一种砂型铸造臭气净化系统及其处理工艺的制作方法

1.本技术涉及工业废气处理领域，具体涉及一种砂型铸造臭气净化系统及其处理工艺。


背景技术：

2.砂型铸造行业产生的废气主要来源于浇铸线，浇铸线的废气主要来自于浇铸、砂芯冷却、机械手运输等工艺环节。上述废气中主要污染物为颗粒物、臭气和挥发性有机物，其中颗粒物以粘性树脂和粉尘颗粒物为主，臭气和挥发性有机物来自于制芯原料和脱模剂等。臭气以氨、三乙胺等为典型，挥发性有机物以芳烃、酯类、醇类、烯烃等为典型。
3.浇注线由于生产工艺需要，浇铸过程中、冷却、机械手运输等环节存在无组织臭气污染问题，无法整体密闭、也难以设置顶吸罩，这对废气的完全收集和后续处理带来一定难度。现有的废气收集方式整体密闭效果差，局部罩尺寸大且距离工件远，机械手工作时臭气无法收集等问题，导致现有收集系统中的废气收集效率低，进而造成废气的泄露外排，对生产车间的工作环境和周围居民的生活环境仍有一定影响。
4.现有的砂型铸造废气处理工艺主要为除尘、吸收工艺环节，其中除尘以布袋除尘为主，吸收以碱洗、水洗为主。砂型铸造废气黏性污染物非常多，采用传统的布袋除尘器非常容易糊袋，导致运行阻力过大，进而影响其除尘效果。碱洗和水洗可以去除部分水溶性较好的物质和部分酸性污染物，但去除效率一般，且对水溶性一般或较差的污染物处理效果不明显，尤其是当废气中含有感官上令人不适的臭气时，处理工艺对污染物的去除效率要求就越高。
5.目前，现有的砂型铸造废气处理系统和处理工艺虽然大多可以使颗粒物、非甲烷总烃等指标污染物得到有效去除，但对酸雾废气、硫化氢等恶臭气体的处理效率较低，对臭味的去除效果一般，处理后的废气虽能达标排放，但对生产车间的工作环境和周围居民的生活环境仍有一定影响。


技术实现要素：

6.本技术提供一种砂型铸造臭气净化系统及其处理工艺，以解决现有的相关砂型铸造废气处理工艺中，对臭味的净化能力不足而影响生产和人居环境空气质量的问题。
7.本技术的第一方面，提供一种砂型铸造臭气净化系统，包括顺序连接的逆喷洗涤装置、碱洗洗涤装置、干式过滤装置、吸附装置、引风机和排气筒；
8.所述逆喷洗涤装置包括泡沫洗涤管、逆喷循环泵和逆喷塔釜，所述泡沫洗涤管通过逆喷循环液管路与所述逆喷循环泵连接，并在连接处设有若干高压喷嘴；所述逆喷塔釜内部设有逆喷除雾层，所述逆喷除雾层上方的侧壁设有第一冲洗口，所述第一冲洗口通过第一阀门与逆喷除雾层上方的第一冲洗装置连接；在所述逆喷除雾层下方的逆喷塔釜侧壁上，还设有用于向所述逆喷塔釜内添加逆喷洗涤液的第一试剂添加口和用于添加新鲜水的第一补水口；所述第一补水口和所述第一冲洗口均与工艺水管线连接；所述逆喷循环泵的
进液口与所述逆喷塔釜底部连接，用于抽吸逆喷塔釜内的逆喷洗涤液至所述泡沫洗涤管中；所述逆喷塔釜顶部设有第一排气口，并通过废气管线与所述碱洗洗涤装置进气口连接；
9.所述碱洗洗涤装置包括碱洗循环泵和碱洗塔釜，所述碱洗塔釜内设有上下位置对应的碱洗除雾层和填料层，在所述碱洗除雾层上方的侧壁设有第二冲洗口，所述第二冲洗口通过第二阀门与碱洗除雾层上方的第二冲洗装置连接；在所述填料层下方的碱洗塔釜侧壁上，还设有用于向所述碱洗塔釜内添加碱洗溶液的第二试剂添加口和用于添加新鲜水的第二补水口；所述第二补水口和所述第二冲洗口均与工艺水管线连接；在所述碱洗除雾层和填料层之间设置有喷淋装置，所述喷淋装置通过喷淋管线与所述碱洗循环泵出液口连接；所述碱洗循环泵的进液口与所述碱洗塔釜底部连接，用于抽吸碱洗塔釜内的碱洗溶液至所述喷淋装置中；所述碱洗塔釜顶部设有第二排气口，并通过废气管线与所述干式过滤装置进气口连接；
