专利名称：一种再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，属于生物法废气净化技术领域。
技术背景再生胶脱硫再生是一个在脱硫罐中进行的间隙生产过程，其具有难闻异味的低浓度有机废气(含硫)是在完成脱硫操作后泄压出胶时排气产生的，排气中含有大量水蒸气、胶粉粒和含硫低浓度有机污染物。脱硫罐排气时的温度为220～230℃，压力为17～18MPa。其排气特点是开始时2-3分钟内为爆发式泄压排气，3-5分钟后为缓慢排气，经20-30分钟降为常压后开罐出胶。经测定，再生胶脱硫工艺废气主要污染成分是苯、甲苯、二甲苯、少量有机硫化物和简单烷烃，其中代表性污染物甲苯的浓度约为300-1400mg/m3。
我国是世界上再生胶的生产大国之一。目前全国橡胶再生行业约有近千家大中小型企业在运行，其中的橡胶再生的脱硫处理过程，大多存在不同程度的低浓度有机废气(含硫)的大气污染问题，而对于这种低浓度有机废气尚无有效而经济的净化处理办法，造成企业周围区域环境污染和因难闻异味气体扰民，一些地处敏感地区的企业经常因其废气污染问题而面临停产整顿的威胁。
生物法废气净化技术是针对低浓度(污染物浓度＜5g/m3)工业有机废气的净化处理而研究开发的，属于目前世界上工业废气净化领域的前沿热点技术。研究结果表明，对于有机化工、石油化工、煤化工、合成制药、合成建材、油漆生产及机械产品喷涂、出版印刷等许多工业过程排放的低浓度工业挥发性有机废气及恶臭气体的净化处理，生物法废气净化方法是既经济而有效的技术，但目前还没有对再生胶脱硫再生过程的废气的生物法废气净化技术。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术之不足，提供一种再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，利用生物法废气净化技术来有效解决橡胶再生脱硫处理过程中的废气污染。
本实用新型的技术方案是该再生胶脱硫工业废气的生物法净化法处理装置由气袋储气器(1)、引风机(2)、沉降室(3)、冷却器(4)、生物膜填料塔(5)、循环液储槽及泵(6)、水冷却器及水槽(7)组成，引风机(2)连于气袋储气器(1)与沉降室(3)、冷却器(4)之间(将气袋储气器气体抽出管，沉降室气体进、出口，冷却器气体进口连通)，冷却器(4)的出口与生物膜填料塔(5)下部的进气口相连，水冷却器及水槽(7)与气袋储气器(1)下部的钢底座和冷却器(4)的冷却水出口相连，循环液储槽及泵(6)分别与生物膜填料塔(5)的下部循环液出口及上部喷淋头相连。气袋储气器、生物膜填料塔、循环液储槽及泵的数量可根据实际处理废气量大小确定，若处理废气量大，则可增加它们的数量。
气袋储气器(1)用于存储脱硫罐排出的脱硫废气，并兼有将脱硫废气降温降压并脱除其中夹带胶粉颗粒的功能，可采用ZL01247332.4号专利装置，由下部钢底座和上部软体气袋组成，钢底座上有进气口、进水口、排污口、气体抽出管，软体气袋由专用浸胶帆布制作，一般为圆柱形，并用钢管支架支撑，钢底座一般也为圆柱形，内部装水用于降温和去除胶粉(底座内的存水量因降温交换而增加时，多余部分的水从溢流口自行流入水冷却器水槽)。引风机(2)可以是一般工业上常用的离心式引风机，其主要功能是将废气从储气袋中抽出并送入后续的处理系统。沉降室(3)用于进一步去除湿热废气中的胶粉颗粒，由3个一般工业上常用的隔板式沉降室串联组成，其下部对应设3个灰斗(可用钢板制作)；为便于清灰小车操作，可用支架支撑沉降室使灰斗排灰口距地面之间留出一定高度，排灰口用盲板加螺栓密封。冷却器(4)可采用间接水冷式蛇管冷却器，蛇管部分浸没在冷却水槽内(由泵将冷却水槽内的水打入其部的喷淋管，循环喷淋冷却，湿热废气走管内冷却至20～30℃后进入生物膜净化塔)。生物膜填料塔(5)可选用ZL97211331.2号专利装置，由塔体、塔体内的多个气体再分布器、塔顶部的循环液喷淋装置和塔体内部分层填充且表面附着有生物膜的固体填料组成，塔体上还设有气体出口、气体入口、排污口、循环液出口和观察孔；生物膜填料塔中填料上附着的生物膜中含有机物VOC、硫化物净化菌，用于净化去除废气中的各种气态污染物，使废气经处理后能够达标排放，当废气通过塔体时，其中的污染物(如甲苯)即与填料表面润湿的生物膜吸附接触并被微生物捕获、降解净化。循环液储槽及泵(6)为有上盖板的储水槽结构(柱形或方形)和循环水泵，储水槽上设有排污口、自来水进口、循环液进口和出口；通过循环液储槽及泵向生物膜填料塔内循环喷淋液体，以润湿生物膜并向微生物提供必要的营养物质。水冷却器及水槽(7)用于冷却气袋储气器底座中的热水和气体冷却器的热交换水，并将低温水储存备用，可使用工业上常用的附带储水槽和输送水泵的风冷式水冷却器。
