一种废气处理装置和废气处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种同步采用吸附、催化氧化和喷淋吸收处理VOC等污染物的方法。
【背景技术】
[0002]近年来随着经济的发展，各种化工、涂料、家具、玩具、电子、喷涂等企业的大量产生，再加上环保投资力度的不够，导致了大量工业VOC (挥发性有机化合物)废气的排放，使得大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害。对VOC废气的治理，目前广泛采用活性炭法、喷淋吸收法、光分解法等。但其采用的VOC废气净化装置普遍功能单一，效果一般，表现为:
常规的活性炭吸附设备庞杂，吸附剂易饱和，更换或再生频繁，运行费用高；
喷淋吸收法是利用液体吸收液与VOC废气的相似相溶性原理而达到处理VOC废气的目的。但吸收法设备庞大，运行费用较高，对VOC废气处理效率还不够理想，特别是处理疏水性物质时净化效果较差；
光分解VOCs有两种形式:一种是直接紫外光照令VOCs分解；另一种是光催化氧化。其中，受催化剂降解效率的影响，光催化氧化法在工业上的应用还待开发；而紫外光解设备没有消除其产生的臭氧的措施，或者未充分利用剩余的臭氧去分解污染物，直接排放，污染空气。
[0003]各种单一净化技术(设备)和方法对不同类型工厂产生的多种混合VOC废气适应性及处理效果一般，甚至有时效果很差。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种废气处理装置和废气处理方法，其具有适用性广、操作简便、净化效率高和投资运行费用低的特点。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种废气处理装置，包括吸收塔、紫外氧化装置、气液混合装置、输送装置以与紫外氧化装置连接的释放装置，吸收塔由下而上依次设有置液部、进气口、填料层、终极喷头和除雾器，终极喷头与输送装置的出液口连通，气液混合装置的进液口与置液部连通，气液混合装置的出液口与紫外氧化装置连通，紫外氧化装置的出气口与置液部连通。
[0006]—种废气处理装置，还包括雾化喷头，所述雾化喷头位于置液部和填料层之间，所述雾化喷头与输送装置的出液口连通。
[0007]本发明的废气处理装置可有效整合吸附、催化氧化和喷淋吸收于一体，相互配合增加废气处理的效果，灵活性强，适用性广，置液部、紫外氧化装置和填料层的配合使用提高了净化效率，且操作简便，投资运行费用低。
[0008]其中，所述输送装置的进液口与置液部连通。
[0009]其中，所述多孔填料为多面空心球或鲍尔环或阶梯环。
[0010]其中，所述紫外氧化装置的底部设有排液孔。
[0011 ] 其中，所述紫外氧化装置内还设有超声波装置。
[0012]其中，所述输送装置和气液混合装置均为溶气栗，释放装置为风机。
[0013]其中，所述雾化喷头与进气口位置对应。
[0014]—种废气处理方法，包括以下步骤:
步骤a)，往所述置液部装入吸收液，给填料层添加多孔填料，启动所述输送装置和终极喷头，终极喷头喷淋氧化剂至填料层，氧化剂穿过填料层后滴入吸收液；
步骤b)，终极喷头喷淋后，启动紫外氧化装置和释放装置，释放装置将空气输送至紫外氧化装置内，紫外氧化装置将所述空气中的02辐照生成O3，然后释放装置将所生成的03输送至置液部；
步骤C)，开启所述进气口，废气进入吸收塔内，向下流动的大部分废气被置液部的吸收液吸收；
向上流动的废气穿过填料层，并在填料表面被03和喷淋的氧化剂分解成CO 2或无毒无害的小分子物质；
步骤d)，开启进气口后，启动气液混合装置，将置液部的部分吸收液输送至紫外氧化装置，溶于吸收液的有机化合物在紫外线、O3联合作用下氧化成CO2或其他易溶于水的小分子物质；
步骤e)，在紫外氧化装置净化后的吸收液通过气液混合装置流回置液部；
