一种低温复合催化氧化治理挥发性有机污染物的装置的制作方法

本发明属于工业废气治理技术领域，具体涉及一种低温复合催化氧化治理挥发性有机污染物的装置。

背景技术：

针对于市场上存在的挥发性有机污染物VOCs治理技术适用性及优缺点进行比较，1、吸附技术在短时间内具有见效快、成本低、处理效果好的优点，但是长时间运行需要对装置内的活性炭、竹炭进行更换，更换下来的活性炭、竹炭均属于危险废物，需要有危废处理资质的单位进行处理，而后期的处理费用较高，增加了企业的运行成本；2、等离子技术针对于屠宰、印染等行业的废气治理有较好的效果，然而针对挥发性有机废气存在着一定的安全隐患，并且挥发性有机废气中存在着一些有粘性的物质，在运行的过程中容易造成对放电极的堵塞而造成设备停止运行，使设备不能够稳定的运行，并且放电极的维修及更换费用相当昂贵，运行成本增加，同时等离子技术由于放电极与废气直接接触，在处理的过程中存在着一定的安全事故隐患，特别是针对于甲烷和硫化氢气体，危险性高；3、燃烧技术存在着停留时间不足、燃烧不充分、高温使气体发生裂变等缺陷，并且焚烧后的气体存在氮氧化物、二氧化硫排放总量超标的现象，燃烧技术针对于低浓度废气在运行过程中需通入大量的天然气以保证炉内温度而增加了企业的运行成本，而针对于高浓度挥发性有机废气燃烧技术在运行过程中存在着一定的安全事故隐患。基于以上技术的大背景下，急需研发一种挥发性有机物污染物VOCs治理技术---低温复合催化氧化技术。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种低温复合催化氧化低温复合催化氧化治理挥发性有机污染物的装置，能够实现废气的综合回收与治理。

本发明的技术解决方案是：

一种低温复合催化氧化治理挥发性有机污染物的装置，其特征在于，包括废气平衡系统、高效预处理塔、复合催化氧化塔、催化氧化系统和监测排气筒，高效预处理塔的前端连接废气平衡系统，高效预处理塔后侧连接复合催化氧化塔，复合催化氧化塔的下部连通催化氧化系统，复合催化氧化塔的排气孔与监测排气筒连通。

进一步优选的，所述废气平衡系统内设置自前至后依次相连接的缓存装置、冷凝装置和催化装置，冷凝装置连通回流装置，缓存装置连通废气平衡系统的下部，催化装置在废气平衡系统的后部。

进一步优选的，复合催化氧化塔内设置带有通孔的第一插板，第一插板上放置高效复合催化剂。

进一步优选的，所述废气平衡系统内后部设置带有通孔的第二插板，第二插板位于冷却装置的排气口的上方，第二插板上放置高效复合催化剂，废气平衡系统的出气口位于高效复合催化剂的上方空间内。

