一种废气处理系统的制作方法

本发明涉及废气处理，具体涉及一种废气处理系统。

背景技术：

改革开放以来，各类工业不断地发展壮大，环境问题也逐步显现。其中工厂的粉尘废气排放问题尤为严重，大量带有粉尘的废气排放到空气中造成严重的环境污染。为了解决这个问题，市场上出现了一些除尘罐。

如公告号为cn204502690u的专利，该专利公开了一种水浴除尘罐，包括一级除尘罐，所述一级除尘罐底端一侧设有进风口，另一侧设有带阀门的出浆口，一级除尘罐顶端设有出风口，一级除尘罐内部至少设有两层填充有陶瓷材料的过滤层，且两层过滤层之间至少设有一格栅，所述格栅底面均匀设置有多个连接有供水供压装置的喷头。

气体从进风口进入一级除尘罐内，气体中的粉尘被过滤层过滤，且粉尘被喷头中喷出的水汽带走，从而减小气体中的粉尘含量，气体再从出风口排出，完成对废气中粉尘的处理。

在实际使用中，若气体中带有较大的颗粒粉尘，则直接用水汽是带不走这些粉尘的，且大颗粒的粉尘易导致过滤层的堵塞，最终导致经过处理后的气体中依旧含有较多的粉尘，直接排放依旧对空气有较大的污染。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种废气处理系统，除去空气中的大颗粒粉尘和小颗粒粉尘，提高了对废气中粉尘的去除效果，使废气被更好的净化。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种废气处理系统，依次包括一级除尘罐、一级催化罐和二级催化罐；

所述一级除尘罐上端面穿设有进风管，所述一级除尘罐内设有喷淋水，所述喷淋水的液面高度低于进风管下端，所述一级除尘罐内安装有用于将喷淋水喷入进风管内的高压喷头；

所述进风管外固定套设有至少一个的用于除去粉尘的分解喷淋组，所述分解喷淋组包括设有喷淋头的喷淋网板和位于喷淋网板上方用于催化粉尘分解的丝网填料板；

所述一级除尘罐一侧设有第一出风口，所述出风口位于最上方的分解喷淋组上方，所述一级除尘罐一侧设有用于排水的溢流口；

所述一级催化罐下端侧壁设有连接第一出风口的第一连通管，所述一级催化罐内也沿轴向设有若干分解喷淋组，所述一级催化罐上端设有第二出风口；

所述二级催化罐下端侧壁设有连接第二出风口的第二连通管，所述二级催化罐内设有改性水，所述二级催化罐内也沿轴向设有若干分解喷淋组，所述二级催化罐上设有用于将改性水供给给分解喷淋组的循环管，所述循环管上设有用于抽水的水泵，所述二级催化罐上端设有出气口。

通过采用上述技术方案，废气通入进风管内，喷淋水被高压喷头带起进入到进风管内，冲击进风管和废气，喷淋水带走废气中的大颗粒粉尘，并被冲击到进风管内壁，沿着进风管内壁下落回一级除尘罐底部。被带走大颗粒粉尘的废气从进风管下端离开进风管后进入到一级除尘罐内，依次经过所有分解喷淋组。喷淋头喷出的水雾带走空气中的小颗粒粉尘，然后再经过丝网填料板分解掉废气中的粉尘，使废气中所有不管是大颗粒粉尘和小颗粒粉尘均被除去，使一级除尘罐对废气有良好的净化率。

经过一级除尘罐处理后的废气进入到一级催化罐，再次被分解喷淋组分解和喷淋，分解掉部分粉尘和又带走了部分粉尘；同时可氧化吸附掉废气中的一些污染物，如co等；

经过一级催化罐处理的废气有进入到二级催化罐中，改性水通过分解喷淋组喷淋到废气上，对废气中的粉尘进行分解，再进一步的完成对废气中粉尘的除去和进化，同时可氧化吸附掉废气中的一些污染物，如co等。实现了该系统对废气中粉尘的多级除尘和对废气中污染物的氧化吸附，确保了经过该系统处理后废气中的粉尘含量和污染物含量低，可达到国家排放标准。

