专利名称：一种用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置及操作方法
技术领域：
本发明属于恶臭气体吸收的技术领域，具体是一种用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置及操作方法。
背景技术：
甲硫醇是硫酸盐浆厂生产过程中产生的四种恶臭污染物之一,也是一种典型的大气恶臭污染物，其化学式为CH3SH。甲硫醇的沸点6.8°C，在常温下为无色气体，具有强烈的臭白菜叶味，其嗅阈值为0.15μ g/m3 (低于lppbv)，极易被人所感知；甲硫醇不溶于水，能溶于乙醇、苯等有机溶剂。另外，是一种神经毒素，对人体的粘膜有强烈的刺激作用，给人体的脑、呼吸系统造成损害。鉴于恶臭污染物的种种危害，许多国家都建立了相应的恶臭污染控制标准和颁布了相应的防治法令。另外吸入甲硫醇会对人体的神经系统和呼吸系统造成损害，吸入后会引发头痛、恶心及不同程度的麻醉作用，吸入高浓度甲硫醇时可引起呼吸麻痹而死亡。国内外都已将甲硫醇纳入监控的恶臭污染物，我国在《恶臭污染物排放标准》中规定的三级排放限值为0.02 0.0350mg/m3。为了有效抑制硫酸盐浆厂产生的废气中的臭味，浆厂里最普遍的做法是将臭气收集到一个密闭的系统中，然后采用特定的处理工艺来加以处理。近年来，恶臭污染的控制技术研究已成为目前恶臭污染研究领域的热点问题，研究开发的处理方法有很多，但是较为常用的有直接焚烧法、生物过滤法、吸附法和化学氧化法等。直接焚烧法是目前硫酸盐法浆厂去除臭气应用最广泛也是最成熟的一种方法。浆厂一般将收集到的臭气用蒸汽喷射器送入到石灰窑、碱回收炉或专用焚烧装置(火炬燃烧器)，由于臭气来源不同而使其收集及处理工艺也不尽相同，但其处理成本高，操作复杂、有爆炸的危险。生物法除臭是从20世纪50年代发展起来的，最早起源于德国和日本，其原理是利用水中的微生物(主要有硫杆菌属、发硫菌属、黄色单孢菌属)把废气中的有害物质降解或转化为无臭或者低臭的物质，从而达到净化气体的目的。生物法中的生物过滤法从成本角度来考虑具有一定吸引力，但该工艺过程需要大量的喷淋液，臭气高速通过已经驯化好的微生物滤层会引起的高压强降，另外为使脱硫菌达到最大脱硫活力需要提供大量的生物滤层从而获得足够的接触时间，因此，生物过滤法去除TRS对硫酸盐浆厂来说不太适合。吸附法是利用较大的比表面积的吸收剂来吸收不凝气中的臭气物质。吸附法可分为物理吸附法和浸溃吸附剂吸附法。常用的吸附材料包括:颗粒活性炭、沸石、活性纤维、硅胶、活性白云土等。活性炭吸附塔方法结构简单，可同时吸附多种恶臭物质，其缺点是仅适合低浓度臭气，且需更换活性炭，处理成本大，不能对恶臭物质进行彻底去除。目前还没有发现利用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的相关报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置及操作方法，通过用二氧化氯和甲硫醇恶臭气体反应后用碱液吸收下来，从而达到除臭的目的，这些碱吸收废液可以重新进入硫酸盐制浆厂的硫循环，变废为宝，符合了当前发展绿色造纸的要求。本发明以如下技术方案解决上述技术问题:发明一，一种用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，它主要由二氧化氯雾化装置、臭气反应器、碱吸收塔和尾气吸收塔组成，臭气反应器的底部安装有二氧化氯雾化装置以及通过管道连接甲硫醇标准气瓶，臭气反应器的顶部经管道连接到碱吸收塔的底部，碱吸收塔的顶部连接吸收液分液漏斗并经管道连接到尾气吸收塔的底部，尾气吸收塔的顶部连接无水乙醇分液漏斗和气体排放管。上述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，甲硫醇标准气瓶与臭气反应器连接的管道上安装有减压阀和流量计。