一种处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置的制作方法

1.本发明属于污染物处理技术领域，尤其属于一种处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置。


背景技术：

2.甲醛是一种有机化学物质，是无色有刺激性气体，对人眼、鼻等有刺激作用，长期暴露于甲醛对心血管系统、内分泌系统、消化系统、生殖系统、肾有毒性作用。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构将甲醛列入一类致癌物。2019年7月23日，甲醛被列入有毒有害水污染物名录(第一批)。
3.许多工业过程中产生甲醛，如油漆、板材、壁纸等用于室内装修时释放甲醛，燃料和烟叶的不完全燃烧也释放甲醛。我国实施的室内空气质量标准(gb/t18883
‑
2002)对甲醛的规定为1小时均值应小于等于0.10mg/m3。处理含有甲醛的气体对保护人体身心健康至关重要。
4.现有技术多是采用容器型装置进行甲醛吸收，气体流动性差，甲醛吸收速率低。cn 112443912 a公开了利用隔板和旋转甲醛去除器，延长空气与甲醛去除器的接触时间。但空气中的甲醛与去除装置接触面积较小，且旋转装置需消耗额外电力，长期运行易发生故障。cn 112370948 a公开了通过进气机构，在甲醛吸收液中鼓泡吸收甲醛，并通过加热释放甲醛。但未从根本上处理甲醛，甲醛水溶液仍然是有毒有害的污染物。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置。
6.这种处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置，包括：滤网、引风机、引流通道、吸收液储槽、吸收液雾化器、气液分离器、除沫器、吸收液收集器、导流管、催化氧化反应器、吸收液回流泵和液位平衡管；引流通道进口设有混合气入口，引流通道内依次设有滤网、引风机和导流叶片；引流通道出口连接气液分离器进口；滤网为多级滤网；引流通道下方设有吸收液储槽，吸收液储槽内设有吸收液雾化器；吸收液储槽上设有液位平衡管；液位平衡管连接催化氧化反应器，液位平衡管用于维持催化氧化反应器和吸收液收集器中的液位水平，设置液位平衡管是为了快速平衡液面，避免某些极端工况下催化氧化反应器和吸收液收集器内液位过低；吸收液回流泵的进口与催化氧化反应器的吸收液出口连接，吸收液回流泵的出口与吸收液储槽连接；催化氧化反应器内部设有催化剂填充层，催化氧化反应器上还设有吸收液添加口和吸收液出口，催化剂填充层用于负载甲醛氧化反应的催化剂，吸收液添加口用于定期添加吸收液；催化氧化反应器的进口经导流管与吸收液收集器连接；吸收液收集器上部设有气液分离器，气液分离器的入口加装折流板，用于液滴的快速分离；气液分离器上部设有除沫器，除沫器顶部设有混合气排出口。
7.作为优选，滤网的安装位置为混合气入口后；引风机的安装位置为滤网后引流通
道内两水平内壁上；导流叶片的安装位置为引风机后引流通道的内壁上；吸收液雾化器的安装位置在水平方向上位于引风机后，在垂直方向上位于引流通道下方，吸收液雾化器的具体安装位置为吸收液储槽内；这样的布置使得吸收液雾化器产生吸收液液滴在负压的作用下，进入引流通道与含甲醛的空气混合。
8.作为优选，滤网为尼龙、塑料或不锈钢材质，用于去除固体异物；引流通道为圆柱形、方形或盘管环绕形；盘管环绕形效果最好，但结构复杂；其次是圆柱形；引流通道用于气体与雾化的吸收剂液滴充分接触；本发明的引流通道优选圆柱形；导流叶片为直板型、扭曲叶片型和对冲型导流叶片，其中扭曲叶片型导流叶片的导流效果最好；扭曲叶片型导流叶片的角度为10～60
°
。
9.作为优选，气液分离器为上缩下放型结构，气液分离器用于分离吸收了甲醛的吸收液液滴和净化后的气体。
10.作为优选，吸收液添加口设于催化氧化反应器的侧边，吸收液出口设于催化氧化反应器底部；催化氧化反应器为蜂窝状、板式或波纹式反应器；催化氧化反应器内催化剂填充层的布置方式为格栅式或平板开孔式。
11.作为优选，除沫器结构上为丝网、锥体、格栅式、平板式、波纹板式、袋式的一种或多种混合；除沫器上还负载有吸附材料，吸附材料为活性炭、硅胶等。
12.作为优选，吸收液收集器为缩口结构，缩口结构指侧壁呈一定角度方便液滴流下的结构；吸收液收集器用于吸收液液滴汇流，同时维持一定的液面，起到液封的作用。
13.这种处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置的工作方法，具体包括以下步骤：
14.步骤1、含甲醛的混合气从混合气入口进入引流通道，在引风机的作用下经过滤网；
15.步骤2、储存在吸收液储槽内的吸收液经过吸收液雾化器雾化成细小液滴，雾化后的液滴在引流通道中与含甲醛的混合气混合；
16.步骤3、吸收甲醛后的吸收液经吸收液收集器汇集后，由导流管进入催化氧化反应器，混合气体经过催化氧化反应器内的催化剂填充层发生催化氧化后，从催化氧化反应器底部的吸收液出口排出，经吸收液回流泵送回吸收液储槽后循环使用；
17.步骤4、引流通道中剩余的含甲醛的混合气依次经由气液分离器、除沫器后从混合气排出口排出。
18.作为优选，步骤1中引风机的气体流量为50～500m3/hr；吸收液雾化器的功率为50～250w；步骤3中催化氧化反应器采用浸渍法制备，或采用成型的棒状催化剂密堆积。
