湿式多相催化氧化净化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及废气处理装置，具体涉及一种用于工业生产过程中产生废气的湿式多相催化氧化净化装置，包括壳体，壳体的一端设有进口，另一端设有出口，在壳体内的进口和出口之间设有三块下挡板，两两下挡板之间均设有一上挡板，上挡板与壳体上部内壁固定连结，所述的下挡板与壳体下部内壁固定连接，从而在壳体内部构成迂回的通道，壳体中部设有填料层，填料层位于上挡板下端和下挡板上端之间，填料层上方设置喷淋管道，所述的三块下挡板上方的壳体上均连接加料装置，从进口至出口依次为：催化剂加料装置、氧化剂加料装置和洗涤剂加料装置，本实用新型具有结构简单、反应速度快，处理效果好，废气停留时间短、运行费用低。
【专利说明】湿式多相催化氧化净化装置
[【技术领域】]
[0001]本实用新型涉及废气处理装置，具体涉及一种用于工业生产过程中产生废气的湿式多相催化氧化净化装置。
[【背景技术】]
[0002]在化工医药领域的生产过程中，伴随着生产的产品一般会产生有机废气，这些废气一般都含有多种成分，且浓度高。在喷漆生产过程中，也同样会产生废气,加上喷漆本身具有一定的挥发性，有机废气就会进入大气中，产生异味并污染环境。
[0003]常规的废气处理方法有喷淋法、直接燃烧法、活性炭吸附法或者组合上述方法的各种方法，但是其均具有一定的局限性，如喷淋法吸收后的还会产生废液、直接燃烧则需要消耗更多的能量增加成本、活性炭吸附则需要经常更换活性炭，采用以上方法的设备均无法很好的解决产生的废气。
[0004]现在，低温等离子体技术在废气处理中逐渐被使用，其原理为:介质阻挡放电过程中，等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。
[实用新型内容]
[0005]为了弥补现有技术中的不足和缺陷，本实用新型提供了一种根据撞击流反应的作用机理和多相催化反应原理设计的湿式多相催化氧化净化装置；
[0006]其结构包括壳体，壳体的一端设有进口，另一端设有出口，在壳体内的进口和出口之间设有三块下挡板，两两下挡板之间均设有一上挡板，上挡板与壳体上部内壁固定连结，所述的下挡板与壳体下部内壁固定连接，从而在壳体内部构成迂回的通道，壳体中部设有填料层，填料层位于上挡板下端和下挡板上端之间，填料层上方设置喷淋管道，所述的三块下挡板上方的壳体上均连接加料装置，从进口至出口依次为:催化剂加料装置、氧化剂加料装置和洗涤剂加料装置。
[0007]另外还设有引风机和烟囱，所述的引风机进口和壳体的出口通过管道连接，所述的引风机出口与烟囱通过管道连接。
[0008]在引风机的进口和出口上设有风阀。
[0009]还设有废气收集口，所述的壳体的进口与废气收集口通过管道连接。
[0010]本实用新型具有:(1)结构简单，占地面积小。(2)运行安全，避免了易燃事件的发生。(3)反应速度快，处理效果好，废气停留时间短。(4)启动、停止十分快速，即开即用，不受废气量波动的影响。(5)反应过程只用电和自来水及少量吸收氧化液，运行费用低。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0011]图1为本实用新型的内部结构示意图；[0012]图2为废气走向示意图；
[0013]图中1.进口 2.填料3.下挡板4.上挡板5.喷淋管6.催化剂加料装置7.氧化剂加料装置8.洗涤剂加料装置9.出口 10.废气收集口 11.风机12.烟囱
[【具体实施方式】]
[0014]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，结合附图对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0015]实施例一