上述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，所述的碱吸收塔内有塑料马鞍型填料，尾气吸收塔内有金属丝填料，碱吸收塔和尾气吸收塔的底部均设有液体排放管。上述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，所述的二氧化氯雾化装置由空气压缩机、电热恒温水浴锅、塑料压缩空气管、二氧化氯溶液分液漏斗和喷雾器构成，喷雾器由上至下依次设有喷头、二氧化氯溶液接口、喷雾器开关、压缩空气接口 ；塑料压缩空气管置于电热恒温水浴锅内，塑料压缩空气管的一端接空气压缩机，另一端接喷雾器上的压缩空气接口，二氧化氯溶液分液漏斗经管道连接喷雾器上的二氧化氯溶液接口。上述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，所述喷雾器上的喷头伸入臭气反应器内，并通过套接在喷雾器上的密封盖固定在臭气反应器上，密封盖上开有甲硫醇标准气瓶的管道接口。发明二，一种用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的操作方法，它包括如下操作步骤:I)、将无水乙醇放入尾气吸收塔的分液漏斗中，将吸收液放入碱吸收塔的分液漏斗中，将反应所需的7.0g/L的二氧化氯溶液加入二氧化氯分液漏斗中，二氧化氯分液漏斗连接二氧化氯雾化装置，二氧化氯雾化装置的喷头以及甲硫醇标准气瓶的连接管伸入臭气反应器内，二氧化氯雾化装置连接压缩空气管道；2)、打开压缩空气管道的进气开关，通过控制压缩空气的流量为0.6m3/h-0.8m3/h来控制反应器内的反应时间为2-3min，同时将无水乙醇以250ml/min的流速流入尾气吸收塔中，将吸收液以40ml/min的流速流入碱吸收塔中，然后打开二氧化氯分液漏斗开关，使二氧化氯溶液以40ml/min的流量进入反应器20s后，再在5min内以0.85L/min的速度向反应设备中通入甲硫醇标准气体，待通入甲硫醇标准气体时间结束时，把压缩空气的流量增加至1.25m3/h来吹扫系统中的甲硫醇气体，反应器中的二氧化氯和未反应甲硫醇混合气体进入碱吸收塔经过塑料马鞍型填料后被由分液漏斗流下并经布液器均匀布液后的吸收液吸收，碱吸收塔中的混合气中剩余的气体进入尾气吸收塔，经金属丝填料后被由分液漏斗流下经布液器均匀布液后的无水乙醇吸收，收集乙醇吸收液并密封保存。上述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的操作方法，所述碱吸收塔中的吸收液为5g/LNa0H 和 5g/L Na2S 混合喊液。上述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的操作方法，所述二氧化氯溶液与甲硫醇的摩尔比为2:1-2.5:1。上述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的操作方法，所述控制反应器内的反应温度为30-40°C，二氧化氯溶液的pH值为2-4。本发明利用雾化二氧化氯将甲硫醇氧化成无臭或者低臭的物质，这些可以很好的被碱吸收液吸收，臭气组分被二氧化氯氧化成磺酸或者砜，这些反应产物及未反应的二氧化氯和臭气组分用碱液(白液)吸收下来，从而达到除臭的目的，而这些碱吸收废液可以回用到蒸煮及漂白工段或者同黑液送入碱回收炉焚烧来回收硫元素，再重新进入硫酸盐浆厂的硫循环，变废为宝，符合了当前发展绿色造纸的要求。此外，利用二氧化氯来处理臭气的化学氧化法与目前硫酸盐法浆厂去除臭气应用最广泛也是最成熟的焚烧法相比，工艺过程简单，操作容易，安全性高，且有更低的运行费用和设备投资。