19.作为优选，步骤2中雾化后的细小液滴尺寸为1～20μm；步骤3中催化氧化反应器内催化剂填充层的氧化剂为氧化硅、氧化铝、活性炭、氧化锰、氧化铁、氧化铈、氧化铜、氧化镍、银负载的氧化铝、铂负载的氧化铝中至少一种；步骤3中吸收液储槽内的吸收液为水、亚氯酸钠溶液、次氯酸钠溶液、重铬酸钾溶液、双氧水溶液、高锰酸钾溶液中的至少一种，吸收液中吸收剂的质量百分比为0.001％～0.1％。
20.本发明的有益效果是：本发明设有叶片式导流结构和吸收液雾化器，极大提高了气液接触面积，提高甲醛吸收速率；催化剂填充层设有甲醛氧化催化剂，促进吸收了的甲醛氧化分解，从根本上解决甲醛排放问题；采用多级结构除沫，确保装置零污染物排放。
附图说明
21.图1为本发明的处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置示意图；
22.图2为引流通道中扭曲叶片型导流叶片的安装侧视图；
23.图3为引流通道中扭曲叶片型导流叶片的安装正视图；
24.图4为单个导流叶片的结构示意图；
25.图5为扭曲叶片型导流叶片3d面渲染图。
26.附图标记说明：混合气入口1、滤网2、引风机3、引流通道4、导流叶片5、吸收液储槽6、雾化器7、气液分离器8、除沫器9、混合气排出口10、收集器11、导流管12、催化氧化反应器13、催化剂填充层14、吸收液添加口15、吸收液回流泵16和液位平衡管17。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
28.本发明提出通过将雾化的吸收液液滴与空气中的甲醛在加装了导流叶片的引流通道中充分混合，极大提高了气液接触面积，有利于提高甲醛吸收效率；结合甲醛氧化反应催化剂，实现了甲醛的分解，从根本上去除甲醛污染物；同时，本发明的装置结合多级除沫结构，确保零污染物排放。本发明克服了现有技术中气相甲醛与吸收装置接触面小导致吸收效率低、处理时间长和未能根本上去除甲醛污染物等问题。
29.实施例一
30.本技术实施例一提供了一种如图1所示处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置，具体包括：
31.滤网2、引风机3、引流通道4、吸收液储槽6、吸收液雾化器7、气液分离器8、除沫器9、吸收液收集器11、导流管12、催化氧化反应器13、吸收液回流泵16和液位平衡管17；
32.引流通道4进口设有混合气入口1，引流通道4内依次设有滤网2、引风机3和导流叶片5；引流通道4出口连接气液分离器8进口；滤网2为多级滤网；
33.引流通道4下方设有吸收液储槽6，吸收液储槽6内设有吸收液雾化器7；吸收液储槽6上设有液位平衡管17；液位平衡管17连接催化氧化反应器13，液位平衡管用于维持催化氧化反应器和吸收液收集器中的液位水平，设置液位平衡管是为了快速平衡液面，避免某些极端工况下催化氧化反应器和吸收液收集器内液位过低；吸收液回流泵16的进口与催化氧化反应器13的吸收液出口连接，吸收液回流泵16的出口与吸收液储槽6连接；催化氧化反应器13内部设有催化剂填充层14，催化氧化反应器13上还设有吸收液添加口15和吸收液出口，催化剂填充层用于负载甲醛氧化反应的催化剂，吸收液添加口用于定期添加吸收液；催化氧化反应器13的进口经导流管12与吸收液收集器11连接；
34.吸收液收集器11上部设有气液分离器8，气液分离器8的入口加装折流板，用于液滴的快速分离；气液分离器8上部设有除沫器9，除沫器9顶部设有混合气排出口10。
35.滤网2的安装位置为混合气入口1后；引风机3的安装位置为滤网2后引流通道4内两水平内壁上；导流叶片5的安装位置为引风机3后引流通道4的内壁上；吸收液雾化器7的安装位置在水平方向上位于引风机3后，在垂直方向上位于引流通道4下方，吸收液雾化器7
的具体安装位置为吸收液储槽6内；这样的布置使得吸收液雾化器产生吸收液液滴在负压的作用下，进入引流通道与含甲醛的空气混合。
36.滤网2为尼龙、塑料或不锈钢材质；引流通道4为圆柱形、方形或盘管环绕形；如图2至图4所示，导流叶片5为直板型、扭曲叶片型和对冲型导流叶片；扭曲叶片型导流叶片的角度为10～60
°
。
37.实施例二
38.在实施例一的基础上，本技术实施例二提供了实施例一中处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置的工作方法：
39.温度25℃，催化剂为30％wt.氧化锰+70％wt.硅藻土的混合物，吸收液为质量浓度0.01％的次氯酸钠溶液，仪器放置于体积为1m3、甲醛浓度1mg/m3的封闭的有机玻璃容器内，仪器运行后的17分钟后，甲醛浓度降为0.08mg/m3，仪器运行32分钟后，甲醛浓度降为0.01mg/m3。
40.实施例三
41.在实施例一的基础上，本技术实施例三提供了实施例一中处理含甲醛气体的吸收与催化氧化装置的工作方法：
42.温度25℃，催化剂为30％wt.氧化锰+30％wt.氧化铈+40％wt.硅藻土的氧化物混合物，吸收液为质量浓度0.05％的亚氯酸钠和0.01％高锰酸钾混合溶液，仪器放置于体积为1m3、甲醛浓度0.5mg/m3的封闭的有机玻璃容器内，仪器运行14分钟后，甲醛浓度降为0.08mg/m3，仪器运行28分钟后，甲醛浓度降为0.01mg/m3。