本发明的进一步设置为：所述进风管外壁固定套设有旋流板，所述旋流板位于最下方的分解喷淋组下方。

通过采用上述技术方案，旋流板与废气有较大的接触面积，在废气经过旋流板使，旋流板可带走废气中的部分大颗粒粉尘，使一级除尘罐可更好的除去废气中的粉尘。然后喷淋头喷出的喷淋水经过旋流板时可带走旋流板上的粉尘，确保旋流板有粘附带走废气中粉尘的作用。

本发明的进一步设置为：所述一级除尘罐外固设有用于振动喷淋水的超声波振动器，所述一级除尘罐一侧设有溢流口，所述溢流口位于喷淋水上方且位于进风管下方。

通过采用上述技术方案，喷淋水会从溢流口流出一级除尘罐，确保喷淋水的液面位于进风管下方，不会由于废气通入喷淋水中产生水压。同时超声波振动器可振动一级除尘罐内的喷淋水，使粉尘均匀分布在喷淋水中，减小粉尘粘附沉淀在一级除尘罐内壁的概率，然后粉尘随着喷淋水从溢流口流出，防止一级除尘罐内的喷淋水中由于粉尘过多导致除尘效果较差的现象发生。

本发明的进一步设置为：所述一级催化罐内设有含有臭氧的分解水，所述一级催化罐下端设有用于向分解水内通臭氧的第一臭氧发生器，所述分解水内设有用于将分解水雾化喷向分解喷淋组的雾化器。

通过采用上述技术方案，雾化器将分解水雾化向上喷，接触到经过一级除尘罐的废气，分解水中的臭氧具有高氧化性，可将废气中的粉尘分解，使废气被进一步净化。

本发明的进一步设置为：所述一级催化罐下端外壁设有用于将分解过粉尘后的分解水通入二级催化罐内的进液管，所述二级催化罐外设有用于产生通入改性水中臭氧的第二臭氧发生器，所述一级催化罐一侧设有用于补充分解水的补水管，所述补水管上设有控制补水管启闭的启闭阀门。

通过采用上述技术方案，由于喷淋头会喷淋废气，将废气中的粉尘带落回分解水中，而分解水可氧化分解的粉尘量有限。故当处理一段时间后，分解水中会含有较多的粉尘，且分解水对粉尘的分解效果较差。此时只需将分解水通入二级催化罐内，然后通入新的分解水，确保了一级催化罐对废弃的处理效果。而分解水在进入二级催化罐后与改性水混合，改性水又可以分解部分粉尘。确保被循环管抽上喷淋头喷淋出的水中粉尘量较少，不会堵塞喷淋头。且又使这部分分解水得到了循环利用。

本发明的进一步设置为：所述第二臭氧发生器和二级催化罐之间设有用于将臭氧打入二级催化罐内改性水中的射流泵。

通过采用上述技术方案，射流泵可使臭氧和改性水更好的进行混合，使臭氧充分的溶解在改性水中，补偿改性水中由于分解粉尘而消耗的臭氧。确保改性水一直对粉尘有分解作业，使二级催化罐可很好的净化废气，减少废气中的粉尘含量。

本发明的进一步设置为：所述第一臭氧发生器和第二臭氧发生器均设有若干个且分别形成第一发生组和第二发生组，所述出气口设有用于检测空气内粉尘含量的pm2.5检测器。

通过采用上述技术方案，根据pm2.5检测器的检测结果，调节第一发生组和第二发生组中启用的第一臭氧发生器和第二臭氧发生器的数量，在确保该系统对废气中粉尘的除尘效果的同时，尽可能减少启动的第一臭氧发生器和第二臭氧发生器数量，节约能源和成本。

本发明的进一步设置为：所述一级除尘罐和二级催化罐底面分别开设有第一排水口和第二排水口，所述一级除尘罐一侧设有沉淀池，所述溢流口、第一排水口和第二排水口均连通沉淀池。

通过采用上述技术方案，同时从溢流口、第一排水口和第二排水口被排出的污水在沉淀池中沉淀后，可对其上层清液进行回收利用，作为喷淋液，从而充分利用水资源。

本发明的进一步设置为：所述丝网填料板填充有如下重量份数的组分：氧化铝25-36份；氧化锌23-31份；硅铝沸石分子筛6-8份；沸石咪唑酯骨架材料5-7份；所述硅铝沸石分子筛的孔径为0.6-0.8nm；

