一种废气处理系统的制作方法

本公开属于环保设备领域，尤其涉及一种废气处理系统。

背景技术：

大气污染是我国目前突出的环境污染问题之一，工业废气是大气污染物的主要来源，对农业、社会环境、自然环境以及人们健康有着严重的危害。工业生产中会产生各种有机废气，挥发的有机废气是最难治理气体之一，主要包括粉尘、烷烃、醇、酚、醚、酯等。因此，有机废气在排放进入大气之前需要进行相关处理工作以保证气体符合国家环保排放要求。

目前光催化氧化技术对去除微量有机污染物存在一定的潜在优势，但是，实际工业生产中由于有机废气的浓度不够高、流动速度太快，导致光催化剂不能有效地、一次性地氧化有机废气；此外，随着光催化剂处理有机废气时间延长以及需要处理的废气成分混杂，致使其处理载荷增加，严重影响光催化剂的催化效率。因此，在实际工业有机废气的处理中，利用单独的光催化氧化技术难以达到理想的污染控制效果。

技术实现要素：

本公开提出一种废气处理系统，通过物理、化学工艺的结合，对废气进行有效处理。

本公开的一个实施例提供一种废气处理系统，包括：喷淋塔，内部为喷淋腔，包括位于所述喷淋腔内的喷头和位于所述喷淋腔底部的集液池，所述集液池连接水泵，所述水泵连接所述喷头；过滤装置，包括过滤腔和位于所述过滤腔中的过滤层，所述喷淋塔的出气口连接所述过滤装置的进气口；光催化氧化装置，包括光催化腔和位于所述光催化腔中的紫外灯及固定床，光催化剂附着在所述固定床上，所述紫外灯照射所述光催化剂，所述过滤装置的出气口连接所述光催化氧化装置的进气口；吸附装置，包括吸附腔和位于所述吸附腔中的吸附床，所述光催化氧化装置的出气口连接所述吸附装置的进气口；风机，为气体的流动提供动力。

根据本公开的一些实施例，所述喷淋塔还包括位于所述集液池下方的多个储液池，所述集液池收集的多种喷淋液分别进入对应的储液池，多个所述储液池分别连接所述水泵。

根据本公开的一些实施例，所述过滤装置中，过滤层的数量为三个，距离所述过滤装置的进气口最近的过滤层的过滤孔的孔径为50～100μm，中间过滤层的孔径为10～50μm距离所述过滤装置的出气口最近的所述过滤层的过滤孔的孔径为3～4μm。

根据本公开的一些实施例，所述光催化氧化装置中，所述固定床的数量为多个。

根据本公开的一些实施例，所述吸附装置中，所述吸附床包括膨胀石墨吸附床和活性炭吸附床。

根据本公开的一些实施例，废气处理系统还包括集气罩，所述集气罩连接所述喷淋塔的进气口。

根据本公开的一些实施例，气体流经的各装置之间的连接管路及所述吸附装置的出气口处设有采样口。

本公开的废气处理系统，先通过喷淋液预处理有机废气中的大颗粒粉尘和大部分油性气体，消除大颗粒粉尘对过滤装置和光催化氧化装置的影响，同时降低光催化氧化装置对油性气体的处理负载，延长光催化剂的寿命；然后通过过滤装置可有效去除废气中粒径大于过滤层最小孔径的小颗粒粉尘，进一步消除颗粒物对光催化剂的遮蔽和中毒作用，延长催化剂的使用寿命；之后通过光催化氧化装置，在光催化剂的作用下，有机废气中的有机物氧化成co2和h2o；最后通过吸附装置吸附气体中低浓度的有机物、co2和h2o。本公开通过物理、化学工艺的有效结合，分级处理不同性质的气体成分，提高有机废气处理效率，降低了固、液废弃物的产生，节省成本。

附图说明

图1是本公开实施例废气处理系统的示意图。

其中：

1喷淋塔；11喷淋腔；12喷头；13集液池；14水泵；15第一储液池；16第二储液池；17第三储液池；181第一阀组；182第二阀组；2过滤装置；21过滤腔；22过滤层；3光催化氧化装置；31光催化腔；32固定床；33紫外灯；4吸附装置；41吸附腔；42吸附床；421膨胀石墨吸附床；422活性炭吸附床；5风机；6集气罩；7采样口；81第一气阀；82第二气阀；83第三气阀；84第四气阀。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本公开的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本公开的示例性实施例进行说明，应当理解，此处所描述的示例性实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开。

如图1所示，本公开的示例性实施例提供一种废气处理系统。废气处理系统包括喷淋塔1、过滤装置2、光催化氧化装置3、吸附装置4。通过物理、化学处理方式的结合，本实施例的废气处理系统可有效处理有机废气。图中的箭头表示气体的流向。