该再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置的操作工艺过程为第一步，当再生胶脱硫罐出胶泄压排气时，先将爆发式泄压排出的废气从下部进入气袋储气器，使其在储气器底座水槽中水冷降温减压并沉降去除一部分胶粉粒(爆发式泄压排入的温度220～230℃压力17～18MPa且夹带有大量水蒸气、胶粉粒和低浓度含硫有机污染物的废气)，然后储存在储气器上部的浸胶帆布储气袋中。在每次完成排气及储气操作后，启动水冷却器系统通过直接冷热水交换的方式，将储气器底座中的水温控制在40～70℃的范围内，防止在排气及储气过程中出现湿热废气将上部储气袋涨破漏气，或储气器底座水槽中水温过高，达不到对脱硫废气冷却降温的目的。
第二步，待脱硫罐出胶泄压排气操作完成后，用引风机将气袋储气器上部储气袋中的废气抽送到后续的沉降室和冷却器中，进一步除去胶粉(去除率为98～100％)并冷却至常温(20～30℃)。沉降室可为工业废气净化工程中采用的隔板沉降器，其主要作用是通过阻挡和沉降原理去除废气中夹带的胶粉颗粒，冷却器可以是工业上常用的气体蛇管冷却器，操作时热废气走管内，循环冷却水在管外循环喷淋，以间接冷却方式冷却管内的气体。
第三步，经除胶粉及冷却处理后的再生胶废气进入生物膜填料塔(5)，采用气液逆流操作方式对废气进行生物法净化处理，让废气从塔底进入，在上升过程中与附着在固体填料表面的润湿的生物膜吸附接触并被废气净化微生物菌(生物膜中的苯、甲苯、二甲苯、硫化物微生物净化菌等)捕获、降解净化，经净化后的气体从塔顶排出，即通过工业废气生物净化方法，对再生胶废气进行净化处理。该生物膜填料塔可为ZL97211331.2号专利装置，由循环水泵从储槽将循环液打到生物膜填料塔顶向下喷淋到生物膜填料上(润湿生物膜并向微生物提供必要的营养物质)，并从塔底流出进入循环液储槽循环使用。由于水份在循环喷淋过程中有蒸发损失，因此要定期向循环液储槽中添加补充水；塔内生物膜的维护、修补以及添加氮、磷营养成分的操作，也均通过液体循环系统来实现。
本实用新型采用工业废气生物净化技术对再生胶脱硫工业废气进行净化处理，解决了当前再生胶企业其脱硫废气污染问题，并具有工艺简单、运行成本低、净化效率高等优点。
图1为本实用新型再生胶脱硫工业废气净化装置示意图，图中1为气袋储气器，2为引风机，3为沉降室，4为冷却器，5为生物膜填料塔，6为循环液储槽及泵，7为水冷却器及水槽；图2为本实用新型气袋储气器结构示意图，图中8为钢底座、9为储气袋支架、10为帆布储气袋、11为帆布扣带；图3为本实用新型气袋储气器钢底座结构示意图，图中12为.排污口、13为进水口、14为气体抽出管、15为进气口、16为气液连通管(备用)、17为液体连通管(备用)图3-1为图3所示本实用新型气袋储气器钢底座及储气袋结构俯视图。
图4为本实用新型沉降室结构示意图，图中18为支架、19为灰斗、20为气体入口、21为上盖板、22为箱体、23为气体出口；图4-1为图4所示本实用新型沉降室结构俯视图。
图5为本实用新型采用的冷却器结构示意图，图中24为气体进口、25为冷却水出口；图6为本实用新型采用的冷却器A-A剖视示意图，图中26为视镜接口、27为箱体、28为蛇管、29为气体出口、30为蛇管支架；图7为本实用新型采用的冷却器B-B剖视示意图，图中31为排污口、32为冷却水入口；图8为本实用新型生物膜填料塔结构示意图，图中33为循环液出口、34为观察孔、35为塔体、36为气体再分布器、37为循环液喷淋装置、38为气体出口、39为气体入口、40为排污口；图9为本实用新型循环液储槽结构示意图，图中41为排污口、42为自来水进口、43为上盖板、44为循环液进口、45为储槽筒体、46为循环液出口；图9-1为图9所示本实用新型循环液储槽结构俯视图。