所述丝网填料板外部镀有贵金属层，所述贵金属层的厚度为0.1-0.2μm，所述贵金属层中包括钯、铂、钌中的至少两种。

通过采用上述技术方案，氧化铝、氧化锌、硅铝沸石分子筛、沸石咪唑酯骨架材料均对带有粉尘的空气具有良好的净化作用，可有效降低空气中粉尘的含量。经研究发现，氧化铝、氧化锌、硅铝沸石分子筛、沸石咪唑酯骨架材料相互配合，且硅铝沸石分子筛的孔径在上述范围内的，可有效提高丝网填料板降解空气中粉尘的能力，使空气中的粉尘得到良好的分解。

同时贵金属对粉尘具有优异的催化效果，当雾状的水与粉尘结合后逐渐汇聚在丝网填料板上时，可受到贵金属层的催化作用，从而使粉尘得到进一步的降解作用，与喷淋水相互配合，提高对粉尘含量超标的空气的净化效果。

本发明的进一步设置为：所述第一臭氧发生器和第二臭氧发生器隔15-30min通入一次臭氧，每次通入臭氧的体积容量为15-18mg/m3。

通过采用上述技术方案，可较为有效地控制臭氧的使用量，并且不易使臭氧从处理水层中溢出而造成浪费甚至伤害到操作人员的身体健康。另一方面，还可减少臭氧在处理水层中分解的可能，有效提高对空气中的pm2.5的降解效率。

本发明具有以下优点：可有效除去废气中的粉尘颗粒，使空气得到良好的净化；在确保对废气中粉尘分解效果的同时，控制操作环境中的臭氧浓度，减少对操作人员身体以及环境的危害。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例中一级除尘罐的结构示意图；

图3为实施例中一级催化罐的结构示意图；

图4为实施例中二级催化罐的结构示意图。

附图标记：1、一级除尘罐；2、一级催化罐；3、二级催化罐；4、进风管；5、导向面；6、喷淋水；7、高压喷头；8、超声波振动器；9、溢流口；10、第一排水口；11、旋流板；12、分解喷淋组；13、喷淋网板；14、丝网填料板；15、喷淋头；16、第一出风口；17、第一连通管；18、分解水；19、第一臭氧发生器；20、第一发生组；21、雾化器；22、第二出风口；23、进液管；24、补水管；25、第二连通管；26、改性水；27、第二臭氧发生器；28、第二发生组；29、射流泵；30、循环管；31、水泵；32、出气口；33、pm2.5检测器；34、第二排水口；35、沉淀池；36、连接引管；37、贵金属层。

具体实施方式

参照附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种废气处理系统，依次包括一级除尘罐1、一级催化罐2和二级催化罐3。

如图2所示，一级除尘罐1上端面穿设有进风管4。进风管4中部呈缩口设置形成漏斗形，且进风管4下端朝外翻边形成导向面5。一级除尘罐1内设有喷淋水6，喷淋水6的液面高度低于进风管4下端。一级除尘罐1上安装有用于将喷淋水6喷入进风管4内的高压喷头7，高压喷头7沿竖直向上设置且开口朝向进风管4。

如图2所示，一级除尘罐1下方固设有用于振动喷淋水6的超声波振动器8。一级除尘罐1一侧设有溢流口9，溢流口9位于喷淋水6液面上方，且位于进风管4下方。一级除尘罐1下端面设有第一排水口10。

如图2所示，进风管4外壁从下至上依次固定套设有旋流板11和至少一个分解喷淋组12。分解喷淋组12包括喷淋网板13和位于喷淋网板13上方的丝网填料板14。喷淋网板13上均匀分布有若干喷淋头15，一级除尘罐1内的喷淋头15为螺旋喷头。

如图1和图2所示，一级除尘罐1一侧侧壁设有第一出风口16，第一出风口16位于最上方的分解喷淋组12上方。一级催化罐2下端侧壁设有连接第一出风口16的第一连通管17。一级催化罐2内也沿轴向设有若干分解喷淋组12。一级催化罐2内的喷淋头15为雾化喷头。

如图3所示，一级催化罐2内设有含有臭氧的分解水18，一级催化罐2下端设有用于向分解水18内通臭氧的第一臭氧发生器19。第一臭氧发生器19设有若干个，形成第一发生组20。分解水18内设有用于将分解水18雾化喷向分解喷淋组12的雾化器21。雾化器21上方沿二级除尘轴向设有若干分解喷淋组12，一级催化罐2上端设有第二出风口22。

