一種揮發性有機廢氣自由催化治理系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種揮發性有機廢氣自由催化治理系統，屬于廢氣治理技術領域，其包括自由催化塔和催化氧化設備間，特征在于：自由催化塔的前端連接平衡器，平衡器內設置緩沖罐和冷凝裝置，冷凝裝置連通回收罐，緩沖罐連通平衡器的下部，平衡器的頂部連接自由催化塔；自由催化塔和催化氧化設備間內均設置帶有通孔并放置稀土催化劑的第一托板；催化氧化設備間的下部連通自由催化塔的頂部、上部開設排氣孔。此系統使廢氣先進入緩沖罐，減小其流速，然后冷凝回收廢氣中沸點高的有機物，在自由催化塔內中和粉塵，并在合成稀土催化劑的作用下將有毒有害成分進行分解，充分與羥基自由基進行氧化反應，最終產物為二氧化碳、水和少量的無機鹽。
【專利說明】
一種揮發性有機廢氣自由催化治理系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于廢氣治理技術領域，具體涉及一種揮發性有機廢氣自由催化治理系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著工業的快速發展，環境污染也日趨嚴重，其中以大氣污染為重。由于有機廢氣(VOCS)排放所導致的霧霾及酸雨，也逐漸損害了人們的日常生活環境。國家相關部門為了改善此種境況，出臺了工業廢氣排放標準，并倡導企業走可持續的綠色發展之路。相關企業也相繼采取了多種措施來控制廢氣的排放量，來維護人們共同賴以生存的生活環境。
[0003]目前，常見的廢氣治理設備有噴淋塔、活性炭吸附、有機廢氣焚燒以及臭氧氧化法等方式。其中，噴淋塔主要是靠塔內噴淋下的堿液中和廢氣中的酸性氣體，或者利用噴淋下的酸液中和廢氣中的堿性氣體。可見，此裝置只能中和掉廢氣中的酸性或堿性氣體，應用領域受限。
[0004]活性炭吸附在實際應用中也存在其不足之處。活性炭的吸附量有限，待將要吸附滿時，需要更換新的活性炭，而吸附滿的活性則需要專門的設備進行脫附，有些活性炭由于所吸附氣體成分價格低廉，沒有二次脫附的價值，而被隨意堆放，對周邊環境造成了二次污染。對有機廢氣進行焚燒除存在焚燒煙氣的二次污染外，還造成了原料浪費。
[0005]臭氧氧化法也存在氧化不完全的缺陷，加之工業廢氣的成分非常復雜，用色譜儀等儀器都無法檢測其具體的氣體成分，采用上述設備處理的廢氣仍然氣味刺鼻，不能達到較好的治理效果。

【發明內容】

[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種揮發性有機廢氣自由催化治理系統，能夠實現有機廢氣的綜合回收與治理。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:設計一種揮發性有機廢氣自由催化治理系統，包括自由催化塔和催化氧化設備間，其特征在于:自由催化塔的前端連接平衡器，平衡器內設置自前至后依次相連接的緩沖罐和冷凝裝置，冷凝裝置連通回收罐，緩沖罐連通平衡器的下部，平衡器的頂部連接自由催化塔；
[0008]自由催化塔和催化氧化設備間內均設置帶有通孔的第一托板，第一托板上放置稀土催化劑;催化氧化設備間內設置臭氧發生器，臭氧發生器位于第一托板的下方，催化氧化設備間的下部連通自由催化塔的頂部、上部開設排氣孔。
[0009]優選的，所述平衡器內設置帶有通孔的第二托板，第二托板位于冷凝裝置的上方，第二托板上放置稀土催化劑。
[0010]優選的，冷凝裝置為一臺或者兩臺以上順次相聯接的冷凝器，冷凝器的出氣口位于第二托板的下方。
[0011]優選的，緩沖罐的數量為兩個以上，緩沖罐間順次相連通，位于尾部的緩沖罐與冷凝裝置相連通。
[0012]優選的，排氣孔連通排氣筒，排氣筒的上口高于催化氧化設備間頂端5米以上。
[0013]優選的，所述排氣孔與排氣筒之間加設引風機。
[0014]優選的，所述自由催化塔內設有凈化裝置，凈化裝置包括橫向設置的噴淋臂和位于噴淋臂下方的填料層，噴淋臂上安裝有兩個以上的噴淋頭。
[0015]優選的，所述填料層為放置在網板上的多面球層。
[0016]優選的，自由催化塔內設有自上而下放置的兩層以上的凈化裝置。
[0017]優選的，所述自由催化塔的數量為兩臺以上，兩臺以上的自由催化塔首尾相串接。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0019]1、本實用新型可以使揮發性有機廢氣(VOCS)先進入緩沖罐，擴大廢氣的盛放空間，降低壓力，從而減小其流速，為提高廢氣的后續處理效果奠定基礎，然后經冷凝，回收廢氣中沸點高的有機物，在自由催化塔內與噴淋液進行中和反應脫去其中的酸性或者堿性氣體，同時利用液滴捕集除去粉塵，并在合成稀土催化劑的作用下迅速將廢氣中的有毒有害成分進行分解，充分與羥基自由基進行氧化反應，最終產物為二氧化碳、水和少量的無機鹽，從而治理出無塵無味的氣體。