步骤f)，向上流动的被净化后的废气上升至除雾器，除雾器除雾。
[0015]—种废气处理方法，所述步骤c)替换为步骤c’)，所述步骤c’)为:开启雾化喷头，雾化喷头喷淋氧化剂，开启进气口，废气进入吸收塔内，雾化喷头喷淋的氧化剂初步把废气中的疏水性有机物分解为CO2或易溶于水的小分子物质，降低废气中疏水性有机物的浓度；
向下流动的大部分废气被置液部的吸收液吸收；
向上流动的废气穿过填料层，并在填料表面被03和喷淋的氧化剂分解成CO 2或无毒无害的小分子物质。
[0016]其中，所述多孔填料为负载有固体石墨烯和金属氧化物的多孔填料，实际应用中，多孔填料可以为多面空心球或鲍尔环或阶梯环，多面空心球、鲍尔环和阶梯环均具有通量大和降压小的特点，有利于增加负载材料的使用率。
[0017]其中，所述吸收液包含l-10g/L催化剂、l-10g/L氧化剂、水和占吸收液液层容积1/10-1/2的吸附剂。l-10g/L催化剂和l-10g/L氧化剂配合使用可适用于不同成分的废气和不同浓度的有机物废气；本发明通过引入吸收剂，并控制其体积占吸收液液层容积1/10-1/2，既能很好吸收废气，使废气被吸收入吸收液，也不会使吸收液的用量过大而增加设备的负担。
[0018]其中，所述催化剂为废气中有机物的络合物或可溶于水的金属盐中的一种或多种。根据相似相溶原理，有机物的络合物可很好溶解废气中的有机物，并有效活化有机物的官能团，使有机物更容易被氧化，达到催化的作用；在本反应体系的相态中，使用可溶于水的金属盐可达到良好的均相催化效果。
[0019]其中，所述金属盐为铁盐、钴盐、锰盐或铜盐。H202、NaClO或Na2S2O8作氧化剂时，铁盐、钴盐、锰盐或铜盐作为催化剂，催化作用较好。
[0020]其中，所述氧化剂选自H2O2、NaClO或Na2S2Oi^的一种或多种。H2O2、NaClO或Na2S2O8均为强氧化剂，可氧化分解大部分有机化合物，且其后续产物为无污染的或者可溶于水的物质，易于处理。
[0021]其中，所述吸附剂选自膨胀石墨、氧化石墨烯、活性炭、沸石、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、火山石、膨润土或硅藻土中的一种或多种。膨胀石墨、氧化石墨烯、活性炭、沸石、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、火山石、膨润土和硅藻土均具有疏松多孔结构，对有机化合物具有强大的吸附能力，是优良的吸附剂，且其可回收再生，循环利用，节省了材料和生产成本。
[0022]其中，所述吸附剂固设或悬浮于吸收液中。
[0023]其中，所述紫外线的波长为170-190nm。在实际应用中，紫外灯组可以为放射175nm，185nm，或者其他170_190nm中任一波长紫外线的紫外灯的组合，均可将释放装置输送来的空气中的02辐照生成O3，吸收液通过气液混合装置进入紫外氧化装置，在紫外线、臭氧联合作用下能把溶于水的有机物氧化成0)2或其他易溶于水的小分子物质。
[0024]其有益效果在于:本发明废气处理方法有效整合吸附、催化氧化和喷淋吸收于一体，相互配合，提高了废气处理的效率，其中，
1)、废气进入吸收塔后向下流动的废气被吸收液吸收，并在吸收液内被部分氧化分解；
2)、吸收液吸收废气后通过气液混合装置输送至紫外氧化装置，此时释放装置输送来的空气中的02在紫外氧化装置内被辐照生成O3，在紫外线、臭氧联合作用下净化吸收液中余下的废气，其中废气中的有机物被氧化成0)2或其他易溶于水的小分子物质，达到进一步净化吸收液中的废气的效果，剩余的O3被释放装置输送至置液部，部分O 3溶于溶液中与吸收液配合使用，另一部分O3逸出溶液，与填料层配合使用；
3)、如果废气中含疏水性有机物，且浓度较高时，则开启雾化喷头，喷入氧化剂，初步把疏水性有机物分解为CO2或易溶于水的小分子物质，降低废气中疏水性有机物的浓度，