10.所述干式过滤装置设置过滤等级依次提高的初效、中效及高效过滤层；
11.所述吸附装置内填充有吸附填料，用于废气的尾端再处理；
12.所述吸附装置、引风机和排气筒依次连接，用于净化后废气的排放。
13.可选的，在所述泡沫洗涤管内设置的高压喷嘴为3个，并沿所述泡沫洗涤管周向分布，3个所述高压喷嘴的两两间隔角度依次为90
°
、90
°
、180
°
。
14.可选的，所述碱洗除雾层为若干层结构组合，所述若干层结构组合为包括两层屋脊式除雾器和一层折板除雾器的组合、三层屋脊式除雾器和一层折板除雾器的组合或者两层折板除雾和一层丝网除雾器的组合在内的任意一种组合。
15.本技术的第二方面，提供一种砂型铸造臭气处理工艺，该工艺采用上述臭气净化系统进行臭气处理，包括以下步骤：
16.砂型铸造废气进入逆喷洗涤装置的泡沫洗涤管内，逆喷洗涤液通过逆喷循环泵增压并通过高压喷嘴喷入泡沫洗涤管，逆喷洗涤液与废气逆向接触，逆喷洗涤后的气体经过逆喷除雾层排出，进入碱洗洗涤装置；碱洗溶液通过喷淋装置喷淋，与气体在填料层中逆向接触，碱洗后的气体经过碱洗除雾层排出至干式过滤装置中；进入干式过滤装置的气体经过三级过滤层的过滤干燥后，进入吸附装置中，吸附材料吸附去除剩余异味污染物和有机污染物，最后通过引风机输送到排气筒，排放至外界大气环境中。
17.可选的，所述逆喷洗涤液组分包括芬顿试剂和次氯酸钠，配比形成的逆喷洗涤液的ph值为3-4，h2o2与硫酸亚铁的摩尔比为10:1，次氯酸钠浓度为1500-5000mg/l。
18.可选的，所述碱洗溶液为质量浓度30％的氢氧化钠溶液。
19.可选的，在逆喷除雾层和碱洗除雾层上方塔釜侧壁上设置的第一冲洗口和第二冲洗口的阀门均为自动阀门，当除雾层的压差大于设定值时，相应的自动阀门打开，冲洗装置对相应的除雾层进行冲洗，当除雾层的压差低于设定值时，自动阀门关闭。
20.可选的，所述干式过滤装置的初效、中效和高效过滤层过滤等级分别为g4、f5、f8；g4过滤层对粒径≥5.0μm颗粒物，过滤效率e：90＞e≥70％；f5过滤层对粒径≥1.0μm的颗粒物，过滤效率e：50＞e≥30％；f8过滤层对粒径≥1.0μm的颗粒物，过滤效率e：90＞e≥75％。
21.可选的，所述碱洗洗涤装置的填料层设有包括空心球、鲍尔环或矩鞍环填料在内的任意一种或多种填料。
22.可选的，所述吸附装置内的吸附材料为柱状活性炭。
23.本技术提供的砂型铸造臭气净化系统和处理工艺，废气依次经过高效逆喷洗涤、碱吸收洗涤、多级过滤及吸附后环节后得以净化，再排入大气中。既实现了对砂型铸造废气中的颗粒物、非甲烷总烃等指标污染物的处理净化，使得废气处理后可以达标排放，也可以显著减少废气中的臭味，净化后的废气不仅低于相关排放标准，还能够大大减少对人的嗅觉感官上的影响，进一步改善工厂的生产工作环境及附近居民的生活环境。
24.与现有技术相比，还具有以下有益效果：
25.1)逆喷洗涤装置和碱洗洗涤装置的除雾层上方均设立了冲洗装置，解决了逆喷吸收系统雾沫夹带问题，不仅提高了除雾效率，而且避免影响逆喷洗涤和碱吸收的效果。此外，还引入自动化控制系统，通过对除雾层上方压差的监测，自动控制开关阀门，控制除雾层的冲洗，具有操作和维护简便的优点。
26.2)逆喷洗涤装置中的高压喷嘴还可采用非均布方式，布置的两两间隔角度分别呈90度、90度及180度。废气和喷射的洗涤液在泡沫洗涤管内逆向接触时，通过这样非均匀分布的设计，既能保证气液逆向接触的充分程度和停留时长，又能够促进气液的畅通流动，避免流体在管道内阻滞。通过对高压喷嘴分布设计的优化，逆喷洗涤系统除尘和洗涤效率大大提高。