图10为本实用新型实施例1运行效果图；图11为本实用新型实施例2运行效果图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
例1如图1～9所示，该再生胶脱硫工业废气的生物法净化法处理装置由气袋储气器(1)、引风机(2)、沉降室(3)、冷却器(4)、生物膜填料塔(5)、循环液储槽及泵(6)、水冷却器及水槽(7)组成，引风机(2)连于气袋储气器(1)与沉降室(3)、冷却器(4)之间(将气袋储气器气体抽出管，沉降室气体进、出口，冷却器气体进口连通)，冷却器(4)的出口与生物膜填料塔(5)下部的进气口相连，水冷却器及水槽(7)与气袋储气器(1)下部的钢底座和冷却器(4)的冷却水出口相连，循环液储槽及泵(6)分别与生物膜填料塔(5)的下部循环液出口及上部喷淋头相连。
气袋储气器(1)采用ZL01247332.4号专利装置，由下部钢底座和上部软体气袋组成，钢底座上有进气口、进水口、排污口、气体抽出管，软体气袋为圆柱形(由浸胶帆布制作)，并用钢管支架支撑、用扣带扣牢，钢底座也为圆柱形，内部装有水。引风机(2)是一般工业上常用的离心式引风机；沉降室(3)由3个一般工业上常用的隔板式沉降室串联组成(由支架支撑沉降室使灰斗排灰口距地面之间留出一定高度)，其下部对应设3个钢板灰斗，排灰口用盲板加螺栓密封。冷却器(4)为普通间接水冷式蛇管冷却器，蛇管部分浸没在冷却水槽内。生物膜填料塔(5)采用ZL97211331.2号专利装置，由塔体、塔体内的5个气体再分布器、塔顶部的循环液喷淋装置和塔体内部分层填充且表面附着有生物膜的固体填料组成，生物膜填料塔中填料上附着有生物膜中含有机物VOC(甲苯、苯、二甲苯、甲醛、苯乙烯)和硫化物等的净化菌，塔体上还设有气体出口、气体入口、排污口、循环液出口和观察孔。循环液储槽及泵(6)为有上盖板的储水槽结构(柱形)和循环水泵，储水槽上设有排污口、自来水进口、循环液进口和出口。水冷却器及水槽(7)为工业上常用的附带储水槽和输送水泵的风冷式水冷却器。
该装置用于某5000吨/年再生胶企业的再生胶脱硫工业废气生物法净化。该再生胶企业拥有一个4.0m3和一个7.5m3两台再生胶旋转脱硫罐。两台旋转脱硫罐同时生产，交替排气出胶，每台脱硫罐每天排气4-5次，其净化操作工艺过程为第一步，再生胶脱硫罐出胶泄压排气时，废气首先从下部进入气袋储气器(1)，爆发式泄压排入的温度为220～230℃、压力17～18Mpa，且夹带有大量水蒸气、胶粉粒和低浓度含硫有机污染物的废气，废气在储气器底座水槽中水冷降温减压并沉降去除一部分胶粉粒，之后储存在储气器上部的浸胶帆布储气袋中。
在排气及储气过程中，如果储气器底座水槽中的水温过高时，则达不到对脱硫废气冷却降温的目的，如不尽快降温，有时还会出现湿热废气将上部储气袋涨破漏气的情况。因此，在每次完成排气及储气操作后，均启动水冷却器(7)系统(附带80m3储水槽)通过直接冷热水交换的方式，将储气器底座中的水温控制在40℃。
第二步，待脱硫罐出胶泄压排气操作完成后，用引风机(2)将气袋储气器上部储气袋中的废气抽送到后续的隔板沉降器(3)和气体蛇管冷却器(4)中，进一步除去胶粉(去除率98％)并冷却至常温(20℃)，而后废气进入生物膜填料塔。废气进入冷却器时，热废气走管内，循环冷却水在管外循环喷淋，以间接冷却方式冷却管内的气体。
第三步，经除胶粉及冷却处理后的再生胶废气(含甲苯浓度300～1400mg/m3)进入生物膜填料塔(5)进行生物法净化处理。生物膜填料塔净化处理再生胶废气采用气液逆流操作方式，废气从塔底进入，在上升过程中与附着在固体填料表面的润湿的生物膜吸附接触并被微生物捕获、降解净化。净化后的气体(含甲苯浓度10～30mg/m3)从塔顶排出，已实现达标排放(排放标准60mg/m3)。循环液从储槽由循环水泵(6)打到塔顶向下喷淋到生物膜填料上，并从塔底流出进入循环液储槽循环使用。为防止水份在循环喷淋过程中蒸发损失，每3天1次定期向循环液储槽中添加0.1m3的补充水。塔内生物膜的维护、修补以及添加氮、磷营养成分的操作，也均通过液体循环系统来实现。
