一种废气处理方法及废气处理系统与流程

本发明涉及一种废气处理系统，尤其是对喷漆过程中产生的废气的处理。

背景技术

目前，中国的运输业正处于高速发展阶段，对集装箱、物流箱、特种箱等需求很大。在这些集装箱、物流箱和特种箱的生产上，中国在国际市场上也占很大比重，以集装箱为例，其产量占世界产量的95%以上。在集装箱和各种物流箱、特种箱的生产过程中，喷漆是很重要的一个环节，而这一环节会产生大量的带有恶臭的废气，为了符合国家的环保要求，会对这些废气进行回收和处理，达到排放标准后才准许排放。目前常见的恶臭气体处理方法有燃烧法、吸附法、氧化法等，这些方法各有利弊。燃烧法分解效率高，但设备易腐蚀，成本高，处理中可能生成二次污染物；吸附法，可处理多组分的恶臭气体，但处理效率较低；氧化法去除效率高，但处理费用较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种废气处理系统，运行稳定、费用低、维护容易、不产生二次污染，从而达到彻底消除废气污染、保护环境的目的。

本发明提供一种废气处理系统，用于对喷漆过程中产生的废气进行处理，包括：顺次连接的活性炭吸附设备、喷淋塔、过滤器、uv等离子光解设备、风机、排气烟囱，废气入口风量超过10万m³/h，整体能达到50-75%的去除效果，vocs排放浓度小于等于50mg/m³；

其中，喷淋塔采用水或化学液对废气进行吸收去除，塔顶设有液体分布器用于将液体喷洒于填料层顶部，塔底设有气体口用于将气体送入塔内；喷淋塔的底部有支撑板用来支撑填料，填料层上方的液体分布器将液体均匀喷洒于填料层上，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质；塔顶还设有除雾器，用于气水分离；在塔顶和填料层上方均设有检修孔，塔身还设有检修平台或爬梯；所述喷淋塔的液气比为1-2l/m³，塔体阻力小于100pa，塔高6-8米，填料层高1.5-2.5米，出口浓度950-1250无量纲；

过滤器设置在喷淋塔和uv等离子光解设备之间；

uv等离子光解设备包括等离子分解废气净化单元和uv光解除臭废气净化单元，待处理废气在等离子分解废气净化单元的等离子体电场区中产生高浓度、高强度和高能量的多种活性自由基、高能电子、高能粒子，同时产生大量臭氧；再经过在uv光解除臭废气净化单元的uv紫外光束区，经高能紫外光波光解，打开废气分子的化学键，破坏其分子结构和核酸，呈游离态的污染物分子和臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物；其中uv光解除臭废气净化单元包含有多种合成催化剂，采用-c波段253.7nm紫外光源分解废气分子链，采用-c波段185nm紫外光远对废气分子进行催化氧化，采用蜂窝状金属网孔作为催化剂载体，与光源全方位接触，惰性催化剂在uv光源下发生催化反应，放大10-30倍光源效果，让废气与臭氧进行充分反应生成无害或低害化合物；在uv等离子光解设备的进出风口还设有均流网；uv等离子光解设备中的气体流速为2-3m/s，废气在设备内停留时间约1.8s，出口浓度400-600无量纲；

处理后的气体经风机送入排气烟囱进行排放。

本发明还提供一种利用该废气处理设备进行废气处理的方法。

本发明还提供一种废气综合处理方法，对底漆、中间漆、外面漆和黑漆喷涂过程中产生的废气进行综合处理。

有益效果：

本发明采用“原吸附回收系统+一级喷淋塔+uv等离子光解设备”的处理工艺，使得废气能够被充分处理，排放气体符合国家环保要求；通过对喷淋塔和uv等离子光解设备的参数和结构的精确配置，使得废气处理量大大提升，同时处理效果和处理效率维持在较高的水平，能够满足工业化大规模生产的需求。

附图说明

图1：废气处理系统的结构示意图

附图标记说明：1-喷淋塔；2-循环水箱；3-水泵；4-填料层；5-除雾层；6-检修孔；7-过滤器；8-等离子净化单元；9-uv光解净化单元；10-风机；11-排气烟囱；12-排气雨帽。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本申请。

现有的废气处理系统通常采用较为成熟的活性炭吸附工艺，但活性炭吸附处理效率不高，需要消耗大量的吸收剂，并且污染物仅仅是由气相转化为液相，容易引起二次污染。本发明提供一种废气综合处理系统，在现有的活性炭吸附废气处理系统的基础上进行改造，在原活性炭吸附系统的末端增加本发明的废气综合处理系统，可大大提高废气处理效率、彻底消除废气污染、杜绝二次污染，并且由于是在原有系统的基础上进行改造，费用低、管理方便、维护容易。

整套系统能够对喷漆过程中底漆、中间漆、外面漆、黑漆喷涂过程产生的废气的综合处理。其中，对于底漆，采用“原吸附回收系统+一级喷淋塔+uv等离子光解设备”的处理工艺。对中间漆和外面漆，采用“原吸附回收系统+uv等离子光解设备”的处理工艺，对于黑漆采用水喷淋处理工艺。总废气处理量可达42万m³/h-65万m³/h。以下对各处理工艺做详细介绍。

