一种废气处理装置的制作方法

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体涉及一种废气处理装置。

背景技术：

石油化工废水逸散产生的废气浓度高，气量大，对大气环境造成了严重的污染。国家对石化企业废气排放标准严格，并执行《石油化学工业污染物排放标准》和《石油炼制工业污染物排放标准》等标准。针对复杂的排放气体种类和严格的排放标准废气处理难度大，采用单一的方法很难实现气体的达标排放。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出了一种结构设计新颖，应用多段组合工艺处理技术，进一步处理尾气，废气处理效率高、效果好，能有效降低废气浓度，实现废气处理后够达标排放的废气处理装置。

本实用新型的技术方案如下：

上述的废气处理装置，包括两级生物氧化装置和活性炭纤维吸附装置；所述处理装置还包括增溶吸收装置；所述增溶吸收装置包括增溶吸收预处理装置、预处理循环泵、吸收配制罐、搅拌器、脉冲阻尼器和加药计量泵；

所述增溶吸收预处理装置通过废气输出管路连接所述两级生物氧化装置的废气输入管道，通过新鲜水输入管路连接外部新鲜水源，通过尾气输入管路连接所述活性炭纤维吸附装置的尾气输出管路，通过循环输入管路连接所述脉冲阻尼器的输出端，通过循环输出管路连接所述预处理循环泵的输入端，所述预处理循环泵的输出端连接所述脉冲阻尼器的输出端；

所述吸收配制罐通过新鲜水输入管路连接新鲜水源，通过药物输入管道连接药物源，通过加药计量管路连接所述加药计量泵的输出端；所述搅拌器匹配安装于所述吸收配制罐内侧；所述脉冲阻尼器的输出端连接所述加药计量泵的输入端。

所述废气处理装置，其中：所述增溶吸收装置还包括除雾器；所述除雾器安装在所述增溶吸收预处理装置的顶端内侧。

所述废气处理装置，其中：所述增溶吸收预处理装置的新鲜水输入管路上连接有第一新鲜水输入阀门并通过所述第一新鲜水输入阀门连接外部新鲜水源。

所述废气处理装置，其中：所述吸收配制罐的新鲜水输入管路上连接有第二新鲜水输入阀门并通过所述第二新鲜水输入阀门连接外部新鲜水源。

所述废气处理装置，其中：所述两级生物氧化装置包括循环泵、生物滴滤装置、生物过滤装置和第一风机；所述生物滴滤装置和生物过滤装置的上部连通，下部彼此隔开；所述生物滴滤装置的下部连接有废气输入管道，中部内腔装有滴滤介质；所述生物过滤装置的下部连接所述第一风机的输入端，中部内腔装有氧化介质，上部连接有新鲜水输入管道；所述循环泵的输入端连接至所述生物滴滤装置的下部，输出端连接至所述生物滴滤装置上部；所述第一风机的输出端连接至所述活性炭纤维吸附装置；

所述活性炭纤维吸附装置包括除油器、吸附器、第二风机、排气筒、干燥风机、换热器、油水分离器、回收液槽和排污泵；所述除油器的输出端连接至所述吸附器，输入端连接所述第一风机的输出端；所述第二风机的输出端连接所述排气筒，输入端连接于所述除油器的输入端与所述第一风机的输出端之间；所述吸附器通过废气输入管路连接所述除油器的输出端和所述换热器的输入端；所述吸附器还通过废气输出管路连接至所述回收液槽，通过干燥风输入管路连接于所述干燥风机的输出端，通过蒸汽输入管路连接于高温蒸汽源输出端，通过排气管路连接于所述第二风机的输入端；所述换热器的输出端连接至所述油水分离器的输入端；所述换热器还与外部冷凝器匹配连接；所述油水分离器通过尾气输出管道连接至所述增溶吸收装置，通过废液输出管路连接至所述回收液槽的废液输入管路；所述回收液槽下部一侧设有排污管道，上部设有尾气输出管路；所述回收液槽通过所述排污管道连接所述排污泵的输入端。

所述废气处理装置，其中：所述增溶吸收预处理装置通过废气输出管路连接所述生物滴滤装置的废气输入管道，通过尾气输入管路分别连接所述油水分离器的尾气输出管路和所述回收液槽的尾气输出管路。