为了防止胶粉在系统装置中沉积造成管道堵塞，该每3个月一次定期将储气器底座(1)及沉降室(3)中沉积的胶粉清出。这些清出的湿胶粉(600～800kg/月)属脱硫后的中间产品，均内部回收利用。该净化再生胶脱硫的效果如图10。
例2如图1～9所示，该再生胶脱硫工业废气的生物法净化法处理装置由2台气袋储气器(1)、引风机(2)、沉降室(3)、冷却器(4)、2台生物膜填料塔(5)、2套循环液储槽及泵(6)、水冷却器及水槽(7)组成，引风机(2)连于气袋储气器(1)与沉降室(3)、冷却器(4)之间(将气袋储气器气体抽出管，沉降室气体进、出口，冷却器气体进口连通)，冷却器(4)的出口与生物膜填料塔(5)下部的进气口相连，水冷却器及水槽(7)与气袋储气器(1)下部的钢底座和冷却器(4)的冷却水出口相连，循环液储槽及泵(6)分别与生物膜填料塔(5)的下部循环液出口及上部喷淋头相连。
气袋储气器(1)采用ZL01247332.4号专利装置，由下部钢底座和上部软体气袋组成，钢底座上有进气口、进水口、排污口、气体抽出管，软体气袋为圆柱形(由浸胶帆布制作)，并用钢管支架支撑、用扣带扣牢，钢底座也为圆柱形，内部装有水。引风机(2)是一般工业上常用的离心式引风机；沉降室(3)由3个一般工业上常用的隔板式沉降室串联组成(由支架支撑沉降室使灰斗排灰口距地面之间留出一定高度)，其下部对应设3个钢板灰斗，排灰口用盲板加螺栓密封。冷却器(4)为普通间接水冷式蛇管冷却器，蛇管部分浸没在冷却水槽内。生物膜填料塔(5)采用ZL97211331.2号专利装置，由塔体、塔体内的24个气体再分布器、塔顶部的循环液喷淋装置和塔体内部分层填充且表面附着有生物膜的固体填料组成，生物膜填料塔中填料上附着有生物膜中含有机物VOC(甲苯、苯、二甲苯、甲醛、苯乙烯)和硫化物等的净化菌，塔体上还设有气体出口、气体入口、排污口、循环液出口和观察孔。循环液储槽及泵(6)为有上盖板的储水槽结构(箱形)和循环水泵，储水槽上设有排污口、自来水进口、循环液进口和出口。水冷却器及水槽(7)为工业上常用的附带储水槽和输送水泵的风冷式水冷却器该装置用于某2万吨/年再生胶企业的再生胶脱硫工业废气生物法净化。该2万吨/年再生胶企业拥有8台6.0m3的再生胶旋转脱硫罐，8台旋转脱硫罐同时生产，交替排气出胶，每台脱硫罐每天排气6-8次。由于需要对应有2罐同时排气的情况，因此设置了2台并联的气袋储气器和2台串联的生物膜填料塔系统，其净化操作工艺过程为第一步，再生胶脱硫罐出胶泄压排气(1罐单独排气或2罐同时排气)时，废气首先从下部进入并联的2台气袋储气器(1)，爆发式泄压排入的温度220～230℃压力17～18MPa且夹带有大量水蒸气、胶粉粒和低浓度含硫有机污染物的废气，在并联的储气器底座水槽中水冷降温减压并沉降去除一部分胶粉粒，之后储存在并联的储气器上部的浸胶帆布储气袋中。2台气袋储气器通过底部液体和上部气体管道相互连通，1罐单独排气或2罐同时排气时，均可使湿热废气均匀储存在2个储气袋中。
该工程在每次完成排气及储气操作后，均启动水冷却器(7)系统(附带200m3储水槽)通过直接冷热水交换的方式，将2台并联的储气器底座中的水温控制在70℃。
第二步，待脱硫罐出胶泄压排气操作完成后，用引风机(2)将气袋储气器上部储气袋中的废气抽送到后续的隔板沉降器(3)和气体蛇管冷却器(4)中，进一步除去胶粉(去除率100％)并冷却至常温(30℃)，而后废气进入生物膜填料塔。废气进入冷却器时，热废气走管内，循环冷却水在管外循环喷淋，以间接冷却方式冷却管内的气体。
第三步，经除胶粉及冷却处理后的再生胶废气(含甲苯浓度400～1200mg/m3)进/入2台串联的生物膜填料塔(5)进行生物法净化处理。生物膜填料塔净化处理再生胶废气采用气液逆流操作方式。废气首先从1#生物膜填料塔的塔底进入，在上升过程中与附着在固体填料表面的润湿的生物膜吸附接触并被微生物捕获、降解净化，而后再从2#生物膜填料塔的塔底进入其中，继续被生物净化，净化后的气体(含甲苯浓度20～40mg/m3)从2#生物膜填料塔的塔顶排出，已实现达标排放(排放标准60mg/m3)。2台生物膜填料塔各自配有循环液储槽和循环泵。循环液分别从储槽由循环水泵(6)打到生物膜填料塔的塔顶向下喷淋到生物膜填料上，并从塔底流出进入各自的循环液储槽循环使用。为防止水份在循环喷淋过程中有蒸发损失，每3天1次定期向每个循环液储槽中添加0.1m3的补充水。塔内生物膜的维护、修补以及添加氮、磷营养成分的操作，也均通过液体循环系统来实现。