图1是本发明用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置的结构示意图。图2是二氧化氯雾化装置的放大示意图。图3是图2中喷雾器的放大示意图。图中:空气压缩机1，电热恒温水浴锅2，塑料压缩空气管3，甲硫醇标准气瓶4，减压阀5，流量计6，喷嘴7，二氧化氯溶液分液漏斗8-1，吸收液分液漏斗8-2，无水乙醇分液漏斗8-3，反应器9，布液器10，碱吸收塔11，塑料马鞍型填料12，尾气吸收塔13，金属丝填料14，喷雾器15，二氧化氯溶液接口 16，喷雾器开关17，密封盖18，管道接口 19，压缩空气接口 20。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。如图1一图3所示，本发明用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，它主要由二氧化氯雾化装置、臭气反应器9、碱吸收塔11和尾气吸收塔13组成，臭气反应器9的底部连接喷雾器15以及通过管道连接甲硫醇标准气瓶4，甲硫醇标准气瓶4与臭气反应器9连接的管道上安装有减压阀5和流量计6。臭气反应器9的顶部经管道连接到碱吸收塔11的底部，碱吸收塔11的顶部连接吸收液分液漏斗8-2并经管道连接到尾气吸收塔13的底部，尾气吸收塔13的顶部连接无水乙醇分液漏斗8-3和气体排放管。碱吸收塔11内有塑料马鞍型填料12，尾气吸收塔13内有金属丝填料14，碱吸收塔11和尾气吸收塔13的底部均设有液体排放管，吸收液分液漏斗8-2和无水乙醇分液漏斗8-3的出口分别设有布液器10-1和布液器10-2。如图2所示，二氧化氯雾化装置由空气压缩机1、电热恒温水浴锅2、塑料压缩空气管3、二氧化氯溶液分液漏斗8-1和喷雾器15构成。喷雾器15由上至下依次设有喷嘴7、二氧化氯溶液接口 16、喷雾器开关17、压缩空气接口 20，其结构如图3所示。塑料压缩空气管3置于电热恒温水浴锅2内，以便于加热压缩空气，塑料压缩空气管3的一端接空气压缩机1，另一端接喷雾器15上的压缩空气接口 20，二氧化氯溶液分液漏斗8-1经管道连接喷雾器15上的二氧化氯溶液接口 16。安装时，喷雾器15上的喷嘴7伸入臭气反应器9内，并通过套接在喷雾器15上的密封盖18固定在臭气反应器9上，密封盖18上开有用于连接甲硫醇标准气瓶4的管道接口 19，甲硫醇标准气瓶4的气体通过该接口进入除臭反应器9内。所述反应器9的主体由一个透明有机玻璃管及两个密封盖通过螺纹连接组成的。本发明采用的二氧化氯雾化装置的雾化原理是:二氧化氯溶液在重力作用下从装有二氧化氯溶液的分液漏斗8-1流入雾化器15和来自空气压缩机I的压缩空气高速流过雾化器15的喷嘴后,在文丘里原理的作用下,二氧化氯溶液被迅速分散成5 50 μ m的微小液滴。通过调节二氧化氯流量调节旋钮和压缩空气旋钮来控制二氧化氯溶液和压缩空气的流量，用雾化器开关17控制压缩空气和二氧化氯溶液进入喷嘴雾化成微小液滴。本发明装置工作时，由空气压缩机I产生压缩空气经过塑料压缩空气管3在电热恒温水浴锅2中水浴加热压缩空气，由二氧化氯溶液分液漏斗8-1流下的二氧化氯溶液在压缩空气的带动下通过雾化器15雾化成5 50 μ m的微小液滴，甲硫醇气体由甲硫醇标准气瓶4通过减压阀5和流量计6进入除臭反应器9，在反应器中与被雾化器雾化后的二氧化氯微小液滴充分混合并发生反应，反应器9中的二氧化氯和未反应甲硫醇混合气体进入碱吸收塔11经过塑料马鞍型填料12后被由分液漏斗8流下的经布液器10-1均匀布液后的吸收液吸收，碱吸收塔11中的混合气中剩余的气体进入尾气吸收塔13经过金属丝填料14后被由分液漏斗8流下的经布液器10-2均匀布液后的无水乙醇吸收。在反应器中，二氧化氯与甲硫醇恶臭气体发生反应，生成甲基磺酸或者二甲基砜类无臭的物质后被碱吸收液吸收，达到除臭的目的，而碱吸收废液可以回用到蒸煮及漂白工段或者同黑液送入碱回收炉焚烧来回收硫元素，达到变废为宝的目的。以下是本发明方法的应用实例。实施例1:I)量取IOOOml无水乙醇放入尾气吸收塔的分液漏斗中；在碱吸收塔中加入150ml的5g/L NaOH和5g/L Na2S混合碱液吸收液；将反应所需的7.0g/L的二氧化氯溶液加入到二氧化氯溶液分液漏斗中，其中二氧化氯溶液与甲硫醇的摩尔比为2:1。