所述废气处理装置，其中：所述吸附器包括第一吸附器和第二吸附器；所述第一吸附器和第二吸附器均在下部一侧设有废气输入管路，下部中央设有废气输出管路，下部另一侧设有干燥风输入管路，上部一侧设有蒸汽输入管路，上部另一侧设有排气管路；

所述第一吸附器的废气输入管路上连接有第一进废气阀门并通过所述第一进废气阀门与所述除油器的输出端连接；所述第一吸附器的废气输出管路连接至所述回收液槽；所述第一吸附器的干燥风输入管路连接有第一干燥风输入阀门并通过所述第一干燥风输入阀门连接于所述干燥风机的输出端；所述第一吸附器的蒸汽输入管路连接有第一蒸汽输入阀门并通过所述第一蒸汽输入阀门连接于所述高温蒸汽源输出端的减压阀；所述第一吸附器的排气管路连接于所述第二风机的输入端；所述第一进废气阀门还连接于所述换热器的输入端且与所述换热器的输入端之间连接有第一换热阀门；

所述第二吸附器的废气输入管路上连接有第二进废气阀门并通过所述第二进废气阀门与所述除油器的输出端连接；所述第二吸附器的废气输出管路连接至所述回收液槽；所述第二吸附器的干燥风输入管路连接有第二干燥风输入阀门并通过所述第二干燥风输入阀门连接于所述干燥风机的输出端；所述第二吸附器的蒸汽输入管路连接有第二蒸汽输入阀门并通过所述第二蒸汽输入阀门连接于所述高温蒸汽源输出端的减压阀；所述第二吸附器的排气管路连接于所述第二风机的输入端；所述第二进废气阀门还连接于所述换热器的输入端并与所述换热器的输入端之间连接有第二换热阀门。

所述废气处理装置，其中：所述除油器的输入端与所述第一风机的输出端之间还连接有三通阀门并通过所述三通阀门连接至所述第二风机的输入端。

有益效果：

本实用新型废气处理装置结构设计合理，针对中低浓度VOCs废气处理，在原有两段滴滤式生物氧化治理臭气装置的基础上增设增溶吸收装置，将活性炭纤维吸附装置吸附后产生的尾气通入增溶吸收装置进一步处理，增溶吸收处理后的废气又去除了一些污染物，尾气送至两级生物氧化装置的前端再次进行处理，实现多段处理工艺组合应用，分段处理不同的污染成分，实现了对废气的持续处理，大幅降低了废气浓度，实现废气达标排放。实验证明：加入该段处理方式后，整体工艺非甲烷总烃去除率可达95％，并执行《恶臭污染物排放标准GB 14554-93》，《石油炼制工业污染物排放标准GB31570-2015》或《石油化学工业污染物排放标准GB31571-2015》。

附图说明

图1为本实用新型废气处理装置的结构原理框图；

图2为本实用新型废气处理装置的结构连接示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型废气处理装置，包括两级生物氧化装置1、活性炭纤维吸附装置2和增溶吸收装置3。

该两级生物氧化装置1包括循环泵11、生物滴滤装置12、生物过滤装置 13和第一风机14。其中，该生物滴滤装置12和生物过滤装置13的上部连通，下部彼此隔开；该生物滴滤装置12的下部连接有废气输入管道，中部内腔装有氧化介质；该生物过滤装置13的下部连接第一风机14的输入端，中部内腔装有氧化介质，上部连接有新鲜水输入管道；该循环泵11的输入端连接至生物滴滤装置12的下部，输出端连接至生物滴滤装置12上部；该第一风机14的输出端连接至活性炭纤维吸附装置2。

该活性炭纤维吸附装置2包括除油器20、吸附器21、第二风机22、排气筒23、干燥风机24、换热器25、油水分离器26、回收液槽27和排污泵28。

该除油器20的输出端连接至吸附器21，输入端连接该两级生物氧化装置1的第一风机14的输出端，且该除油器20的输入端与第一风机14的输出端之间还连接有三通阀门201并通过三通阀门201连接至第二风机22的输入端，该第二风机22的输出端连接排气筒23。

