发酵废气处理设备及处理方法与流程

本发明涉及废气处理技术领域，且特别涉及一种发酵废气处理设备及处理方法。

背景技术：

由于生物发酵制品具有疗效高，毒性低，副作用少等特点，随着以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术迅猛发展，生物发酵制品已成为2l世纪投资最活跃、发展最快的产业之一。

在生物发酵制品生产过程中，一般空气用量很大，造成大量未处理尾气排入大气，部分发酵代谢产物随带水蒸汽的尾气溢出，并产生一些具有特殊难闻的气体，由于排放的体量一般较大，其尾气中夹杂的二氧化碳、氨、发酵的恶臭及部分中间体伴随着大量水蒸汽在空气中不断升高，形成难于用某种单一简单方式处理的特殊废气。

国外一些企业在发酵罐尾气液分离装置后再安装膜过滤器，膜过滤器分离效率高，但受发酵排气灭菌蒸汽等影响，膜过滤使用寿命短，维护费用高；而且对尾气而言，压降阻力大，从而带来一系列问题。国内外真正有效的处理方法不多，缺乏一个彻底、经济合理的方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种发酵废气处理设备，该设备一体化设计，操作简便灵活，具有较好的应用前景。

本发明的另一目的在于一种发酵废气处理方法，该方法有效的处理发酵废气，处理效率高，实现发酵废气无害化。

本发明的实施例是这样实现的：

一种发酵废气处理设备，包括除湿装置、光处理装置，除湿装置与光处理装置连接，光处理装置包括本体、光分解组件和光催化组件，光分解组件、光催化组件设置于本体的内部。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，光催化组件为滤网，滤网的基体由泡沫镍制作而成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，滤网的基体负载有纳米二氧化钛。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，滤网的孔隙率大于95％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，发酵废气处理设备还包括进气装置、喷雾装置，喷雾装置设置于进气装置与光处理装置之间。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，发酵废气处理设备还包括冷气装置，冷气装置与喷雾装置连接。

发酵废气处理设备还包括与除湿装置、光催化装置连接的控制装置。

一种发酵废气处理方法，包括：采用上述发酵废气处理设备对发酵废气进行除湿、光处理。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，经除湿处理后的发酵废气的相对湿度为30～80％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，对发酵废气进行除湿之前还包括：调节发酵废气的ph值至7～8。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供一种发酵废气处理设备，包括除湿装置、光处理装置，光处理装置包括本体、光分解组件和光催化组件。光分解组件为紫外光源，。光催化组件由泡沫镍制成，泡沫镍负载有纳米二氧化钛。

发酵废气处理设备还包括喷雾装置，在除湿处理前对发酵废气进行预处理，改善酸碱度，使其更易氧化处理。控制装置使发酵废气处理设备实现自动化控制，使得发酵废气处理更加精准、合理，节省人力，降低成本，减少安全隐患。

一种发酵废气处理方法，利用上述发酵废气处理设备对发酵废气进行酸碱度调节和除湿处理，使发酵废气的ph值和相对湿度利于进行光处理，提高光处理效率和效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的发酵废气处理设备的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的发酵废气处理设备的结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的发酵废气处理设备的结构示意图；

图4为本发明实施例4提供的发酵废气处理系统的结构示意图。

图标：100-发酵废气处理设备；101-第一通道；103-第二通道；105-第三通道；110-进气装置；120-除湿装置；121-除湿机；123-脱水机；130-光处理装置；131-本体；133-紫外线光源；135-滤网；140-排气装置；200-发酵废气处理设备；210-风机；300-发酵废气处理设备；310-喷雾装置；320-冷气装置；400-发酵废气处理系统；410-控制装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种发酵废气处理设备100，包括进气装置110、除湿装置120、光处理装置130和排气装置140，进气装置110通过第一通道101与除湿装置120连接，除湿装置120通过第二通道103与光处理装置130连接，光处理装置130通过第三通道105与排气装置140连接。发酵废气处理设备100根据实际需要设计外形及大小，在本实施例中，如图1，发酵废气处理设备100为塔形结构。

除湿装置120用于脱除废弃中的水汽，并降低废气的相对湿度。在本实施例中，除湿装置120包括除湿机121。一般排出的废弃具有一定热量，除湿装置120具有耐高温性能，可在60℃以下进行正常除湿。在本实施例中，除湿机121包括热交换器(图未示)、压缩机(图未示)，热交换器采用内螺纹铜管，翅片采用钛金铝，制冷剂采用混合型防高压力调和而成。除湿机121还包括显示器，用于显示温度及湿度。由于发酵废气具有腐蚀性，除湿装置120具有防腐功能。热交换器采用不锈钢板制作，电控箱采用硅胶密闭电箱处理，制冷配件经过防腐处理，积水盘采用不锈钢材质制成。

