一种挥发性有机废气自由催化治理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种挥发性有机废气自由催化治理系统，属于废气治理技术领域，其包括自由催化塔和催化氧化设备间，特征在于：自由催化塔的前端连接平衡器，平衡器内设置缓冲罐和冷凝装置，冷凝装置连通回收罐，缓冲罐连通平衡器的下部，平衡器的顶部连接自由催化塔；自由催化塔和催化氧化设备间内均设置带有通孔并放置稀土催化剂的第一托板；催化氧化设备间的下部连通自由催化塔的顶部、上部开设排气孔。此系统使废气先进入缓冲罐，减小其流速，然后冷凝回收废气中沸点高的有机物，在自由催化塔内中和粉尘，并在合成稀土催化剂的作用下将有毒有害成分进行分解，充分与羟基自由基进行氧化反应，最终产物为二氧化碳、水和少量的无机盐。
【专利说明】
一种挥发性有机废气自由催化治理系统
技术领域
[0001]本实用新型属于废气治理技术领域，具体涉及一种挥发性有机废气自由催化治理系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着工业的快速发展，环境污染也日趋严重，其中以大气污染为重。由于有机废气(VOCS)排放所导致的雾霾及酸雨，也逐渐损害了人们的日常生活环境。国家相关部门为了改善此种境况，出台了工业废气排放标准，并倡导企业走可持续的绿色发展之路。相关企业也相继采取了多种措施来控制废气的排放量，来维护人们共同赖以生存的生活环境。
[0003]目前，常见的废气治理设备有喷淋塔、活性炭吸附、有机废气焚烧以及臭氧氧化法等方式。其中，喷淋塔主要是靠塔内喷淋下的碱液中和废气中的酸性气体，或者利用喷淋下的酸液中和废气中的碱性气体。可见，此装置只能中和掉废气中的酸性或碱性气体，应用领域受限。
[0004]活性炭吸附在实际应用中也存在其不足之处。活性炭的吸附量有限，待将要吸附满时，需要更换新的活性炭，而吸附满的活性则需要专门的设备进行脱附，有些活性炭由于所吸附气体成分价格低廉，没有二次脱附的价值，而被随意堆放，对周边环境造成了二次污染。对有机废气进行焚烧除存在焚烧烟气的二次污染外，还造成了原料浪费。
[0005]臭氧氧化法也存在氧化不完全的缺陷，加之工业废气的成分非常复杂，用色谱仪等仪器都无法检测其具体的气体成分，采用上述设备处理的废气仍然气味刺鼻，不能达到较好的治理效果。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种挥发性有机废气自由催化治理系统，能够实现有机废气的综合回收与治理。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:设计一种挥发性有机废气自由催化治理系统，包括自由催化塔和催化氧化设备间，其特征在于:自由催化塔的前端连接平衡器，平衡器内设置自前至后依次相连接的缓冲罐和冷凝装置，冷凝装置连通回收罐，缓冲罐连通平衡器的下部，平衡器的顶部连接自由催化塔；
[0008]自由催化塔和催化氧化设备间内均设置带有通孔的第一托板，第一托板上放置稀土催化剂;催化氧化设备间内设置臭氧发生器，臭氧发生器位于第一托板的下方，催化氧化设备间的下部连通自由催化塔的顶部、上部开设排气孔。
[0009]优选的，所述平衡器内设置带有通孔的第二托板，第二托板位于冷凝装置的上方，第二托板上放置稀土催化剂。
[0010]优选的，冷凝装置为一台或者两台以上顺次相联接的冷凝器，冷凝器的出气口位于第二托板的下方。
[0011]优选的，缓冲罐的数量为两个以上，缓冲罐间顺次相连通，位于尾部的缓冲罐与冷凝装置相连通。
[0012]优选的，排气孔连通排气筒，排气筒的上口高于催化氧化设备间顶端5米以上。
[0013]优选的，所述排气孔与排气筒之间加设引风机。
[0014]优选的，所述自由催化塔内设有净化装置，净化装置包括横向设置的喷淋臂和位于喷淋臂下方的填料层，喷淋臂上安装有两个以上的喷淋头。
[0015]优选的，所述填料层为放置在网板上的多面球层。
[0016]优选的，自由催化塔内设有自上而下放置的两层以上的净化装置。
[0017]优选的，所述自由催化塔的数量为两台以上，两台以上的自由催化塔首尾相串接。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0019]1、本实用新型可以使挥发性有机废气(VOCS)先进入缓冲罐，扩大废气的盛放空间，降低压力，从而减小其流速，为提高废气的后续处理效果奠定基础，然后经冷凝，回收废气中沸点高的有机物，在自由催化塔内与喷淋液进行中和反应脱去其中的酸性或者碱性气体，同时利用液滴捕集除去粉尘，并在合成稀土催化剂的作用下迅速将废气中的有毒有害成分进行分解，充分与羟基自由基进行氧化反应，最终产物为二氧化碳、水和少量的无机盐，从而治理出无尘无味的气体。