喷淋塔1壳体的内部为封闭的喷淋腔11。喷淋塔1还包括喷头12、集液池13和水泵14。喷头12设置于喷淋腔11内，用于喷出喷淋液。可选地，喷头12的数量为多个，均匀的分布在喷淋腔11内的同一水平面内。集液池13位于喷淋腔11的底部，用于收集喷头12喷出的喷淋液。集液池13连接水泵14，集液池13与水泵14可以是直接连接也可以通过其他结构间接连接。水泵14连接喷头12，水泵14将喷淋液输送至喷头12，喷淋液由喷头12喷出。集液池13收集的喷淋液经水泵14输送至喷头12，可实现喷淋液的循环利用。

喷淋塔1的进气口在竖直方向上位于喷头12和集液池13之间，喷淋塔1的出气口位于喷淋塔1的顶端。废气由喷淋塔1的进气口进入喷淋腔11，喷头12喷出喷淋液，上升的气流与下降的喷淋液相遇，喷淋液可去除废气中的大部分油性气体(包括低分子量烷烃、醇和低级酯等)和大颗粒粉尘(动力学直径大于100微米的颗粒粉尘)。通过喷淋处理，既消除大颗粒粉尘对后续过滤和光催化氧化的影响，延长光催化剂的寿命，又去除部分油性气体，降低光催化剂的处理负载，减少固体废弃物的产生。经过喷淋处理的气体由喷淋塔1的出气口排出。

可选地，喷淋塔1还包括多个储液池，多个储液池位于集液池13的下方，集液池13通过第一阀组181分别连接多个储液池。喷淋液的种类可以为多种，每个储液池对应存储一种喷淋液。通过第一阀组181的控制，集液池13收集的多种喷淋液分别进入对应的储液池。多个储液池分别通过第二阀组182连接水泵14，通过第二阀组182的控制，水泵14输送不同储液池中的喷淋液至喷头12。

本实施例中，储液池的数量为三个，分别为第一储液池15、第二储液池16和第三储液池17。本实施例的喷淋塔1可喷淋三种不同的喷淋液。首先喷淋第一喷淋液，集液池13将收集的第一喷淋液输送至第一储液池15。然后喷淋第二喷淋液，集液池13将收集的第二喷淋液输送至第二储液池16。最后喷淋第三喷淋液，集液池13将收集的第三喷淋液输送至第三储液池17。废气进入喷淋塔1后，依次经过第一喷淋液、第二喷淋液和第三喷淋液的喷淋处理后排出。通过控制废气在喷淋塔内的上升速率和喷淋液的喷淋速率，可实现废气进入喷淋塔1中依次经过多种喷淋液的处理。

可选地，第一喷淋液最初为新配的喷淋液，第一喷淋液使用7～12天后作为第二喷淋液，第二喷淋液使用7～10天后作为第三喷淋液。喷淋液分为三级，可有效提高有机废气中的大颗粒粉尘和油性气体在喷淋液中的溶解量。同时，第一喷淋液使用一段时间后作为第二喷淋液，第二喷淋液使用一段时间后作为第三喷淋液，可降低液体废弃物的产生，减少对液体废弃物的回收处理工作。通过控制气体通入速率与喷淋液喷淋速率的关系实现三重喷淋液有间隔喷淋，降低喷淋液的蒸发量提高喷淋液的使用时间。

本实施例新配的喷淋液的成分为15～50wt％的水基油、1～3wt％的氯化钠和1～5wt％的氢氧化钠，其余为水。其中，水基油为油酸钠和/或三乙酸胺，因其含有憎水基和亲水基，提高喷淋液的吸收能力，提高油性气体在喷淋液中溶解量，进而提高对有机废气中油性气体的处理效果。

过滤装置2采用干式过滤，壳体内为封闭的过滤腔21。过滤腔21内设有过滤层22，过滤层22上均匀分布过滤孔。气体流经过滤腔时，仅能从过滤孔通过，气体中粒径大于过滤孔孔径的颗粒粉尘，被过滤层22阻挡无法通过过滤孔。过滤装置2对气体起到去除颗粒粉尘的作用，尤其是去除气体中的小颗粒粉尘(动力学直径小于100微米的粉尘)。

喷淋塔1的出气口连接过滤装置2的进气口，经喷淋处理的气体进入过滤腔21，由滤层22过滤后经过滤装置2的出气口流出。

根据本公开一个可选的技术方案，过滤层22为干式过滤棉。过滤层的数量为多个，由过滤装置的进气口至出气口，多个过滤层的过滤孔孔径依次减小，实现对气体的逐级过滤。多个过滤层的过滤孔孔径按气体流动方向逐渐减小，保证将小颗粒粉尘去除的同时，由大到小的孔径设置可提高气体的通过速率，提高气体处理速度。