在本发明中，除湿装置120与光处理装置130相互配合对发酵废气进行处理，当经过除湿装置120处理的发酵废气的相对湿度为30～80％，光处理装置130的效果更好，发酵废气的降解率更高，排出的气体对环境无害。

本发明采用光解复合光催化的方式对发酵废气进行处理，该处理方式效果良好。光处理装置130包括本体131、用于光解发酵废气的紫外线光源133和用于降解发酵废气的滤网135，紫外线光源133、滤网135设置于本体131内。

在本实施例中，紫外线光源133为高能石英uv紫外线光源133。紫外线光源133产生电磁波长光束，在大量携能光量子的轰击下使恶臭物质分子解离和散发。在本实施例中，紫外线光源133的波长为150nm～250nm，较优的，为185nm、195nm、200nm、225nm。

光处理装置130中的氧气和水分在紫外线光源133的光量子的作用下可产生大量的新生态氢、活性氢和羟基氧等活性基团，一部分发酵废气与活性基团反应，转化为二氧化碳和水等无害物质，从而达到去除废弃的目的。

同时，紫外线光束会分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，游离氧与氧分子结合，产生臭氧。臭氧由于其强氧化性，对有机物具有极强的氧化分解作用，使发酵废气及恶臭降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。由于臭氧的不稳定性，臭氧与恶臭有机发酵废气作用后，本身逐渐消失，在物量平衡的条件下不会对最终的排放产生影响。

为了增大紫外线光源133的作用范围，在本实施例中，紫外线光源133的灯管为螺旋管。

在本实施例中，滤网135的光催化剂为纳米级锐钛型二氧化钛。当紫外光照射到纳米二氧化钛颗粒上时，电子被紫外光所激发，跃迁到导带形成自由电子，在价带形成一个带正电的空穴，形成电子-空穴对。利用所产生的空穴的氧化及自由电子的还原能力，二氧化钛和表面接触的水分子、氧分子发生反应，产生氧化力极强的自由基。自由基分解发酵废气中的有机物质，将有机物质中的氢和碳分解成水和二氧化碳。

具体的，滤网135的基体由泡沫镍制作而成，基体上负载有纳米二氧化钛。采用泡沫镍作为基体，由于其既有金属镍耐高温、耐腐蚀、化学性质稳定的特征，又具有泡沫独特的三维网状结构。该结构一方面可以增大二氧化钛与发酵废气的接触面积，提高光催化效率，提高对发酵废气的降解效率。较优的，滤网135的孔隙率大于95％，使滤网135具有良好的气体流通性和通透性，具有较好的光催化效率。

实施例2

请参照图2，本实施例提供一种发酵废气处理设备200。

发酵废气处理设备200与发酵废气处理设备100的不同之处主要在于：

除湿装置120还包括脱水机123，脱水机123分别与进气装置110、除湿机121连接。发酵废气通过进气装置110进入脱水机123，经过初步的脱水处理，在进入除湿机121，进行进一步脱汽除湿，使其相对湿度达到标准值。脱水机123和除湿机121的双重脱水可以保证发酵废气的除湿效果，使得相对湿度更加精确，也降低了对除湿机121的工作负荷，延长使用年限。

发酵废气处理设备200还包括设置于第二通道103的风机210，控制发酵废气在发酵废气处理设备200中的流动速度，进而控制光分解及光催化速率及效果。防止发酵废气流动的不定性，影响整体的降解效果。在本实施例中，风机210为轴流风机，在本发明对其不做限定。

为简化表示，本实施例中未提及处，请参阅实施例1中相应内容。

实施例3

请参照图3，本实施例提供一种发酵废气处理设备300。

发酵废气处理设备300与发酵废气处理设备200的不同之处主要在于：

发酵废气处理设备300包括设置于第一通道101的喷雾装置310、冷气装置320。发酵废气一般为酸性或碱性，其酸碱性会影响光分解、光催化效果，同时也会腐蚀发酵废气处理设备300。喷雾装置310根据发酵废气的酸碱值喷入碱雾或酸雾，使发酵废气的ph值为7～8。由于喷雾装置310与进气装置110连通，刚通入的发酵废气蒸汽温度较高，对喷雾效果及喷雾装置310具有一定影响。冷气装置320向第一通道101中输送冷空气来加强雾化的效果并且进行适当的降温。

为简化表示，本实施例中未提及处，请参阅实施例2中相应内容。

实施例4

请参照图4，本实施例提供一种发酵废气处理系统400。

发酵废气处理系统400与发酵废气处理设备300的不同之处主要在于：

发酵废气处理系统400包括用于控制发酵废气处理设备300的控制装置410。控制装置410实现发酵废气处理设备300的自动化运行，随时监控发酵废气处理设备300的运行，使得发酵废气处理更加精准、合理，节省人力，降低成本。

为简化表示，本实施例中未提及处，请参阅实施例3中相应内容。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。