透作用使撞擊區(qū)的平均停留時間延長，持料量增大。在氣-液，液-液或氣-固體系中，撞擊可造成液滴或顆粒的破碎和磨損，促使表面更新并使其表面積增大?；谏鲜鲆蛩?，撞擊流能夠有效地降低傳遞過程的外部阻力，為強化熱、質(zhì)傳遞提供了極佳的條件。因此，有機物在催化劑和撞擊流反應器的雙重作用下，得到了快速、高效的降解。
[0021]水洗活性炭催化劑的選擇
[0022]催化氧化-1型屬于非均相催化氧化工藝系列中的多相催化氧化工藝，我們針對均相催化氧化中催化劑流失，所造成的經(jīng)濟損失以及對環(huán)境的二次污染。我們選用非均相催化劑，即固化催化劑。我們選用活性碳作為主催化活性組分和輔助組分的載體來生產(chǎn)多相催化材料同時還應用催化材料隧道反應體系來解決催化材料的失效(理論壽命20年)。主催化活性組分主要是適量的活性炭負載稀貴金屬，輔助組分則是過渡金屬的氧化物和鹽類。在此基礎上的多相催化材料可避免普通單一組分催化材料在使用中催化反應選擇范圍狹窄的弱點?；谒瘜W的理論，當多相催化材料配合還原性較強的三價鐵使用時可以產(chǎn)生一個OH羥基自由基的鏈式反應，而OH羥基自由基可進行有機物的無選擇氧化，最終將有機污染物礦化成二氧化碳和水。此工藝的核心是多相催化材料的制備，而其外圍是設計合理的反應器，針對不同廢水性質(zhì)需要使用不同結(jié)構(gòu)的反應器，反應過程中再本公司特制的復合氧化劑可以加快OH羥基自由基的生成，和對有機物的氧化。
[0023]由于油漆廢氣中含有大量粘附有機物，雖經(jīng)雙氧水和硫酸氧化處理，逐漸粘附在活性炭表面，影響活性炭的吸附和催化氧化效果，按照經(jīng)驗第一年降低20%，以后逐年下降10%，建議吸附效果低于50%即進行更換，一般建議3年以上，不超過5年進行更換。
[0024]濕式多相催化氧化凈化廢氣原理
[0025]采用水洗活性炭吸附有機廢氣污染物，富集在載體上，經(jīng)催化氧化產(chǎn)生的OH自由基與有機物反應，生產(chǎn)可溶解于水的有機物，經(jīng)過洗氣塔得到凈化。
[0026]R-H(氣)+活性炭個)一R-H (液)(多相吸附)
[0027]H202+FeS04+H2S04 — Fe3++S042>0H(催化氧化)
[0028]R-H (液)+OH — R-0-+H20(氧化分解)
[0029]R-0-+Na0H — R0Na+H20(洗氣去除)
[0030]濕式多相催化氧化凈化系統(tǒng)處理后的廢氣不僅可以達到國家規(guī)定的空氣的排放標準，而且，徹底消除了污染氣體對環(huán)境的影響。濕式多相催化氧化凈化裝置系統(tǒng)在多相催化氧化的后面，接末端洗滌段，該段將經(jīng)過生物處理后的廢氣進一步處理，使得氣體的排放濃度低于排放標準值。
[0031]2.2.5濕式多相催化氧化凈化裝置的系統(tǒng)組成
[0032]A.氣體收集系統(tǒng)；
[0033]B.多相吸附段；
[0034]C.催化氧化段；
[0035]D.二級洗氣段；
[0036]E.自動控制系統(tǒng)。
[0037]各處理階段介紹如下:
[0038]A、氣體收集系統(tǒng)
[0039]本工藝的氣體收集系統(tǒng)主要有風管系統(tǒng)以及風機等組成，配置時考慮以下因素:
[0040]1、廢氣源的密封需要精心設計，以減少處理氣量和泄漏；
[0041]2、風管系統(tǒng)主要把收集的氣體輸送至處理裝置，同時考慮系統(tǒng)設備故障或者緊急情況下的排放。
[0042]3、系統(tǒng)不確定因素的故障。
[0043]本系統(tǒng)設計 的思想為全負壓操作?？煞乐癸L管、風閥及設備的泄漏，因此引風機裝在系統(tǒng)的后面。
[0044]每個引風機的進出風口裝有可調(diào)節(jié)風閥，供調(diào)節(jié)風量、風機維護使用。