[0016]如图1所示、本实施例的净化装置的壳体的一端设有进口，壳体的进口与废气收集口通过管道连接，另一端设有出口，在壳体内的进口和出口之间设有三块下挡板，两两下挡板之间均设有一上挡板，上挡板与壳体上部内壁固定连结，所述的下挡板与壳体下部内壁固定连接，从而在壳体内部构成迂回的通道，壳体中部设有填料层，填料层位于上挡板下端和下挡板上端之间，填料层上方设置喷淋管道，所述的三块下挡板上方的壳体上均连接加料装置，从进口至出口依次为:催化剂加料装置、氧化剂加料装置和洗涤剂加料装置。所述的引风机进口和壳体的出口通过管道连接，所述的引风机出口与烟囱通过管道连接。在弓I风机的进口和出口上设有风阀。
[0017]催化剂的作用机理
[0018]该设备核心部分是由催化剂、利用撞击流技术制成的反应器组成。含有机物的空气进入设备，氧化药剂从上部分多层喷入，气水两相在催化剂表面处激烈碰撞，流过反应器内的反应区，在催化剂和撞击流的作用下，有机污染物得到快速氧化催化氧化反应实际上是属于多相催化反应，在常温常压的条件下，利用催化剂来降低反应的活化能，这与催化剂改变了原来(均相反应)的反应途径密切相关。由于催化剂与反应物处于不同的相，故不同于均相反应，多相催化只能在两相界面上进行。1931年，科学家泰勒(Taylor)提出，发生多相催化反应的必要条件是，至少有一种反应物分子被催化剂化学吸附而活化，从而使反应变得容易进行。他的这一观点虽难以直接取证，但却得到了大量实验事实的间接证明，因此被人们普遍接受。
[0019]撞击流反应的作用机理
[0020]撞击流是一种较为新颖的技术方法。它是将两股或多股均相或非均相流体发生撞击，由于惯性作用，一侧流体粒子穿过撞击面渗入相向流体，并来回做减幅振荡运动，产生一个高度湍流区。在这个区域中，渗透粒子与相向流体间的最大速度可达两倍流体速度；往返渗透作用使撞击区的平均停留时间延长，持料量增大。在气-液，液-液或气-固体系中，撞击可造成液滴或颗粒的破碎和磨损，促使表面更新并使其表面积增大。基于上述因素，撞击流能够有效地降低传递过程的外部阻力，为强化热、质传递提供了极佳的条件。因此，有机物在催化剂和撞击流反应器的双重作用下，得到了快速、高效的降解。
[0021]水洗活性炭催化剂的选择
[0022]催化氧化-1型属于非均相催化氧化工艺系列中的多相催化氧化工艺，我们针对均相催化氧化中催化剂流失，所造成的经济损失以及对环境的二次污染。我们选用非均相催化剂，即固化催化剂。我们选用活性碳作为主催化活性组分和辅助组分的载体来生产多相催化材料同时还应用催化材料隧道反应体系来解决催化材料的失效(理论寿命20年)。主催化活性组分主要是适量的活性炭负载稀贵金属，辅助组分则是过渡金属的氧化物和盐类。在此基础上的多相催化材料可避免普通单一组分催化材料在使用中催化反应选择范围狭窄的弱点。基于水化学的理论，当多相催化材料配合还原性较强的三价铁使用时可以产生一个OH羟基自由基的链式反应，而OH羟基自由基可进行有机物的无选择氧化，最终将有机污染物矿化成二氧化碳和水。此工艺的核心是多相催化材料的制备，而其外围是设计合理的反应器，针对不同废水性质需要使用不同结构的反应器，反应过程中再本公司特制的复合氧化剂可以加快OH羟基自由基的生成，和对有机物的氧化。
[0023]由于油漆废气中含有大量粘附有机物，虽经双氧水和硫酸氧化处理，逐渐粘附在活性炭表面，影响活性炭的吸附和催化氧化效果，按照经验第一年降低20%，以后逐年下降10%，建议吸附效果低于50%即进行更换，一般建议3年以上，不超过5年进行更换。
[0024]湿式多相催化氧化净化废气原理
[0025]采用水洗活性炭吸附有机废气污染物，富集在载体上，经催化氧化产生的OH自由基与有机物反应，生产可溶解于水的有机物，经过洗气塔得到净化。
[0026]R-H(气)+活性炭個)一R-H (液)(多相吸附)
[0027]H202+FeS04+H2S04 — Fe3++S042>0H(催化氧化)
[0028]R-H (液)+OH — R-0-+H20(氧化分解)
[0029]R-0-+Na0H — R0Na+H20(洗气去除)
[0030]湿式多相催化氧化净化系统处理后的废气不仅可以达到国家规定的空气的排放标准，而且，彻底消除了污染气体对环境的影响。湿式多相催化氧化净化装置系统在多相催化氧化的后面，接末端洗涤段，该段将经过生物处理后的废气进一步处理，使得气体的排放浓度低于排放标准值。