该吸附器21包括第一吸附器211和第二吸附器212；其中，该第一吸附器211和第二吸附器212均在下部一侧设有废气输入管路，下部中央设有废气输出管路，下部另一侧设有干燥风输入管路，上部一侧设有蒸汽输入管路，上部另一侧设有排气管路。该第一吸附器211的废气输入管路上连接有第一进废气阀门2111并通过第一进废气阀门2111与除油器20的输出端连接，该第一吸附器211的废气输出管路连接至回收液槽27，该第一吸附器211 的干燥风输入管路连接有第一干燥风输入阀门2113并通过第一干燥风输入阀门2113连接于干燥风机24的输出端，该第一吸附器211的蒸汽输入管路连接有第一蒸汽输入阀门2114并通过第一蒸汽输入阀门2114连接于高温蒸汽源输出端的减压阀29，该第一吸附器211的排气管路连接于第二风机22的输入端；同时，该第一吸附器211的第一进废气阀门2111还连接于换热器25 的输入端且与换热器25的输入端之间连接有第一换热阀门2112。该第二吸附器212的废气输入管路上连接有第二进废气阀门2121并通过第二进废气阀门2121与该除油器20的输出端连接，该第二吸附器212的废气输出管路连接至回收液槽27，该第二吸附器212的干燥风输入管路连接有第二干燥风输入阀门2123并通过第二干燥风输入阀门2123连接于干燥风机24的输出端，该第二吸附器212的蒸汽输入管路连接有第二蒸汽输入阀门2124并通过第二蒸汽输入阀门2124连接于高温蒸汽源输出端的减压阀29，该第二吸附器 212的排气管路连接于第二风机22的输入端；同时，该第二吸附器212的第二进废气阀门2121还连接于换热器25的输入端且与换热器25的输入端之间连接有第二换热阀门2122。

该换热器25的输出端连接至油水分离器26的输入端；同时，该换热器 25还与外部冷凝器匹配连接。

该油水分离器26的上部设有尾气输出管路，下部设有废液输出管路；该油水分离器26通过尾气输出管道连接至增溶吸收装置3，通过废液输出管路连接至回收液槽27上部一侧的废液输入管路。

该回收液槽27下部一侧设有排污管道并通过排污管道连接该排污泵28 的输入端；该回收液槽27的上部还设有尾气输出管路。

该增溶吸收装置3包括除雾器30、增溶吸收预处理装置31、预处理循环泵 32、吸收配制罐33、搅拌器34、脉冲阻尼器35和加药计量泵36。

该增溶吸收预处理装置31的顶部设有废气输出管路，上部一侧设有循环输入管路，中段一侧设有新鲜水输入管路，中下段一侧设有尾气输入管路，下部一侧设有循环输出管路；该除雾器30安装在该增溶吸收预处理装置31的顶端内侧；该增溶吸收预处理装置31的废气输出管路连接该两级生物氧化装置 1的生物滴滤装置12的废气输入管道121，该增溶吸收预处理装置31的新鲜水输入管路上连接有第一新鲜水输入阀门311并通过第一新鲜水输入阀门311连接外部新鲜水源，该增溶吸收预处理装置31的尾气输入管路与该油水分离器 26和回收液槽27上部的尾气输出管路相连；该增溶吸收预处理装置31的循环输入管路连接该脉冲阻尼器35的输出端，该增溶吸收预处理装置31的循环输出管路连接预处理循环泵32的输入端，该预处理循环泵32的输出端连接该脉冲阻尼器35的输出端。

该吸收配制罐33的顶部设有新鲜水输入管路和药物输入管道，下部一侧设有加药计量管路；该吸收配制罐33通过新鲜水输入管路连接新鲜水源且在新鲜水输入管路上连接有第二新鲜水输入阀门331；该吸收配制罐33通过药物输入管道连接药物源，通过加药计量管路连接加药计量泵36的输出端。

该搅拌器34匹配安装于该吸收配制罐33内侧。

该脉冲阻尼器35的输出端连接加药计量泵36的输入端。

本实用新型的两级生物氧化装置1的工作原理如下：

废气中污染成分首先通过气液交换，进入液相；然后污染成分与液相中的微生物接触，在微生物体表的膜外侧，通过浓度差、特定转运酶、膜的翻转或吞食作用，污染物质进入生物体细胞内，在微生物体通过酶解作用，一部分参与细胞自身的合成代谢，生成新的细胞组织；另一部分通过细胞内源呼吸作用，产生二氧化碳、水及细胞代谢产物，并释放出大量能量。