如图1和图3所示，一级催化罐2下端外壁设有用于将分解过粉尘后的分解水18通入二级催化罐3内的进液管23。一级催化罐2一侧设有用于补充分解水18的补水管24，进液管23和补水管24上均设有控制其启闭的启闭阀门。

如图1和图3所示，二级催化罐3下端侧壁设有连接第二出风口22的第二连通管25。如图4所示，二级催化罐3内设有改性水26，二级催化罐3内也沿轴向设有若干分解喷淋组12。

如图4所示，二级催化罐3外设有用于产生通入改性水26中臭氧的第二臭氧发生器27。第二臭氧发生器27设有若干个，且形成第二发生组28。第二臭氧发生器27和二级催化罐3之间设有用于将臭氧打入二级催化罐3内改性水26中的射流泵29。

如图4所示，二级催化罐3上设有用于将改性水26供给给喷淋头15的循环管30，循环管30上设有用于抽水的水泵31，二级催化罐3上端设有出气口32。出气口32设有用于检测空气内粉尘含量的pm2.5检测器33。

如图1所示，二级催化罐3底面开设有第二排水口34。一级除尘罐1一侧设有沉淀池35，溢流口9、第一排水口10和第二排水口34均连接有连接引管36，连接引管36一端通入沉淀池35。第一排水口10和第二排水口34对应的连接引管36上设有阀门。

分解喷淋组12中丝网填料板14内部填充的组分及其相应的重量份数如表1所示。其中，丝网填料板14的孔径为1mm，硅铝沸石分子筛的孔径为0.6nm。如图2所示，且在丝网填料板14的外部镀有厚度为0.15μm的贵金属层37，该贵金属层37中含有钯、铂、钌。

如图1所示，第一发生组20和第二发生组28每隔30min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为15mg/m3。

该废气处理系统的工作原理如下：

废气进入进风管4内，喷淋水6被高压喷头7激荡起来，喷入进风管4内，从而对进风管4内的废气进行了冲击，带走了废气中部分的粉尘；当喷淋水6激荡到最高处后沿着进风管4内壁滑落回一级除尘罐1内壁，进行下一循环；

经过一次除尘后的废气沿着导向面5进入到一级除尘罐1内，冲击在旋流板11上，粉尘吸附在旋流板11上，减小了废气中的粉尘；

废气上升过程中不断被喷淋头15喷淋，喷淋头15产生的水雾会带走废气中的粉尘，对废气进行进一步的进化；同时废气也会不断经过丝网填料板14，被其中的填料物分解，减小废气中的粉尘含量；

经过一级除尘罐1除尘后的气体通过第一连通管17进入一级催化罐2。在分解喷淋组12对废气进行二次喷淋的同时，雾化器21将含有臭氧的分解水18雾化喷向废气，使粉尘与分解水18中的臭氧氧化分解，减小废气中的粉尘含量；

当分解水18较为浑浊时，使其通向二级催化罐3，同时通过补水管24向一级催化罐2中补充新的分解水18，确保了一级催化罐2对废气中粉尘的除去效果；

经过一级催化罐2除尘后的气体通过第二连通管25进入二级催化罐3。第二发生器产生臭氧，并在射流泵29的作用下打入二级催化罐3的水中，形成改性水26；分解喷淋组12将改性水26抽起，对废气进行喷淋，使粉尘与改性水26中的臭氧氧化分解，减小废气中的粉尘含量；

当二级催化罐3的水循环1个礼拜后，打开连接引管36，将废水通入沉淀池35，然后通过在一级催化罐2中通入新的分解水18，使二级催化罐3中拥有新的改性水26，确保二级催化罐3对废气中粉尘的除去效果；

若pm2.5检测器33检测出粉尘含量依旧较高，启动第一发生组20和第二发生组28中未启动的第一臭氧发生器19和第二臭氧发生器27组，确保不同浓度的废气均可被处理至可排放。

实施例2-3：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，丝网填料板14内部填充的组分及其相应的重量份数如表1所示。

表1实施例1-3中丝网填料板14内部填充的组分及其相应的重量份数

实施例4：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，硅铝沸石分子筛的孔径为0.8nm。

实施例5：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，硅铝沸石分子筛的孔径为0.7nm。

实施例6：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，丝网填料板14的外部镀的贵金属层37的厚度为0.1μm。

