一种人造板行业干燥尾气VOCs及颗粒物深度净化方法与流程

本发明涉及一种工业烟气净化方法，尤其是涉及一种人造板行业干燥尾气vocs和颗粒物深度净化方法。技术背景我国是世界人造板生产大国，产量高居全球首位。随着国民经济的稳步提高，我国人造板生产和消费需求将持续增长。胶合板、密度板和刨花板作为我国人造板领域三大组成部分，其在生产过程中的干燥工段，产生大量的高浓度含尘含vocs废气，对生态环境造成巨大压力。此外，木材自身含有的特殊气味，在气压低、阴雨天气等不利扩散气候情况下，产生的异味对周边环境仍有影响。异味主要来源于木材自身的含酸性、或特殊甜味、辛辣刺激性气味等低浓度挥发性有机物。目前我国人造板工业污染物排放标准要求颗粒物、甲醛、vocs最高排放浓度限值为分别为120，25和120mg/m3，2020年6月，环保部发布《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南(2020年修订版）》，指南中对a级企业的干燥尾气排放指标要求为：干燥、热压尾气颗粒物、甲醛、vocs排放浓度分别不高于10、5、50mg/m3。可以预见，未来人造板生产过程环保要求将逐步提高，人造板生产企业必须采取有效措施降低污染物排放。当前业内普遍采用旋风分离器控制尾气污染物，但是由于尾气中颗粒多为低密度细纤维，旋风除尘的捕集能力存在明显局限性，也有企业开始尝试采用湿式电除尘器控制粉尘排放，并利用甲醛易溶于水的特性，实现协同捕集甲醛的功能，但是实际的甲醛净化效果还有待进一步观察，对异味的去除基本没有效果。对于低浓度甲醛的净化方法主要有光催化法、吸附法、臭氧氧化法等，但是这些方法存在处理效率不稳定、处理成本高、产生二次水污染等问题无法满足工业应用，而生物法作为一种废气处理新技术，因其投资省、运行费用低、管理简单、无二次污染等特点，受到越来越多的关注。在国内外主要用于处理低浓度、无回收价格的工业废气。中国专利cn1973968b公布了一种甲醛废气的气液相组合生物净化工艺技术方法，该方法为生物滴滤塔和活性污泥法组合工艺，甲醛废气首先经过富有生物膜的填料，其中一部分甲醛被生物膜中的微生物捕获并降解，另一部分的甲醛融入洗涤液中，在进入活性污泥曝气处理。实现气相、液相双重生物降解强化脱除甲醛的目的。上述专利并不适用于含有粉尘的vocs废气。技术实现要素：本发明的目的就是为了克服当前人造板行业干燥尾气处理技术中存在的不足，而提供了一种干燥尾气甲醛和颗粒物深度净化方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种人造板行业干燥尾气vocs及颗粒物净化方法，包括以下步骤：第一步，人造板生产干燥工序产生的大量高温烟气，经过两级旋风除尘回收木纤维后，利用吸附剂喷射装置，将具有吸附vocs功能的吸附剂粉末由烟道喷入烟气中，发生吸附反应；第二步，利用湿式电除尘器进行降温除尘，去除烟气中吸附剂和其他颗粒物，同时利用甲醛在水中高溶解度（4.0×105mg/l）进行喷淋洗涤去除30%以上的甲醛，并将烟气温度降低至40℃左右，湿式电除尘器产生的废水进入过滤装置；第三步，烟气进入生物滴滤塔，进一步将剩余的甲醛等vocs深度脱除，净化后的烟气排放至大气。第四步，生物滴滤塔内未完全分解的vocs溶解在洗涤液中，与过滤装置产生的过滤液混合后进入活性污泥反应器，进行液相中甲醛等vocs的生物降解。净化处理后的洗涤液通过循环泵回到填料塔中循环使用，过滤产生的木屑颗粒以及废弃活性污泥输送至热能中心焚烧处理。所述的干燥尾气中含有粉尘颗粒物和vocs，其中vocs包含醛酮类、酚类、芳香烃类、萜烯类和饱和烷烃类中的一种或者多种，以甲醛为主。所述的吸附剂为粒度为100-400目的粉状吸附剂，吸附剂在烟气中的使用量为，每立方烟气喷入50-5000mg。所述的吸附剂为活性炭、分子筛、黏土、金属有机骨架材料及树脂中的一种或多种混合。所述的湿电除尘装置为导电玻璃钢式或者金属极板式中的一种。