在底漆喷涂过程中产生的废气主要包括可溶性vocs和恶臭组分，这些气体混合在一起产生恶臭。考虑到单一设备去除率不高，臭气浓度到一定高度后难以消除，采用喷淋洗涤+uv等离子光解，能够达到50-75%的去除效果。水喷淋通过吸收醇类、醚类、酮类、氨类等来消除废气中的醇、醚、酮、氨等的含量，以起到减低废气浓度的目的。如果不加植物液等异味去除效果约30%左右，出口浓度可达950-1250无量纲。后端接uv等离子光解工艺，去除率达到50%以上，出口浓度可达400-600无量纲，vocs排放浓度小于等于50mg/m³。优选地，如果需要达到更高的处理效果，可以在喷淋时使用植物液，等离子改为高能粒子管。

喷淋塔主要用于去除可溶性vocs，其利用甲醇、异丙醇、乙醇、乙二醇乙醚等挥发性有机化合物与水或化学液的互溶特性，在喷淋塔分布器的作用下雾化气流急速上行，液滴进一步碰撞、凝聚，形成水灰比混合物，水灰混合物经过塔顶除雾器进行气水分离，从而达到脱除有机物和脱水的效果。喷淋塔采用水或化学液对废气进行吸收去除，塔顶设有液体分布器用于将液体喷洒于填料层顶部，塔底设有气体口用于将气体送入塔内。喷淋塔的底部有支撑板用来支撑填料，填料层上方的液体分布器将液体均匀喷洒于填料层上，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。塔顶还设有除雾器，用于气水分离。本发明中的喷淋塔经过优化设计，进液量少，液气比1-2l/m³左右即可满足；塔体阻力小于100pa；塔高5-10米，优选7.5米；填料层高1.5-2.5米，优选2米。通过结构和与结构密切相关的这些参数的严格设计、配合，使得在废气处理量大的情况下也能够保证处理效果，出口浓度950-1250无量纲，废气入口风量可达12万m³/h满足了大规模生产和环保的要求。

从喷淋塔流出的气体经过过滤器后进入uv等离子光解设备进行进一步的处理。

uv等离子光解设备是等离子分解废气净化单元和uv光解除臭废气净化单元的完美结合，其主要用于主要去除异味及少量残余vocs。废气和恶臭气体经过等离子体电场区，在纳秒级时间范围内，等离子猛烈轰击废气和臭味等污染物分子，产生裂变分解反应，产生高浓度、高强度、高能量的各种活性自由基、高能电子、高能离子等，同时产生大量臭氧、原子氧、生态氧等混合气体，进行一系列复杂的分化裂解和氧化还原反应。再经过uv紫外光束区时，利用半导体和纳米金属氧化物的光催化特性，紫外光波高能高效率地照射，瞬间产生光解反应，打开废气和臭味污染物分子的化学键，破坏其分子结构和核酸；利用高能紫外光波分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧，使呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物，如co2、h2o等。uv+o2→o-+o*(活性氧)o+o2→o3(臭氧)。uv紫外光解与等离子分解如此高效协同地产生一系列光解和分解反应，经过复合式多级净化后从而达标排放！既能安全高效地净化治理各种有害废气，又能高效干净地去除各种恶臭味道。其中uv光解除臭废气净化单元采用-c波段253.7nm紫外光源分解废气分子链，采用-c波段185nm紫外光远对废气分子进行催化氧化，让废气与臭氧进行充分反应生成无害或低害化合物；在uv等离子光解设备的进出风口还设有均流网；气体流速2.2m/s，废气在设备内停留时间约1.8s。本发明涉及的uv等离子光解设备除了结构上的创新，还能够通过对气体流速和停留时间的控制，最大限度地保证处理效果和处理效率，能够在短时间内处理对大量废气进行处理，出口浓度达到400-600无量纲，满足大规模生产和环保的需要。此外，还进一步采用蜂窝状金属网孔作为催化剂载体，与光源全方位接触，惰性催化剂在uv光源下发生催化反应，放大10-30倍光源效果，与废气充分反应，缩短了废气与光源接触时间，提高了废气净化效率。

最后，经过处理的气体经风机送入排气烟囱进行排放，排气烟囱根据实际需要高度可达15米。

附图1是本发明的废气处理系统结构，主要包括依次设置的喷淋塔1、过滤器7、等离子分解废气净化单元8、uv光解除臭废气净化单元9、风机10、排气烟囱11和排气雨帽12。喷淋塔1包括设置在塔底的循环水箱2及水泵3，塔体中部为填料层4，塔顶具有除雾层5，在塔顶和填料层4上方均设有检修孔6，塔身还设有检修平台或爬梯。

本发明中的废气处理系统适合处理包含胺类、醇类、醛类、醚类、酮类、芳烃类、脂肪酸类、硫化物类等成分的废气，处理效率50-75%。

本发明还提供了一种采用上述废气处理系统来处理废气的方法。通过活性炭吸附和喷淋塔的吸附处理、uv等离子光解设备的进一步处理，使得所排放的废气符合国家环保标准。

本发明还提供了一种废气综合处理方法，对底漆、中间漆、外面漆和黑漆喷涂过程中产生的废气进行综合处理，使得所排放的废气符合国家环保标准；该方法除了对底漆喷涂过程中产生的废气采用“原吸附回收系统+二级喷淋塔+uv等离子光解设备”的处理工艺之外，还对中间漆和外面漆采用“原吸附回收系统+uv等离子光解设备”的处理工艺，对于黑漆采用喷淋处理工艺。从而对集装箱生产的全过程进行环保处理，最后排放出的气体符合国家环保标准。为了进一步提升处理效果，对于中间漆和外面漆，还可以在原吸附回收系统淋塔和uv等离子光解设备之间增设一级喷淋塔。该方法对各类气体的总处理量可达42万m3/h-65万m3/h。

最后说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域普通技术人员可以对本发明所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使其相应的技术方案脱离本发明记载的范围。