进一步优选的，所述冷凝装置为一级、两级或者三级的冷却装置；所述缓存装置的数量为至少两个，缓存装置间顺次相连通，位于尾部的缓存装置与冷凝装置相连通。

进一步优选的，监测排气筒的上口高于复合催化氧化塔顶端至少5米。

进一步优选的，所述复合催化氧化塔与监测排气筒之间加设引风机。

进一步优选的，所述高效预处理塔内设有自上而下放置的至少两层净化装置，净化装置包括横向设置的喷淋臂和位于喷淋臂下方的填料层，喷淋臂上安装有至少两个的喷淋头。

进一步优选的，所述填料层为放置在隔板上的球体填料层，球体填料层为多面球填料材质。

进一步优选的，所述高效预处理塔的数量为至少两台，各台高效预处理塔首尾相串接，所述复合催化氧化塔的数量为至少两台，各台复合催化氧化塔首尾相串接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明可以使挥发性有机污染物VOCs先进入废气平衡系统内缓存装置，扩大废气的盛放空间，降低压力，从而减小其流速，为提高废气的后续处理效果奠定基础，然后进入冷凝装置，回收废气中沸点高的有机物，与此同时降低污染物的分子活跃度，增加废气惰性，为后续处理效果奠定基础。然后废气进入高效预处理塔内，能将废气中含有的大颗粒物、尘、烟气和油状物进行高效过滤处理，并且根据废气不同的酸碱性质，进行中和反应。随后进入复合催化氧化塔与高效复合催化剂的作用下迅速将废气中的有毒有害成分进行分解，充分与羟基自由基进行氧化反应，最终产物为二氧化碳、水和少量的无机盐。

2、由于废气平衡系统内也放置有纳米介质合剂，可以先对废气进行初步分解，使后续的复合催化氧化环节更加彻底，进一步提高废气的处理效果。

3、由于冷凝装置为一级、两级或者三级的冷却装置，可对废气进行一级以上的冷凝，使得废气中的有机物回收的更加彻底，减少了有机物的浪费，利于节能环保。

4、由于缓存装置的数量为两个以上，缓存装置间顺次相连通，位于尾部的缓存装置与冷凝装置相连通，可利用缓存装置的容积对废气气流进行缓冲，避免强气流损坏冷却装置；同时降低的气流流速可使废气得到充分的处理，提高治理效果。

5、由于排气孔连通监测排气筒，监测排气筒的上口高于氧化塔顶端5米以上，可以利用监测排气筒上下端口的压力差来实现废气的抽取，节约能源；在监测排气筒不能满足气体排放速度时，也可以在排气孔与监测排气筒之间加设引风机，加大对气体的风速。

6、由于高效预处理塔内设置横向的喷淋臂，喷淋臂上安装有两个以上的喷淋头，能够增大喷淋面积，增加与废气的接触面积，提高废气的净化效果。

7、填料层为放置在隔板上的球体填料层，球体填料层为多面球填料材质。

8、由于高效预处理塔的塔体内设有两层以上的净化装置，可以进一步提高喷淋塔的脱尘及酸碱性气体的净化效果。

9、由于两台以上的高效预处理塔采用首尾相接的方式，即经前一级高效预处理塔处理后的气体再次进入后一级高效预处理塔中进行治理，提高废气的治理效果。

9、由于复合催化氧化塔内设置带有通孔的插板，插板上放置高效复合催化剂，高效复合催化剂能大大增强羟基自由基的氧化活性，提高废气的治理效果。

10.由于复合催化氧化塔的数量为两台以上，两台以上的复合催化氧化塔首尾相串接，即经前一级复合催化氧化塔处理后的气体再次进入后一级复合催化氧化塔中进行治理，提高废气的治理效果。

11、本发明结构简单，能够极大提高挥发性有机污染物VOCs的治理效果，并能扩宽其应用领域，便于在行业内推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是废气平衡系统的结构示意图；

图3是高效预处理塔的结构示意图；

图4是复合催化氧化塔的结构示意图。

图中标记：1、废气平衡系统；2、高效预处理塔；3、复合催化氧化塔；4、催化氧化系统；5、引风机；6、监测排气筒；11、缓存装置；12、冷却装置；13、回流装置；14、第二插板，15、高效复合催化剂；21、喷淋臂；22、喷淋头；23、填料层；24、隔板；31、第一插板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

本发明中，参照废气的流向，将废气进入系统的一端定义为首端，相应地将漂流出系统的一端定义为尾端。

本发明在废气平衡系统1内设置了两台顺次相连通的缓存装置11，位于尾部的缓存装置11与冷凝装置相连通，此处的冷凝装置12为顺次相联接一级、两级或者三级的冷却装置，冷却装置12的出料口连通回流装置13，冷却装置12的排气口位于带有通孔的第二插板14的下方，第二插板14上放置高效复合催化剂15，废气平衡系统1的出气口位于高效复合催化剂15的上方空间内。