实施例7：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，丝网填料板14的外部镀的贵金属层37的厚度为0.2μm。

实施例8：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，贵金属层37中含有钯、铂。

实施例9：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，贵金属层37中含有钯、钌。

实施例10：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，贵金属层37中含有铂、钌。

实施例11：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，第一发生组20和第二发生组28每隔20min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为17mg/m3。

实施例12：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，第一发生组20和第二发生组28每隔15min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为18mg/m3。

实施例13：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，丝网填料板14的孔径为1.5mm。

实施例14：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，丝网填料板14的孔径为2mm。

对比例1-6：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，丝网填料板14内部填充的组分及其相应的重量份数如表2所示。

表2对比例1-6中丝网填料板14内部填充的组分及其相应的重量份数

对比例7：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，硅铝沸石分子筛的孔径为0.1nm。

对比例8：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，硅铝沸石分子筛的孔径为1.2nm。

对比例9：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，在丝网填料板14外部未镀有贵金属层。

对比例10：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，在丝网填料板14外部镀有铝合金层，该铝合金层的厚度与贵金属层37的厚度相同。

对比例11：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，贵金属层37的厚度为0.05μm。

对比例12：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，贵金属层37的厚度为0.3μm。

对比例13：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，贵金属层37全部由钯组成。

对比例14：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，贵金属层37全部由铂组成。

对比例15：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，贵金属层37全部由钌组成。

对比例16：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，第一发生组20和第二发生组28持续不断地通入臭氧。

对比例17：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，第一发生组20和第二发生组28每隔10min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为10mg/m3。

对比例18：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，第一发生组20和第二发生组28每隔40min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为10mg/m3。

对比例19：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，第一发生组20和第二发生组28每隔10min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为30mg/m3。

对比例20：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，第一发生组20和第二发生组28每隔40min通入一次臭氧，且每次通入臭氧的体积容量为30mg/m3。

对比例21：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，丝网填料板14的孔径为0.1mm。

对比例22：一种废气处理系统，与实施例1的区别在于，丝网填料板14的孔径为3mm。

pm2.5降解、臭氧浓度试验

试验样品：采用实施例1-14的废气处理系统为试验样1-14，采用对比例1-22的废气处理系统为对照样1-22。

试验方法：1.选取内部环境相同、内部空间均为200m2、pm2.5含量均为500μg/m3、臭氧浓度为0.05mg/m3的36个房间，编号1-36，分别采用试验样1-14和对照样1-22对相应的房间进行空气净化，净化时间为12h、24h、36h、48h，再根据不同的净化时间分别对房间内的pm2.5含量进行测定，分别记录后，与初始的pm2.5含量进行分别计算，获得净化时间为12h、24h、36h、48h的试验样1-14和对照样1-22对pm2.5的降解效率，再次记录并分析；

2.在经过48h的净化时间后，对采用试验样1-14和对照样1-22的房间分别进行臭氧浓度检测，进行记录。

试验结果：试验样1-14在12h、24h、36h、48h时的降解效率、经48h净化处理后的臭氧浓度如表3所示；对照样1-22在12h、24h、36h、48h时的降解效率、经48h净化处理后的臭氧浓度如表4所示。

由表3和表4可知，试验样1-14具有较为持久且优异的pm2.5降解效率，即使在净化36h-48h时，仍然可保持较好的降解效率，可对pm2.5严重超标的空气进行较为有效的净化。然而，对照样1-22整体降解效率参差不齐，整体上的降解效果远低于试验样1-14的降解效率，且随着净化时间的不断增加，其降解效果逐渐变得不够明显。

而经对照样16、19、20净化处理后，房间内的臭氧含量明显增加，甚至达到了污染的程度，虽然对照样16、19、20的降解效率较高，但其净化处理后的臭氧浓度过高，易危害操作人员身体健康并构成环境污染。

对照样21的丝网填料板14中孔径过小，易导致带有pm2.5的水雾较难通过其自身重力沿着通孔回落至处理水层中，影响降解效率。而对照样22中丝网填料板14中孔径过大，虽然较易使带有pm2.5的水雾通过通孔，但也易使未经过降解处理且从处理水层中溢出并pm2.5含量超标的空气从通孔中通过，从而造成降解效率降低。

表3试验样1-14在12h、24h、36h、48h时的降解效率

表4对照样1-22在12h、24h、36h、48h时的降解效率

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。