烃类和其他有机物被氧化为二氧化碳和水，含硫还原性成分被氧化为硫及硫酸盐，含氮成分被氧化为氨、硝酸盐及亚硝酸盐。

两级生物氧化装置1包含有生物滴滤装置12和生物过滤装置13，气体与经过循环喷淋的氧化介质进行充分的接触，废气中的亲水性污染成分，被氧化介质上的固着微生物群所捕获消化，另一部分则溶解并随滴滤液落入生物滴滤装置12底部，生物滴滤装置12底部中含有大量浮游微生物将对捕捉到的污染物质进行彻底的降解；在此过程中，废气中部分硫化氢和氨等水溶性的污染成分进一步得到去除；在生物过滤装置13内，介质上添加了专门筛选的苯降解菌，废气与定期加湿的载有苯降解菌的生物滤球充分接触，气体中难溶性污染组份被多孔生物滤球及生物滤球中苯降解菌拦截吸附并进一步消化，甲苯、二甲苯、苯乙烯等大分子量、水溶性较差的VOC 成份在此单元充分降解；这些苯降解菌是利用了废气中的有机物作为其生长繁殖所必需的基质将大分子或结构复杂的苯等有机物氧化分解为简单的水、二氧化碳等无机物；实现了对废气中苯系物的进一步处理，经过生物段处理的废气中非甲烷总烃的浓度已小于200mg/m³，然后进入活性炭纤维吸附装置2。

本实用新型的活性炭纤维吸附装置2的工作原理如下：

(1)吸附

经两级生物氧化装置1处理后的含烃废气进入活性炭纤维吸附装置2，活性炭纤维吸附装置2包含有两个相同的吸附器21即第一吸附器211和第二吸附器212，处理后废气中少量的烃类等有机物被活性炭纤维吸附下来，经过吸附后的洁净气体经排气筒23达标排放；第一吸附器211和第二吸附器 212可以交替使用，吸附器21会在吸附状态和脱附状态间自动切换，间隔时间一般为15分钟，也可以根据实际需要调整，通常情况下，特定时间的切换操作可以保证吸附器21及时切换到脱附阶段。

(2)脱附再生

吸附后的活性炭纤维通入减压阀29减压后的蒸汽，将吸附浓缩在活性炭纤维中的有机溶剂脱附下来，同时依靠蒸汽的吹扫，将含有水蒸汽和有机物质的混合蒸汽吹出，送到油水分离器26中；

当一个吸附器21达到一定的饱和度时，需要进行再生以恢复其吸附能力；因为吸附过程是一个可逆的过程，可以通过改变吸附平衡来实现活性炭纤维的再生，即通过降低吸附器21的压力，将烃从活性炭纤维孔隙结构中脱附出来；

当活性炭纤维吸附饱和后，进行吸附再生处理，具体为从吸附器21顶部的管道进蒸汽进行蒸汽吹扫，在80-130℃条件下对吸附在活性炭纤维上的有机物进行脱附处理，经蒸吹扫后，再用40-100℃热空气从吸附器21底部吹扫干燥，留作备用。

(3)冷凝分层

经过脱附的含有水蒸汽和有机溶剂的混合蒸汽经过外部冷凝器，将冷凝后变成的混合液体流入回收液槽27，经排污泵28排出；

当脱附过程完成后，工艺管线上的控制阀门会有一些系列动作，使吸附器21内压力逐步恢复到常压；当吸附器21上的压力恢复后，系统会控制吸附器21切换至下一个吸附过程。

本实用新型的增溶吸收装置3的工作原理如下：

增溶吸收预处理装置3主要是用于处理废气中的尘粒、油气、含硫物质及高浓度的、烃类成份，以缓解原有的两段滴滤式生物氧化处理废气装置后续运行负荷为目的；增溶吸收预处理装置3采用填料式吸收塔工艺，利用气液两相“相似相溶”原理对非甲烷总烃类成份进行吸收处理；增溶吸收预处理装置3的增溶吸收工艺采用的增溶吸收剂主要由表面活性剂、油酸钠无机盐、水等复配而成，当复配体系选择合适，浓度大于临界胶束浓度(CMC)在增溶剂中形成胶束，废气中的非极性有机物质由于具有疏水性，会进入胶束中从而被吸收，废气中的极性有机物质会溶解于水从而被吸收；VOC废气、空气混合气通过与吸收剂接触，根据不同组分在吸收剂中的溶解度不同，使处理尾气这一高浓度、大气量的废气有明显的优势，而回收效果的好坏将取决于吸收剂；废气经各段工艺处理后，去除了所含不同类型的污染物。

本实用新型结构设计合理，废气处理效率高、效果好，能有效降低废气浓度，使废气处理后能够达标排放，不产生二次污染，能够达标排放。