[0031]2.2.5湿式多相催化氧化净化装置的系统组成
[0032]A.气体收集系统；
[0033]B.多相吸附段；
[0034]C.催化氧化段；
[0035]D.二级洗气段；
[0036]E.自动控制系统。
[0037]各处理阶段介绍如下:
[0038]A、气体收集系统
[0039]本工艺的气体收集系统主要有风管系统以及风机等组成，配置时考虑以下因素:
[0040]1、废气源的密封需要精心设计，以减少处理气量和泄漏；
[0041]2、风管系统主要把收集的气体输送至处理装置，同时考虑系统设备故障或者紧急情况下的排放。
[0042]3、系统不确定因素的故障。
[0043]本系统设计 的思想为全负压操作。可防止风管、风阀及设备的泄漏，因此引风机装在系统的后面。
[0044]每个引风机的进出风口装有可调节风阀，供调节风量、风机维护使用。
[0045]B、多相吸附节段[0046]气体由管道收集，先经过预处理之后，再进入催化氧化阶段中降解。预处理过程主要起湿度调节、负荷调节、温度调节、湿度调节等作用。气体经过温度调节使入气的温度在填料效率的适宜范围内，再经过增湿，以保持后续反应的液体环境，最后经过催化氧化被降解。
[0047]湿式多相催化氧化净化系统的加湿阶段装填有高效的的立体填料，经I?2周的喷淋运行，通过立体填料的吸附作用，能够降解废气中的有机物。
[0048]C、催化氧化填料
[0049]该设备核心部分是由催化剂、利用撞击流技术制成的反应器组成。含有机物的空气进入设备，氧化药剂从上部分多层喷入，气水两相在催化剂表面处激烈碰撞，流过反应器内的反应区，在催化剂和撞击流的作用下，有机污染物得到快速氧化。该填料可以消除由于沟流和密实而引起的任何处理效率的损失，从而提高了系统的配气性能，从而提高去除率的目的。
[0050]D、二级洗气
[0051]经过催化氧化处理后的气体在正常运行情况下，其出口气体浓度已经接近或者低于国家规定的排放标准，由于催化氧化阶段加硫酸等药剂，同时可能有部分残留废气，为了确保排放达标，在系统末端设计末端洗涤系统，洗涤系统试用的药剂为氢氧化钠，由于此时的进气浓度已经很低，所以，化学药剂的消耗量很低，使得系统的运行费用较低。
[0052]E、自动控制系统
[0053]湿式多相催化氧化净化系统的自动控制采用PLC型控制方式，具有自动化程度高、保护功能齐全、计算机监控、闭环运行等功能。该系统全自动运行，全自动保护，为现代科学管理提供了方便。
[0054]F、设备的维护
[0055]湿式多相催化氧化废气净化装置，通过加入氧化剂，通过硫酸等药剂循环得以净化，是非常可靠安全、运行维护简单的废气净化方法，但是在三个月内会产生I吨左右的废酸液和I吨左右的废碱液，一般将两股废水进行中和后，排入厂自建的废水处理站，与喷漆废水一起处理后达到纳管标准后排放。
[0056]如果没有建设喷漆废水处理站，可委托处理，每年的废水量为10吨以内。
【权利要求】
1.一种湿式多相催化氧化净化装置，包括壳体，壳体的一端设有进口，另一端设有出口，其特征在于在壳体内的进口和出口之间设有三块下挡板，两两下挡板之间均设有一上挡板，上挡板与壳体上部内壁固定连结，所述的下挡板与壳体下部内壁固定连接，从而在壳体内部构成迂回的通道，壳体中部设有填料层，填料层位于上挡板下端和下挡板上端之间，填料层上方设置喷淋管道，所述的三块下挡板上方的壳体上均连接加料装置，从进口至出口依次为:催化剂加料装置、氧化剂加料装置和洗涤剂加料装置。
2.如权利要求1所述的湿式多相催化氧化净化装置，其特征在于还设有引风机和烟囱，所述的引风机进口和壳体的出口通过管道连接，所述的引风机出口与烟囱通过管道连接。
3.如权利要求2所述的湿式多相催化氧化净化装置，其特征在引风机的进口和出口上设有风阀。
4.如权利要求1所述的湿式多相催化氧化净化装置，其特征在于还设有废气收集口，所述的壳体的进口与废气收集口通过管道连接。
【文档编号】B01D53/75GK203458978SQ201320570997
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】张振满 申请人:上海济意环保科技工程有限公司