27.3)逆喷洗涤装置中添加了吸收剂，吸收剂以芬顿吸收为基础，并适当增加次氯酸钠，通过吸收剂配方改进，提高了氧化及除臭效果。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本技术实施例的装置及处理工艺示意图；
30.图2为泡沫洗涤管内高压喷嘴的布置示意图。
31.图中，1-废气总管，10-工艺水管线，11-废液总管，12-第一试剂添加口，2-逆喷塔釜，21-第一冲洗口，22-第一补水口，23-泡沫洗涤管，24-高压喷嘴，25-逆喷循环液管路，26-逆喷除雾层，3-逆喷循环泵，13-第二试剂添加口，4-碱洗塔釜，41-第二冲洗口，42-第二补水口，43-喷淋液管线，44-填料层，45-碱洗除雾层，5-碱洗循环泵，6-干式过滤装置，7-吸附装置，8-引风机，9-排气筒。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明。
33.如图1所示，本技术的砂型铸造臭气净化系统包括顺序连接的逆喷洗涤装置、碱洗洗涤装置、干式过滤装置6、吸附装置7、引风机8和排气筒9。
34.逆喷洗涤装置包括逆喷塔釜2、逆喷循环泵3、泡沫洗涤管23、逆喷循环液管路25和逆喷除雾层26。逆喷塔釜2的顶部设有连接碱洗洗涤装置的出气口，侧壁连接有泡沫洗涤管23，塔釜2内部设有横向布置的逆喷除雾层26。此外，逆喷塔釜2设有液位计、ph计、第一补水口22、第一试剂添加口12、第一冲洗口21，第一冲洗口21设于高于逆喷除雾层26的侧壁上。
35.泡沫洗涤管23为竖直设置的，顶端为进气口1，底端连接逆喷塔釜2。泡沫洗涤管23
连接有将逆喷洗涤液泵入泡沫洗涤管23使逆喷洗涤液与进气逆向接触的逆喷循环泵3，逆喷循环泵3通过逆喷循环液管路25连接泡沫洗涤管23，逆喷循环液管路25与泡沫洗涤管23的连接处设有高压喷嘴24。
36.如图2所示，在本实施例中高压喷嘴24为大孔径非节流型喷嘴，喷嘴管径50-80mm，高压喷嘴24共计三个，沿泡沫洗涤管23的周向隔90
°
、90
°
、180
°
进行设置。
37.砂型铸造臭气经收集后通过废气总管1垂直进入泡沫洗涤管23内，逆喷洗涤液通过逆喷循环泵3增压，经过逆喷循环液管路25泵入泡沫洗涤管23，通过高压喷嘴24与废气逆向接触，洗涤后的液体进入逆喷洗涤装置2的塔釜进行循环利用，逆喷洗涤后的气体经过装置内除雾层26从塔顶排出。具体的，逆喷循环泵3的流量根据液气比4～9l/m3进行设计，泡沫洗涤管23的气体流速设为18～28m/s，逆喷洗涤装置2的空塔气速设为1.5～3.5m/s。
38.逆喷洗涤液以芬顿试剂为基础，并适当添加次氯酸钠。通过试剂添加口12向塔釜内加入硫酸铁溶液、双氧水溶液、硫酸和次氯酸钠溶液，加酸控制ph值为3～4，根据ph值控制加药量。配置好的逆喷洗涤液ph控制在3～4，h2o2与硫酸亚铁摩尔比控制在10:1，次氯酸钠浓度为1500～5000mg/l。新鲜水通过工艺水管线10从第一补水口22添加，塔釜液位低时，通过补水口22补充新鲜水。通过吸收剂配方改进，提高了氧化及除臭效果，除臭效率达到80％，比芬顿试剂或次氯酸钠吸收除臭效率提高50％以上。
39.当第一除雾层26的压差超过设定值时，打开第一冲洗口21上的自动开关阀，进行逆喷除雾层26的清洗；压差低于设定值时，关闭第一冲洗口21上的自动开关阀。
40.逆喷塔釜2废液通过逆喷循环泵3排入废液总管11。
41.碱洗洗涤装置包括碱洗塔釜4、碱洗除雾层45、填料层44、碱洗循环泵5。