为了防止胶粉在系统装置中沉积造成管道堵塞，每3个月一次定期将2台储气器底座(1)及沉降室(3)中沉积的胶粉清出。这些清出的湿胶粉(6000～8000kg/月)属脱硫后的中间产品，均内部回收利用。该净化再生胶脱硫的效果如图11。
权利要求1.一种再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，其特征在于该装置由气袋储气器(1)、引风机(2)、沉降室(3)、冷却器(4)、生物膜填料塔(5)、循环液储槽及泵(6)、水冷却器及水槽(7)组成，引风机(2)连于气袋储气器(1)与沉降室(3)、冷却器(4)之间，冷却器(4)的出口与生物膜填料塔(5)下部的进气口相连，水冷却器及水槽(7)与气袋储气器(1)下部的钢底座和冷却器(4)相连，循环液储槽及泵(6)分别与生物膜填料塔(5)的下部循环液出口及上部喷淋头相连。
2.根据权利要求1所述的再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，其特征在于气袋储气器(1)可为由下部钢底座和上部软体气袋组成的结构，气袋内支撑有支架和扣带，钢底座上有进气口、进水口、排污口、气体抽出管。
3.根据权利要求1所述的再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，其特征在于沉降室(3)由3个隔板式沉降室串联组成，其下部对应设3个灰斗。
4.根据权利要求3所述的再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，其特征在于沉降室可由支架支撑距地面一定高度，沉降室排灰口可用盲板加螺栓密封。
5.根据权利要求1所述的再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，其特征在于冷却器(4)可采用间接水冷式蛇管冷却器，蛇管部分浸没在冷却水槽(7)内。
6.根据权利要求1所述的再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，其特征在于生物膜填料塔(5)可为由塔体、塔体内的多个气体再分布器、塔顶部的循环液喷淋装置和塔体内部分层填充且表面附着有生物膜的固体填料组成的结构，塔体上还设有气体出口、气体入口、排污口、循环液出口和观察孔。
7.根据权利要求6所述的再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，其特征在于生物膜填料塔中填料上附着有生物膜中含有机物VOC、硫化物净化菌。
8.根据权利要求1所述的再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，其特征在于循环液储槽及泵(6)为有上盖板的储水槽结构和循环水泵，储水槽上设有排污口、自来水进口、循环液进口和出口。
专利摘要本实用新型涉及一种再生胶脱硫工业废气的生物法净化装置，属于生物法废气净化技术领域。由气袋储气器、引风机、沉降室、冷却器、生物膜填料塔、循环液储槽及泵、水冷却器及水槽组成，引风机连于气袋储气器与沉降室、冷却器之间，冷却器的出口与生物膜填料塔下部的进气口相连，水冷却器及水槽与气袋储气器下部的钢底座和冷却器相连，循环液储槽及泵分别与生物膜填料塔的下部循环液出口及上部喷淋头相连。本装置采用工业废气生物净化技术对再生胶工业废气进行净化，解决了当前再生胶生产的废气污染问题，具有运行工艺简单、成本低、净化效率高等优点。
文档编号B01D53/46GK2768883SQ20042010458
公开日2006年4月5日 申请日期2004年11月19日 优先权日2004年11月19日
发明者孙珮石, 黄若华, 郑顺生, 孙星, 邓辅唐 申请人:云南大学, 昆明理工大学, 云南今业生态建设集团有限公司