所述的湿电除尘装置底部设有喷淋冷却层，喷淋采用清水，喷淋冷却液气比为1-2l/m3。所述的生物滴滤塔内采用循环喷淋液将废气中的vocs吸收，并与填料表面的生物膜接触反应，喷淋液中含有提供微生物生产所需的营养物质，循环液气比为2-5l/m3。生物滴滤塔内的循环液喷淋中加入1-5%的活性炭粉末，粒度为200-400目。生物滴滤塔填料为生物炭、树皮、陶粒、聚氨酯、玻璃碎片、硅藻土、树脂及泡沫中的一种或者多种组合。未完全分解的甲醛vocs溶解在洗涤液中进入活性污泥反应器（按照活性污泥法曝气处理方式运行）进行液相中甲醛等vocs的生物降解。本发明的技术原理是将吸附法、湿式电除尘技术与生物法技术高度集成耦合，先利用吸附剂将烟气中vocs预捕集，然后利用湿式电除尘器将烟气中的粉尘颗粒物去除，同时将温度和湿度降调节至生物法的理想运行条件，再用生物法捕集废气中的甲醛等vocs，最后利用生物法将溶解在水中的甲醛进一步降解。相比现有的洗涤+湿电组合工艺，本发明具有以下优点：1、集成了干式吸附、湿法吸收、湿式电除尘和生物降解多项技术，能够有效去除烟气中的粉尘和甲醛等vocs，深度净化尾气中的异味成分，不产生废水废渣，无二次污染。2、干式预捕集方法能够有效去除烟气中的甲醛等vocs，显著减少洗涤液中甲醛含量，降低后续甲醛废水的处理难度，同时捕集部分异味vocs。3、湿式电除尘器能够有效去除颗粒物，并使烟气降温，充分润湿烟气，有利于提高生物法气液传质速率。4、洗涤液中加入活性炭粉末，不仅能够强化vocs的吸附，延长vocs的停留时间，促进传质效率，还可以为微生物的生长提供有利的空间表面。5、采用生物滴滤塔洗涤净化烟气中的甲醛等vocs，同时采用生物处理装置降解液相中的甲醛等vocs，真正实现了甲醛等vocs的净化，而不是污染物在多介质中的转移。6、过滤装置以及活性污泥反应器产生的废渣和污泥可以送去热能中心焚烧处理，实现整个处理工艺不产生二次污染。附图说明图1为本发明采用工艺的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1一种人造板行业干燥尾气vocs及颗粒物净化方法，采用如图1所示的工艺，包括以下步骤：第一步，人造板生产干燥工序产生的大量高温烟气，经过两级旋风除尘回收木纤维后，利用吸附剂喷射装置，将具有吸附vocs功能的吸附剂粉末由烟道喷入烟气中，发生吸附反应；干燥尾气中含有粉尘颗粒物和vocs，其中vocs包含醛酮类、酚类、芳香烃类、萜烯类和饱和烷烃类中的一种或者多种，以甲醛为主。吸附剂为粒度为100-400目的粉状吸附剂，吸附剂在烟气中的使用量为，每立方烟气喷入50-5000mg。所述的吸附剂为活性炭、分子筛、黏土、金属有机骨架材料及树脂中的一种或多种混合。第二步，利用湿式电除尘器进行降温除尘，去除烟气中99%以上的吸附剂和其他颗粒物，同时利用甲醛在水中高溶解度（4.0×105mg/l）进行喷淋洗涤去除30%以上的甲醛，并将烟气温度降低至40℃左右；所述的湿式电除尘器为导电玻璃钢式或者金属极板式中的一种。湿电除尘装置内设有一层喷淋冷却层，喷淋采用清水。喷淋冷却液气比为1-2l/m3。第三步，烟气进入生物滴滤塔，进一步将剩余的甲醛等vocs深度脱除，净化后的烟气排放至大气。为了强化vocs气体与生物膜的传质速率，循环液喷淋中加入1-5%的活性炭粉末，粒度为200-400目。第四步，生物滴滤塔内未完全分解的vocs溶解在洗涤液中，与湿电产生的废水混合后进入活性污泥反应器，进行液相中甲醛等vocs的生物降解。净化处理后的洗涤液通过循环泵回到填料塔中循环使用，过滤产生的木屑颗粒以及废弃活性污泥输送至热能中心焚烧处理。通过上述处理，可以使排放的粉尘和vocs浓度显著降低，尾气无异味，洗涤液可循环使用，产生的污泥和木屑可就地焚烧，真正实现无害化处理。