本发明中设置了三台首尾相连的高效预处理塔2，形成两级喷淋净化，即前一台高效预处理塔2的出气口连接后一台高效预处理塔2的入气口，两台高效预处理塔2内均设置了至少两层净化装置，每层净化装置包括横向设置的喷淋臂21和设置在喷淋臂21下方的球体填料层23，球体填料层23被放置在各自的隔板24上；喷淋臂21上排列安装有至少2个喷淋头22；前一台高效预处理塔2的入气口连通废气平衡系统1的出气口，后一台高效预处理塔2的出气口连通复合催化氧化塔3的底部，复合催化氧化塔3的底部还连通催化氧化系统4，复合催化氧化塔3内设置带有通孔的第一插板31，第一插板31上放置高效复合催化剂15，高效复合催化剂15将复合催化氧化塔3的塔体分割出位于塔体最下部的进气腔和位于塔体最上部的出气腔，出气腔的塔体上开设有排气孔，排气孔通过引风机5连通监测排气筒6，监测排气筒6的上口高于复合催化氧化塔3的顶端5米以上。

本发明的工作过程如下：

产生的工业废气经收集后进入废气平衡系统1内的缓存装置11，利用缓存装置11的容积使得废气气流得以缓冲，避免强气流损坏尾方的冷凝装置；同时降低的气流流速，使废气得到充分的处理，提高治理效果。减速后的气体进入冷却装置12，对有机气体进行冷凝，由气态变换为液态，然后进入回流装置13进行自动收集。经冷凝处理后的废气经高效复合催化剂15分解后进入前一台高效预处理塔2的底部，废气在塔内上行的过程中与喷淋臂21内喷淋下的喷淋液接触，喷淋液一方面与废气中的碱性或者酸性气体进行中和反应形成易溶于水的或者不溶于水的盐，由下行的喷淋液带出；另一方面捕集废气中的粉尘，粉尘润水后变重停止上行并汇集在下行的喷淋液中，从高效预处理塔2的底部排出；废气在高效预处理塔2内上行的过程中，首先要穿过球体填料层23，在球体填料层23中与喷淋液更加充分接触，高效预处理塔2的出气口连通复合催化氧化塔3的底部，复合催化氧化塔3的底部还连通催化氧化系统4，复合催化氧化塔3内设置带有通孔的第一插板31，第一插板31上放置高效复合催化剂15。催化氧化系统4产生羟基自由基输送到复合催化氧化塔3内，在复合催化氧化塔3内与插板31上放置的高效复合催化剂15的作用下，与有机污染物发生催化氧化反应，从而达到氧化分解效果。

经过两层净化后的气体从前一台高效预处理塔2的顶部进入下一级高效预处理塔2的底部，进行再次净化后进入复合催化氧化塔3的底部，使得进入复合催化氧化塔3的气体是经过除尘、中和后的气体，防止了复合催化氧化塔3的粉尘堵塞和气体腐蚀，利于延长其使用寿命。并与进入复合催化氧化塔3底部的羟基自由基混合，发生氧化反应，使得在高效预处理塔2内未被治理掉的有机气体得以氧化，生成无毒无味的气体。在氧化的过程中，由于高效复合催化剂15的作用，能够使得氧化反应进行的更加充分，极大地提高了氧化速率，提升有机污染物的氧化效果，最后经过氧化后的气体在引风机5和监测排气筒6的作用下，由监测排气筒6的上口排出。

上述实施例中的引风机5可以视废气的处理量而定，即如果只在监测排气筒的风压作用下就完全可以抽动气体在治理装置中流动的话，完全可以将引风机5省掉。还可以根据废气的治理需求，灵活调整高效预处理塔2和复合催化氧化塔3的级联数量，并不限于上述实施例中的两台；还可以调整每台喷淋塔2中净化装置的层数以及复合催化氧化塔3中高效复合催化剂15的层数。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。