[0045]B、多相吸附節(jié)段[0046]氣體由管道收集，先經(jīng)過預處理之后，再進入催化氧化階段中降解。預處理過程主要起濕度調(diào)節(jié)、負荷調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)等作用。氣體經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)使入氣的溫度在填料效率的適宜范圍內(nèi)，再經(jīng)過增濕，以保持后續(xù)反應的液體環(huán)境，最后經(jīng)過催化氧化被降解。
[0047]濕式多相催化氧化凈化系統(tǒng)的加濕階段裝填有高效的的立體填料，經(jīng)I?2周的噴淋運行，通過立體填料的吸附作用，能夠降解廢氣中的有機物。
[0048]C、催化氧化填料
[0049]該設備核心部分是由催化劑、利用撞擊流技術制成的反應器組成。含有機物的空氣進入設備，氧化藥劑從上部分多層噴入，氣水兩相在催化劑表面處激烈碰撞，流過反應器內(nèi)的反應區(qū)，在催化劑和撞擊流的作用下，有機污染物得到快速氧化。該填料可以消除由于溝流和密實而引起的任何處理效率的損失，從而提高了系統(tǒng)的配氣性能，從而提高去除率的目的。
[0050]D、二級洗氣
[0051]經(jīng)過催化氧化處理后的氣體在正常運行情況下，其出口氣體濃度已經(jīng)接近或者低于國家規(guī)定的排放標準，由于催化氧化階段加硫酸等藥劑，同時可能有部分殘留廢氣，為了確保排放達標，在系統(tǒng)末端設計末端洗滌系統(tǒng)，洗滌系統(tǒng)試用的藥劑為氫氧化鈉，由于此時的進氣濃度已經(jīng)很低，所以，化學藥劑的消耗量很低，使得系統(tǒng)的運行費用較低。
[0052]E、自動控制系統(tǒng)
[0053]濕式多相催化氧化凈化系統(tǒng)的自動控制采用PLC型控制方式，具有自動化程度高、保護功能齊全、計算機監(jiān)控、閉環(huán)運行等功能。該系統(tǒng)全自動運行，全自動保護，為現(xiàn)代科學管理提供了方便。
[0054]F、設備的維護
[0055]濕式多相催化氧化廢氣凈化裝置，通過加入氧化劑，通過硫酸等藥劑循環(huán)得以凈化，是非常可靠安全、運行維護簡單的廢氣凈化方法，但是在三個月內(nèi)會產(chǎn)生I噸左右的廢酸液和I噸左右的廢堿液，一般將兩股廢水進行中和后，排入廠自建的廢水處理站，與噴漆廢水一起處理后達到納管標準后排放。
[0056]如果沒有建設噴漆廢水處理站，可委托處理，每年的廢水量為10噸以內(nèi)。
【權利要求】
1.一種濕式多相催化氧化凈化裝置，包括殼體，殼體的一端設有進口，另一端設有出口，其特征在于在殼體內(nèi)的進口和出口之間設有三塊下?lián)醢?，兩兩下?lián)醢逯g均設有一上擋板，上擋板與殼體上部內(nèi)壁固定連結(jié)，所述的下?lián)醢迮c殼體下部內(nèi)壁固定連接，從而在殼體內(nèi)部構(gòu)成迂回的通道，殼體中部設有填料層，填料層位于上擋板下端和下?lián)醢迳隙酥g，填料層上方設置噴淋管道，所述的三塊下?lián)醢迳戏降臍んw上均連接加料裝置，從進口至出口依次為:催化劑加料裝置、氧化劑加料裝置和洗滌劑加料裝置。
2.如權利要求1所述的濕式多相催化氧化凈化裝置，其特征在于還設有引風機和煙囪，所述的引風機進口和殼體的出口通過管道連接，所述的引風機出口與煙囪通過管道連接。
3.如權利要求2所述的濕式多相催化氧化凈化裝置，其特征在引風機的進口和出口上設有風閥。
4.如權利要求1所述的濕式多相催化氧化凈化裝置，其特征在于還設有廢氣收集口，所述的殼體的進口與廢氣收集口通過管道連接。
【文檔編號】B01D53/75GK203458978SQ201320570997
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權日:2013年9月13日
【發(fā)明者】張振滿 申請人:上海濟意環(huán)?？萍脊こ逃邢薰?br>