[0020]2、由于平衡器内也放置有稀土催化剂，可以先对废气进行初步分解，使后续的喷淋中和环节更加彻底，进一步提高废气的处理效果。
[0021]3、由于冷凝装置为一台或者两台以上顺次相联接的冷凝器，可对废气进行一级以上的冷凝，使得废气中的有机物回收的更加彻底，减少了有机物的浪费，利于节能环保。
[0022]4、由于缓冲罐的数量为两个以上，缓冲罐间顺次相连通，位于尾部的缓冲罐与冷凝装置相连通，可利用缓冲罐的容积对废气气流进行缓冲，避免强气流损坏冷凝器;同时降低的气流流速可使废气得到充分的处理，提高治理效果。
[0023]5、由于排气孔连通排气筒，排气筒的上口高于催化氧化设备间顶端5米以上，可以利用排气筒上下端口的压力差来实现废气的抽取，节约能源;在排气筒不能满足气体排放速度时，也可以在排气孔与排气筒之间加设引风机，加大对气体的风速。
[0024]6、由于自由催化塔内设置横向的喷淋臂，喷淋臂上安装有两个以上的喷淋头，能够增大喷淋面积，增加与废气的接触面积，提高废气的净化效果。
[0025]7、由于多面球具有阻力小、比表面积大的特性，填料层选择多面球后可加大气液交换面积，使得废气中的酸性或者碱性气体得到充分中和，并有效脱尘，利于延长后续设备的使用寿命。
[0026]8、由于自由催化塔的塔体内设有两层以上的净化装置，可以进一步提高自由催化塔的脱尘及酸碱性气体的净化效果。
[0027]9、由于两台以上的自由催化塔采用首尾相接的方式，即经前一级自由催化塔处理后的气体再次进入后一级自由催化塔中进行治理，提高废气的治理效果。
[0028]10、本实用新型结构简单，能够极大提高废气的治理效果，并能扩宽其应用领域，便于在行业内推广应用。
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型的结构不意图；
[0030]图2是平衡器的结构示意图；
[0031]图3是自由催化塔的结构示意图；
[0032]图4是催化氧化设备间的结构示意图。
[0033]图中标记:1、平衡器；11、缓冲罐；12、冷凝器；13、回收罐；14、第二托板，15、稀土催化剂；2、自由催化塔;21、喷淋臂；22、喷淋头；23、多面球层；24、网板;3、催化氧化设备间；31、第一托板;4、臭氧发生器;5、引风机;6、排气筒。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0035]本实用新型中，参照废气的流向，将废气进入系统的一端定义为首端，相应地将漂流出系统的一端定义为尾端。
[0036]本实用新型在平衡器I内设置了两台顺次相连通的缓冲罐11，位于尾部的缓冲罐11与冷凝装置相连通。此处的冷凝装置为三台顺次相联接的冷凝器12，冷凝器12的出料口连通回收罐13，冷凝器12的排气口位于带有通孔的第二托板14的下方，第二托板14上放置稀土催化剂15，平衡器I的出气口位于稀土催化剂15的上方空间内。
[0037]本实用新型中设置了两台首尾相连的自由催化塔2，形成两级喷淋净化与催化分解，即前一台自由催化塔2的出气口连接后一台自由催化塔2的入气口，两台自由催化塔2内均设置了设置带有通孔的第一托板31，第一托板31上放置稀土催化剂15，在第一托板31的下方依次设置两层净化装置，每层净化装置包括横向设置的喷淋臂21和设置在喷淋臂21下方的多面球层23，多面球层23被放置在各自的网板24上；喷淋臂21上排列安装有多个喷淋头22。前一台自由催化塔2的入气口连通平衡器I的出气口，后一台自由催化塔2的出气口连通催化氧化设备间3的底部，催化氧化设备间3的底部设置臭氧发生器4，在臭氧发生器4上方的催化氧化设备间3内设置带有通孔的第一托板31，第一托板31上放置稀土催化剂15，稀土催化剂15将催化氧化设备间3的塔体分割出位于塔体最下部的进气腔和位于塔体最上部的出气腔，出气腔的塔体上开设有排气孔，排气孔通过引风机5连通排气筒6，排气筒6的上口高于催化氧化设备间3的顶端5米以上。
[0038]本实用新型的工作过程如下:
[0039]产生的工业废气经收集后进入平衡器I内的缓冲罐11，利用缓冲罐11的容积使得废气气流得以缓冲，避免强气流损坏尾方的冷凝装置;同时降低的气流流速，使废气得到充分的处理，提高治理效果。减速后的气体进入冷凝器12，对有机气体进行三级冷凝，由气态变换为液态，然后进入回收罐13进行自动收集。经冷凝处理后的废气经稀土催化剂15分解后进入前一台自由催化塔2的底部，废气在塔内上行的过程中与喷淋臂21内喷淋下的喷淋液接触，喷淋液一方面与废气中的碱性或者酸性气体进行中和反应形成易溶于水的或者不溶于水的盐，由下行的喷淋液带出；另一方面捕集废气中的粉尘，粉尘润水后变重停止上行并汇集在下行的喷淋液中，从自由催化塔2的底部排出；废气在自由催化塔2内上行的过程中，首先要穿过多面球层23，在多面球层23中与喷淋液更加充分接触，从而提高净化效果。
[0040]经过两层净化后的气体从前一台自由催化塔2的顶部进入下一级自由催化塔2的底部，进行再次净化后进入催化氧化设备间3的底部，使得进入催化氧化设备间3的气体是经过除尘、中和后的气体，防止了催化氧化设备间3的粉尘堵塞和气体腐蚀，利于延长其使用寿命。并与进入催化氧化设备间3底部的臭氧混合，发生氧化反应，使得在自由催化塔2内未被治理掉的有机气体得以氧化，生成无毒无味的气体。在氧化的过程中，由于稀土催化剂15的作用，能够使得氧化反应进行的更加充分，极大地提高了氧化速率，提升有机气体的氧化效果，最后经过氧化后的气体在引风机5和排气筒6的作用下，由排气筒6的上口排出。
[0041]上述实施例中的引风机5可以视废气的处理量而定，即如果只在烟囱的风压作用下就完全可以抽动气体在治理装置中流动的话，完全可以将引风机5省掉。还可以根据废气的治理需求，灵活调整自由催化塔2的级联数量，并不限于上述实施例中的两台；还可以调整每台自由催化塔2中净化装置的层数以及催化氧化设备间3中稀土催化剂15的层数。
[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种挥发性有机废气自由催化治理系统，包括自由催化塔和催化氧化设备间，其特征在于:自由催化塔的前端连接平衡器，平衡器内设置自前至后依次相连接的缓冲罐和冷凝装置，冷凝装置连通回收罐，缓冲罐连通平衡器的下部，平衡器的顶部连接自由催化塔； 自由催化塔和催化氧化设备间内均设置带有通孔的第一托板，第一托板上放置稀土催化剂;催化氧化设备间内设置臭氧发生器，臭氧发生器位于第一托板的下方，催化氧化设备间的下部连通自由催化塔的顶部、上部开设排气孔。2.按照权利要求1所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:所述平衡器内设置带有通孔的第二托板，第二托板位于冷凝装置的上方，第二托板上放置稀土催化剂。3.按照权利要求2所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:冷凝装置为一台或者两台以上顺次相联接的冷凝器，冷凝器的出气口位于第二托板的下方。4.按照权利要求3所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:缓冲罐的数量为两个以上，缓冲罐间顺次相连通，位于尾部的缓冲罐与冷凝装置相连通。5.按照权利要求1至4任一所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:排气孔连通排气筒，排气筒的上口高于催化氧化设备间顶端5米以上。6.按照权利要求5所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:所述排气孔与排气筒之间加设引风机。7.按照权利要求1至4任一所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:所述自由催化塔内设有净化装置，净化装置包括横向设置的喷淋臂和位于喷淋臂下方的填料层，喷淋臂上安装有两个以上的喷淋头。8.按照权利要求7所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:所述填料层为放置在网板上的多面球层。9.按照权利要求8所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:自由催化塔内设有自上而下放置的两层以上的净化装置。10.按照权利要求1至4任一所述的挥发性有机废气自由催化治理系统，其特征在于:所述自由催化塔的数量为两台以上，两台以上的自由催化塔首尾相串接。
【文档编号】B01D47/06GK205461798SQ201620258611
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】李其忠, 张晓虹
【申请人】李其忠, 张晓虹