42.碱洗洗涤装置的顶部设有连接干式过滤装置6的排气口，碱洗除雾层45和填料层44上下对应设置在塔釜4内，填料层44为空心球、鲍尔环或矩鞍环填料的一种或者多种。碱洗除雾层45为若干层结构组合。可以为两层屋脊式除雾器和一层折板除雾器的组合、三层屋脊式除雾器和一层折板除雾器的组合或者两层折板除雾器和一层丝网除雾器的组合中的任意一种。
43.碱洗循环泵5一方面通过喷淋液管线43连接碱洗塔釜4的位于碱洗除雾层45和填料层44之间的侧壁，另一方面连接碱洗塔釜4的底部。具体的，喷淋液管线43连接至碱洗除雾层45和填料层44之间的侧壁上。
44.逆喷洗涤装置2的尾气进入碱洗洗涤装置4，与喷淋液管线43喷入的碱洗溶液在塔内和填料层44逆向接触。碱洗溶液从塔釜通过碱洗循环泵5增压打入喷淋液管线43，再回到碱洗塔釜4中循环利用。碱洗后的气体经过装置内碱洗除雾层45从塔顶排出进入干式过滤装置6。
45.碱洗洗涤装置的碱洗塔釜4设置有第二补水口42、第二试剂添加口13、第二冲洗口41，并配套液位计、ph计等仪表。第二补水口42、第二试剂添加口13均设于低于填料层44的侧壁上。碱洗溶液为质量浓度为30％的氢氧化钠溶液，通过液碱添加口13添加至碱洗塔釜4内，新鲜水通过通过工艺水管线10从第二补水口42添加。碱洗塔釜4液位低时，通过第二补水口42补充新鲜水。
46.当碱洗除雾层45的压差超过设定值时，联锁打开第二冲洗口41上的自动开关阀，进行碱洗除雾层45的清洗；压差低于设定值时，关闭第二冲洗口41上的自动开关阀。碱洗塔
釜4的废液通过碱洗循环泵5排入废液总管11。
47.碱洗洗涤装置4尾气进入干式过滤装置6，该装置主要用于废气干燥、进一步去除废气中的细小油脂颗粒物。装置内分别设置了初效、中效、高效过滤层，过滤等级分别为g4、f5、f8，过滤层截面风速设为1.0～1.5m/s，其中g4过滤层采用了阻燃型无纺布，对粒径≥5.0μm颗粒物，过滤效率e：90＞e≥70％；f5过滤层采用了袋式阻燃型无纺布，对粒径≥1.0μm的颗粒物，过滤效率e：50＞e≥30％；f8过滤层采用了袋式阻燃型无纺布，对粒径≥1.0μm的颗粒物，过滤效率e：90＞e≥75％。
48.干式过滤装置6尾气进入吸附装置7，吸附装置7的作用为去除剩余的异味污染物和有机污染物。吸附填料为柱状活性炭，碘值为1000mg/g左右，四氯化碳吸附率80％，气体在吸附填料内的停留时间约1s，过滤层截面风速设为0.3～0.55m/s。
49.经过逆喷洗涤装置2、碱洗洗涤装置4、干式过滤装置6、吸附装置7处理后的砂型铸造臭气得以净化完成，通过引风机8输送至排气筒9达标排放。其中，逆喷循环泵3、碱洗循环泵5和引风机8均为连续运行。
50.以某砂型铸造臭气的工程项目为例:废气进入净化系统的参数为：voc：40mg/m3、颗粒物：100mg/m3，臭气浓度(无纲量)：1500。经过本实施例净化系统处理后，排放尾气参数可达到：voc≤5mg/m3、颗粒物≤5mg/m3，臭气浓度(无纲量)：≤250。
51.以上结合具体实施方式和范例性实例对本技术进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本技术的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本技术精神和范围的情况下，可以对本技术技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本技术的范围内。本技术的保护范围以所附权利要求为准。