本实施例中，过滤层22的数量为三个。距离进气口最近的第一过滤层的过滤孔孔径为50～100μm，位于中间的第二过滤层的过滤孔孔径为10～50μm，距离出气口最近的第三过滤层的过滤孔孔径为3～4μm。通过过滤装置2可去除气体中粒径大于最小过滤孔孔径的颗粒粉尘。本实施例中是，过滤装置2可有效去除气体中粒径大于4μm的颗粒粉尘，进一步消除颗粒物对光催化剂的遮蔽和中毒作用，延长光催化剂的寿命。

光催化氧化装置3的壳体内部为光催化腔31。光催化腔31中设有紫外灯33及固定床32。本实施例中，紫外灯33及固定床32的数量均为多个，紫外灯33和固定床32由光催化氧化装置3的进气口至出气口间隔布置。固定床上附着有光催化剂，紫外灯可照射到光催化剂。

过滤装置2的出气口连接光催化氧化装置3的进气口。过滤后的气体进入光催化腔31，在光催化剂的作用下，气体中的大部分有机物被氧化为co2和h2o，之后气体由光催化氧化装置3的出气口流出。

可选地，固定床的大小为1000mm×500mm，光催化剂为负载在多孔结构泡沫镍上的tio2或者zno-sio2。

吸附装置4的壳体内为吸附腔41。吸附腔41内设有吸附床42，吸附床42覆盖吸附腔41的横截面，使气体流经吸附腔41必须经过吸附床42。吸附床42可吸附气体中未被氧化的有机物及有机物光催化氧化的产物co2和h2o。通过吸附床42也可仅吸附气体中部分co2和h2o，剩余的co2和h2o由吸附装置4的出气口排出。气体中的颗粒物由吸附床吸附。

光催化氧化装置3的出气口连接吸附装置4的进气口，光催化氧化处理后的气体进入吸附腔41。本实施例中，吸附床的数量为多个，分别为膨胀石墨吸附床421和活性炭吸附床422。沿气体的流动方向，依次设置两个膨胀石墨吸附床421和一个活性炭吸附床422。通过将膨胀石墨与活性炭连用，膨胀石墨的孔结构尺寸较大，借助膨胀石墨的孔结构实现多分子层吸附，提高吸附效率。

本实施例的吸附床42为瓦楞状，大小为1500mm×500mm，吸附床42与吸附腔41的水平侧壁的夹角为30～60°。通过将吸附床42设置为瓦楞状且倾斜设置吸附床42，可提高气体与吸附床42的接触面积，进而提高吸附效率。

瓦楞状吸附床的制备方法：将吸附剂膨胀石墨或活性炭溶解于乙醇中得到悬浊液，再将悬浊液涂敷在孔隙为2～3μm瓦楞纸表面。通过将吸附剂涂敷在瓦楞纸表面，可降低吸附剂用量，进而减少固体废弃物的产生。

风机5为气体的流动提供动力。本实施例中，风机5的数量为两个，一个设置在喷淋塔1与过滤装置2之间，另一个设置在吸附装置的出气口处。风机5的数量及设置位置也可根据需要进行调整。

根据本公开一个可选的技术方案，废气处理系统还包括集气罩6。集气罩6为圆台状，大径端用于收集废气。集气罩6连接喷淋塔1的进气口，集气罩6收集的废气进入喷淋塔1中。

根据本公开一个可选的技术方案，气体流经的各装置之间的连接管路：喷淋塔1与过滤装置2的连接管路、过滤装置2与光催化氧化装置3的连接管路、光催化氧化装置3与吸附装置4的连接管路、喷淋塔1与集气罩6的连接管路上及吸附装置4的出气口处均设有采样口7。设置采样口7便于对各个阶段的气体进行采样。

可选地，喷淋塔1与集气罩6的连接管路上设有第一气阀81，喷淋塔1与过滤装置2的连接管路上设有第二气阀82，过滤装置2与光催化氧化装置3的连接管路设有第三气阀83，光催化氧化装置3与吸附装置4的连接管路上设有第四气阀84。通过各个气阀，便于对气体的流量计流速进行控制。

本实施例的废气处理系统，通过物理、化学工艺有效结合，分级处理废气中不同性质的气体成分，提高有机废气处理效率，降低了固、液废弃物的产生，节省成本。经测试，本实施例的废气处理系统处理废气时，废气中有机物中去除率为97～98％，总悬浮颗粒物的去除率为100％。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

最后应说明的是：以上所述仅为本公开的示例性实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例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。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。