2)先打开压缩空气的进气开关，控制压缩空气的流量为0.6m3/h,同时将无水乙醇以250ml/min的流速流入甲硫醇吸收塔中，将混合碱液吸收液以40ml/min流速流入碱吸收塔中；控制臭气反应器的温度为40°C，二氧化氯溶液的pH为2，然后打开二氧化氯溶液分液漏斗的开关，使二氧化氯溶液以40ml/min的流量进入反应器20s后,再在5min内以0.85L/min的速度向反应设备中通入甲硫醇标准气体，待通入甲硫醇标准气体时间结束时，把压缩空气的流量增加至1.25m3/h来吹扫系统中的甲硫醇气体，吹扫时间为3min，吹扫结束后，收集无水乙醇吸收液并密封保存。经过反应器中二氧化氯对甲硫醇反应吸收后，甲硫醇的去除率为96.64%，尾气吸收塔中甲硫醇的回收率为3.36%。碱吸收废液可以回用到硫酸盐制浆厂的蒸煮及漂白工段或者同黑液送入碱回收炉焚烧来回收硫元素。实施例2:I)量取IOOOml无水乙醇放入尾气吸收塔的分液漏斗中；在碱吸收塔中加入150ml的5g/L NaOH和5g/L Na2S混合碱液吸收液；将反应所需的7.0g/L的二氧化氯溶液加入到二氧化氯溶液分液漏斗中，其中二氧化氯溶液与甲硫醇的摩尔比为2.5:1。2)先打开压缩空气的进气开关，控制压缩空气的流量为0.8m3/h,同时将无水乙醇以250ml/min的流速流入甲硫醇吸收塔中，将混合碱液吸收液以40ml/min流速流入碱吸收塔中；控制臭气反应器温度为30°C，二氧化氯溶液的pH为3，然后打开二氧化氯溶液分液漏斗的开关，使二氧化氯溶液以40ml/min的流量进入反应器20s后，再在5min内以0.85L/min的速度向反应设备中通入甲硫醇标准气体，待通入甲硫醇标准气体时间结束时，把压缩空气的流量增加至1.25m3/h来吹扫系统中的甲硫醇气体，吹扫时间为3min，吹扫结束后，收集无水乙醇吸收液并密封保存。经过反应器中二氧化氯对甲硫醇反应吸收后，甲硫醇的去除率为97.21%，尾气吸收塔中甲硫醇的回收率为2.79%。碱吸收废液可以回用到硫酸盐制浆厂的蒸煮及漂白工段或者同黑液送入碱回收炉焚烧来回收硫元素。实施例3:I)量取IOOOml无水乙醇放入尾气吸收塔的分液漏斗中；在碱吸收塔中加入150ml的5g/L NaOH和5g/L Na2S混合碱液吸收液；将反应所需的7.0g/L的二氧化氯溶液加入到二氧化氯溶液分液漏斗中，其中二氧化氯溶液与甲硫醇的摩尔比为2.3:1。2)先打开压缩空气的进气开关，控制压缩空气的流量为0.72m3/h,同时将无水乙醇以250ml/min的流速流入甲硫醇吸收塔中，将混合碱液吸收液以40ml/min流速流入碱吸收塔中；控制臭气反应器温度为35°C，二氧化氯溶液的pH为4，然后打开二氧化氯溶液分液漏斗的开关，使二氧化氯溶液以40ml/min的流量进入反应器20s后,再在5min内以0.85L/min的速度向反应设备中通入甲硫醇标准气体，待通入甲硫醇标准气体时间结束时，把压缩空气的流量增加至1.25m3/h来吹扫系统中的甲硫醇气体，吹扫时间为3min，吹扫结束后，收集无水乙醇吸收液并密封保存。经过反应器中二氧化氯对甲硫醇反应吸收后，甲硫醇的去除率为96.92%，尾气吸收塔中甲硫醇的回收率为3.08%ο碱吸收废液可以回用到硫酸盐制浆厂的蒸煮及漂白工段或者同黑液送入碱回收炉焚烧来回收硫元素。
权利要求
1.一种用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，其特征在于，它主要由二氧化氯雾化装置、臭气反应器、碱吸收塔和尾气吸收塔组成，臭气反应器的底部安装有二氧化氯雾化装置以及通过管道连接甲硫醇标准气瓶，臭气反应器的顶部经管道连接到碱吸收塔的底部，碱吸收塔的顶部连接吸收液分液漏斗并经管道连接到尾气吸收塔的底部，尾气吸收塔的顶部连接无水乙醇分液漏斗和气体排放管。
2.根据权利要求1所述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，其特征在于，甲硫醇标准气瓶与臭气反应器连接的管道上安装有减压阀和流量计。
3.根据权利要求1所述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，其特征在于，所述碱吸收塔内有塑料马鞍型填料，尾气吸收塔内有金属丝填料，碱吸收塔和尾气吸收塔的底部均设有液体排放管。