[0020]2、由于平衡器內也放置有稀土催化劑，可以先對廢氣進行初步分解，使后續的噴淋中和環節更加徹底，進一步提高廢氣的處理效果。
[0021]3、由于冷凝裝置為一臺或者兩臺以上順次相聯接的冷凝器，可對廢氣進行一級以上的冷凝，使得廢氣中的有機物回收的更加徹底，減少了有機物的浪費，利于節能環保。
[0022]4、由于緩沖罐的數量為兩個以上，緩沖罐間順次相連通，位于尾部的緩沖罐與冷凝裝置相連通，可利用緩沖罐的容積對廢氣氣流進行緩沖，避免強氣流損壞冷凝器;同時降低的氣流流速可使廢氣得到充分的處理，提高治理效果。
[0023]5、由于排氣孔連通排氣筒，排氣筒的上口高于催化氧化設備間頂端5米以上，可以利用排氣筒上下端口的壓力差來實現廢氣的抽取，節約能源;在排氣筒不能滿足氣體排放速度時，也可以在排氣孔與排氣筒之間加設引風機，加大對氣體的風速。
[0024]6、由于自由催化塔內設置橫向的噴淋臂，噴淋臂上安裝有兩個以上的噴淋頭，能夠增大噴淋面積，增加與廢氣的接觸面積，提高廢氣的凈化效果。
[0025]7、由于多面球具有阻力小、比表面積大的特性，填料層選擇多面球后可加大氣液交換面積，使得廢氣中的酸性或者堿性氣體得到充分中和，并有效脫塵，利于延長后續設備的使用壽命。
[0026]8、由于自由催化塔的塔體內設有兩層以上的凈化裝置，可以進一步提高自由催化塔的脫塵及酸堿性氣體的凈化效果。
[0027]9、由于兩臺以上的自由催化塔采用首尾相接的方式，即經前一級自由催化塔處理后的氣體再次進入后一級自由催化塔中進行治理，提高廢氣的治理效果。
[0028]10、本實用新型結構簡單，能夠極大提高廢氣的治理效果，并能擴寬其應用領域，便于在行業內推廣應用。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0030]圖2是平衡器的結構示意圖；
[0031]圖3是自由催化塔的結構示意圖；
[0032]圖4是催化氧化設備間的結構示意圖。
[0033]圖中標記:1、平衡器；11、緩沖罐；12、冷凝器；13、回收罐；14、第二托板，15、稀土催化劑；2、自由催化塔;21、噴淋臂；22、噴淋頭；23、多面球層；24、網板;3、催化氧化設備間；31、第一托板;4、臭氧發生器;5、引風機;6、排氣筒。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0035]本實用新型中，參照廢氣的流向，將廢氣進入系統的一端定義為首端，相應地將漂流出系統的一端定義為尾端。
[0036]本實用新型在平衡器I內設置了兩臺順次相連通的緩沖罐11，位于尾部的緩沖罐11與冷凝裝置相連通。此處的冷凝裝置為三臺順次相聯接的冷凝器12，冷凝器12的出料口連通回收罐13，冷凝器12的排氣口位于帶有通孔的第二托板14的下方，第二托板14上放置稀土催化劑15，平衡器I的出氣口位于稀土催化劑15的上方空間內。
[0037]本實用新型中設置了兩臺首尾相連的自由催化塔2，形成兩級噴淋凈化與催化分解，即前一臺自由催化塔2的出氣口連接后一臺自由催化塔2的入氣口，兩臺自由催化塔2內均設置了設置帶有通孔的第一托板31，第一托板31上放置稀土催化劑15，在第一托板31的下方依次設置兩層凈化裝置，每層凈化裝置包括橫向設置的噴淋臂21和設置在噴淋臂21下方的多面球層23，多面球層23被放置在各自的網板24上；噴淋臂21上排列安裝有多個噴淋頭22。前一臺自由催化塔2的入氣口連通平衡器I的出氣口，后一臺自由催化塔2的出氣口連通催化氧化設備間3的底部，催化氧化設備間3的底部設置臭氧發生器4，在臭氧發生器4上方的催化氧化設備間3內設置帶有通孔的第一托板31，第一托板31上放置稀土催化劑15，稀土催化劑15將催化氧化設備間3的塔體分割出位于塔體最下部的進氣腔和位于塔體最上部的出氣腔，出氣腔的塔體上開設有排氣孔，排氣孔通過引風機5連通排氣筒6，排氣筒6的上口高于催化氧化設備間3的頂端5米以上。
[0038]本實用新型的工作過程如下:
[0039]產生的工業廢氣經收集后進入平衡器I內的緩沖罐11，利用緩沖罐11的容積使得廢氣氣流得以緩沖，避免強氣流損壞尾方的冷凝裝置;同時降低的氣流流速，使廢氣得到充分的處理，提高治理效果。減速后的氣體進入冷凝器12，對有機氣體進行三級冷凝，由氣態變換為液態，然后進入回收罐13進行自動收集。經冷凝處理后的廢氣經稀土催化劑15分解后進入前一臺自由催化塔2的底部，廢氣在塔內上行的過程中與噴淋臂21內噴淋下的噴淋液接觸，噴淋液一方面與廢氣中的堿性或者酸性氣體進行中和反應形成易溶于水的或者不溶于水的鹽，由下行的噴淋液帶出；另一方面捕集廢氣中的粉塵，粉塵潤水后變重停止上行并匯集在下行的噴淋液中，從自由催化塔2的底部排出；廢氣在自由催化塔2內上行的過程中，首先要穿過多面球層23，在多面球層23中與噴淋液更加充分接觸，從而提高凈化效果。
[0040]經過兩層凈化后的氣體從前一臺自由催化塔2的頂部進入下一級自由催化塔2的底部，進行再次凈化后進入催化氧化設備間3的底部，使得進入催化氧化設備間3的氣體是經過除塵、中和后的氣體，防止了催化氧化設備間3的粉塵堵塞和氣體腐蝕，利于延長其使用壽命。并與進入催化氧化設備間3底部的臭氧混合，發生氧化反應，使得在自由催化塔2內未被治理掉的有機氣體得以氧化，生成無毒無味的氣體。在氧化的過程中，由于稀土催化劑15的作用，能夠使得氧化反應進行的更加充分，極大地提高了氧化速率，提升有機氣體的氧化效果，最后經過氧化后的氣體在引風機5和排氣筒6的作用下，由排氣筒6的上口排出。
[0041]上述實施例中的引風機5可以視廢氣的處理量而定，即如果只在煙囪的風壓作用下就完全可以抽動氣體在治理裝置中流動的話，完全可以將引風機5省掉。還可以根據廢氣的治理需求，靈活調整自由催化塔2的級聯數量，并不限于上述實施例中的兩臺；還可以調整每臺自由催化塔2中凈化裝置的層數以及催化氧化設備間3中稀土催化劑15的層數。
[0042]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種揮發性有機廢氣自由催化治理系統，包括自由催化塔和催化氧化設備間，其特征在于:自由催化塔的前端連接平衡器，平衡器內設置自前至后依次相連接的緩沖罐和冷凝裝置，冷凝裝置連通回收罐，緩沖罐連通平衡器的下部，平衡器的頂部連接自由催化塔； 自由催化塔和催化氧化設備間內均設置帶有通孔的第一托板，第一托板上放置稀土催化劑;催化氧化設備間內設置臭氧發生器，臭氧發生器位于第一托板的下方，催化氧化設備間的下部連通自由催化塔的頂部、上部開設排氣孔。2.按照權利要求1所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:所述平衡器內設置帶有通孔的第二托板，第二托板位于冷凝裝置的上方，第二托板上放置稀土催化劑。3.按照權利要求2所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:冷凝裝置為一臺或者兩臺以上順次相聯接的冷凝器，冷凝器的出氣口位于第二托板的下方。4.按照權利要求3所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:緩沖罐的數量為兩個以上，緩沖罐間順次相連通，位于尾部的緩沖罐與冷凝裝置相連通。5.按照權利要求1至4任一所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:排氣孔連通排氣筒，排氣筒的上口高于催化氧化設備間頂端5米以上。6.按照權利要求5所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:所述排氣孔與排氣筒之間加設引風機。7.按照權利要求1至4任一所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:所述自由催化塔內設有凈化裝置，凈化裝置包括橫向設置的噴淋臂和位于噴淋臂下方的填料層，噴淋臂上安裝有兩個以上的噴淋頭。8.按照權利要求7所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:所述填料層為放置在網板上的多面球層。9.按照權利要求8所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:自由催化塔內設有自上而下放置的兩層以上的凈化裝置。10.按照權利要求1至4任一所述的揮發性有機廢氣自由催化治理系統，其特征在于:所述自由催化塔的數量為兩臺以上，兩臺以上的自由催化塔首尾相串接。
【文檔編號】B01D47/06GK205461798SQ201620258611
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】李其忠, 張曉虹
【申請人】李其忠, 張曉虹