实施例2以模拟甲醛和异味vocs废气为处理对象，利用干法吸附对烟气中的vocs进行吸附去除实验，模拟实验气量为1l/h，其中甲醛浓度50mg/m3，非甲烷总烃20mg/m3，烟气温度为100℃，具体步骤如下：1、称取活性炭吸附剂50mg，将其置于固定床反应器中，并通过管式炉将反应器温度控制在100±5℃；2、将模拟烟气通入固定床反应器中，利用采用乙酰丙酮分光光度法进行检测反应器进出口甲醛浓度，结果显示一小时内，甲醛的去除效率达到90%，出口非甲烷总烃量去除效率为99%。由此表明，该方法对甲醛和异味vocs具有较好的去除性。实施例3-5以某人造板生产企业的实际干燥尾气为处理对象，从烟道中引出1000m3/h的实际烟气，其中甲醛浓度50mg/m3，非甲烷总烃50mg/m3，粉尘浓度80mg/m3，烟气温度120℃左右，进入一个导电玻璃钢式的湿式电除尘器，湿电底部设有一层喷淋洗涤，循环液气比为1l/m3，此时烟气温度降低至40℃左右，等到系统稳定后，对系统出口的烟气进行采样分析，结果表明，出口粉尘浓度8mg/m3，甲醛浓度35mg/m3，非甲烷总烃50mg/m3。向湿式电除尘器入口烟道内喷入粒径为300目的活性炭粉末，吸附剂的喷入量为50-5000mg/h，对系统出口的烟气进行采样分析，结果如表所示，当吸附剂喷入量为50mg/h时，出口粉尘浓度3mg/m3，甲醛浓度30mg/m3，非甲烷总烃40mg/m3。当进一步提高吸附剂喷入量为500mg/h时，出口粉尘浓度5mg/m3，甲醛浓度10mg/m3，非甲烷总烃10mg/m3。由此表明，采用干湿结合的方法能够起到协同去除甲醛等vocs的功能，而且吸附剂的添加并不会造成湿式电除尘器出口的粉尘浓度明显增加。表1实施例3-5工艺参数及处理效果吸附剂使用量mg/h出口甲醛浓度mg/m3出口非甲烷总烃浓度mg/m3出口粉尘浓度mg/m3实施例3035503实施例45030403实施例550015105实施例6-8以某人造板生产企业的实际干燥尾气为处理对象，从烟道中引出1000m3/h的实际烟气，其中甲醛浓度50mg/m3，非甲烷总烃量为50mg/m3，粉尘浓度80mg/m3，烟气温度120℃左右，向烟道内喷入粒径为300目的活性炭粉末，吸附剂的喷入量为500mg/h，然后经过一个导电玻璃钢式的湿式电除尘器，湿电底部设有一层喷淋洗涤，循环液气比为1l/m3，此时烟气温度降低至40℃左右，采用生物滴滤塔处理烟气中剩余的甲醛等vocs，处理后的烟气经过引风机回到主烟道中。采用已经驯化好的活性污泥对生物滴滤塔进行挂膜，生物滴滤塔直径为60cm，填料高度为50cm，采用陶粒材质的惰性填料，比表面积为70cm2/g，喷淋液的流量为5m3/h。为了强化vocs气体与生物膜的传质速率，循环液喷淋中加入1-5%的活性炭粉末，粒度为200-400目。生物滴滤塔内未完全分解的vocs溶解在洗涤液中，与湿电产生的废水混合后进入活性污泥反应器，进行液相中甲醛等vocs的生物降解。活性污泥反应器由聚氯乙烯熟料圆筒加工制作而成，内径20cm，高50cm，总体积约160l，有效液体容积125l，反应器底部开污泥排口，曝气由空气泵提供，流量控制在100l/min，取含有甲醛净化菌群的活性污泥50l放入反应器。等到系统后，对生物滴滤塔出口烟气和活性污泥反应器排出废水中的甲醛等污染物进行采样分析，结果如表所示：当生物洗涤塔的洗涤液中不添加活性炭粉时，出口烟气粉尘浓度8mg/m3，甲醛浓度4mg/m3，非甲烷总烃量为6mg/m3，废水中甲醛浓度0.5mg/l；当活性炭粉添加量为1%时，出口烟气粉尘浓度8mg/m3，甲醛浓度3.5mg/m3，非甲烷总烃量为5mg/m3，废水中甲醛浓度0.5mg/l；当活性炭粉添加量为5%时，出口烟气粉尘浓度8mg/m3，甲醛浓度1mg/m3，非甲烷总烃量为2mg/m3，废水中甲醛浓度0.5mg/l；，尾气无异味。表2实施例6-8工艺参数及处理效果活性炭粉使用量出口甲醛浓度mg/m3出口粉尘浓度mg/m3非甲烷总烃量mg/m3废水甲醛浓度mg/l实施例604860.5实施例71%3.5850.5实施例85%1820.5当前第1页12