4.根据权利要求1所述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，其特征在于，所述二氧化氯雾化装置由空气压缩机、电热恒温水浴锅、塑料压缩空气管、二氧化氯溶液分液漏斗和喷雾器构成，喷雾器由上至下依次设有喷头、二氧化氯溶液接口、喷雾器开关、压缩空气接口 ；塑料压缩空气管置于电热恒温水浴锅内，塑料压缩空气管的一端接空气压缩机，另一端接喷雾器上的压缩空气接口，二氧化氯溶液分液漏斗经管道连接喷雾器上的二氧化氯溶液接口。
5.根据权利要求4所述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置，其特征在于，所述喷雾器上的喷头伸入臭气反应器内，并通过套接在喷雾器上的密封盖固定在臭气反应器上，密封盖上开有甲硫醇标准气瓶的管道接口。
6.一种用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的操作方法，其特征在于，它包括如下操作步骤: 1)、将无水乙醇放入尾气吸收塔的分液漏斗中，将吸收液放入碱吸收塔的分液漏斗中，将反应所需的7.0g/L的 二氧化氯溶液加入二氧化氯分液漏斗中，二氧化氯分液漏斗连接二氧化氯雾化装置，二氧化氯雾化装置的喷头以及甲硫醇标准气瓶的连接管伸入臭气反应器内，二氧化氯雾化装置连接压缩空气管道； 2)、打开压缩空气管道的进气开关，通过控制压缩空气的流量为0.6m3/h-0.8m3/h来控制反应器内的反应时间为2-3min，同时将无水乙醇以250ml/min的流速流入尾气吸收塔中，将吸收液以40ml/min的流速流入碱吸收塔中，然后打开二氧化氯分液漏斗开关，使二氧化氯溶液以40ml/min的流量进入反应器20s后，再在5min内以0.85L/min的速度向反应设备中通入甲硫醇标准气体，待通入甲硫醇标准气体时间结束时，把压缩空气的流量增加至1.25mVh来吹扫系统中的甲硫醇气体，反应器中的二氧化氯和未反应甲硫醇混合气体进入碱吸收塔经过塑料马鞍型填料后被由分液漏斗流下并经布液器均匀布液后的吸收液吸收，碱吸收塔中的混合气中剩余的气体进入尾气吸收塔，经金属丝填料后被由分液漏斗流下经布液器均匀布液后的无水乙醇吸收，收集乙醇吸收液并密封保存。
7.根据权利要求6所述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的操作方法，其特征在于，所述碱吸收塔中的吸收液为5g/L NaOH和5g/L Na2S混合碱液。
8.根据权利要求6所述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的操作方法，其特征在于，所述二氧化氯溶液与甲硫醇的摩尔比为2:1-2.5:1。
9.根据权利要求6所述用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的操作方法，其特征在于，控制反 应器内的反应温度为30-40°C, 二氧化氯溶液的pH值为2-4。
全文摘要
本发明公开了一种用二氧化氯去除甲硫醇恶臭气体的装置及操作方法，该装置主要由二氧化氯雾化装置、臭气反应器、碱吸收塔和尾气吸收塔组成，臭气反应器的底部安装有二氧化氯雾化装置以及通过管道连接甲硫醇标准气瓶，臭气反应器的顶部经管道连接到碱吸收塔的底部，碱吸收塔的顶部连接吸收液分液漏斗并经管道连接到尾气吸收塔的底部，尾气吸收塔的顶部连接无水乙醇分液漏斗和气体排放管。该方法是用二氧化氯和甲硫醇恶臭气体在臭气反应器内反应，再经碱吸收塔和尾气吸收塔吸收，从而达到除臭的目的。这些碱吸收废液可以重新进入硫酸盐制浆厂的硫循环，变废为宝，符合了当前发展绿色造纸的要求。
文档编号B01D53/48GK103157366SQ20131007907
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者宋雪萍, 黄显南, 林积圳, 吴敏, 覃程荣, 刘新亮, 卫威, 朱红祥, 骆莲新 申请人:广西大学