有机废气净化装置及方法与流程

本发明涉及有机废气处理技术领域，具体地说，涉及一种有机废气净化装置及方法。

背景技术：

随着化学和表面喷涂工业的发展，越来越多的挥发性有机气体作为工业废气排放到大气中，这些有机废气往往带有特殊的气味，其主要污染物组成包括芳香烃、醛类、酮类、卤代烃、醇类等，均属于有毒有害化合物，部分有机废气还具有一定的致癌作用。此外，有机废气在阳光和空气的作用下，会与大气中的氧化剂发生光化学反应，生成毒性更大的光化学烟雾。这些废气对生态环境和人体健康存在很大的潜在危害。因此，有机废气的无害化处理十分重要，可有效保护大气环境。

目前对挥发性工业有机废气常用的处理方法主要有吸附法和燃烧法。吸附法利用吸附剂吸附有机废气，一般适用于处理低浓度有机废气，缺点是吸附剂难以再生，需要不断更换。燃烧法工艺比较简单，操作方便，可回收燃烧后的热量，但不能回收有用物质，只对高浓度有机废气有效，燃烧过程中还易产生二次污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有有机废气处理过程中存在的吸附剂难以再生、易产生二次污染等上述问题，提供了一种有机废气净化装置及方法，能够有效净化有机废气，净化过程中的吸附剂可再生，净化后的有机废气可以用作一般有机溶剂回收利用，减少二次污染的产生。

为了达到上述目的，本发明提供了一种有机废气净化装置，包括进气管、与所述进气管连通的冷却除雾器、与所述冷却除雾器的出气口连通的净化器以及用于生成乳化水的乳化器，所述乳化器连接有高压水泵，所述高压水泵通过高压水管与所述进气管连通。

进一步的，还包括用于分离乳化水和有机溶剂的破乳化器，所述破乳化器的进液口分别与所述冷却除雾器的出液口和所述净化器的出液口连通，所述破乳化器的出液口与所述乳化器的进液口连通。

作为优选，所述冷凝除雾器内设有多层冷凝板，每层冷凝板均设有冷却管以及用于液体流通的通孔。

作为优选，所述净化器包括净化器本体，所述净化器本体内设有活性炭吸附层，所述净化器本体的顶部设有出气口，所述净化器本体的底部设有与所述破乳化器的进液口连通的出液口，所述净化器本体一侧设有与所述冷却除雾器的出气口连通的进气口。

进一步的，所述活性炭吸附层的下方设有用于支撑活性炭吸附层的挡板，所述挡板上设有多个用于气体流通的通孔。

进一步的，所述乳化器与所述高压水泵之间连接有过滤器。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种有机废气净化方法，采用上述有机废气净化装置，其具体步骤为：

在乳化器中加入水，并加入乳化剂充分搅拌溶解，形成具有乳化能力的乳化水；

通过高压水泵对乳化水进行加压汽化，使乳化水形成雾化液滴；

有机废气在进气管内与高压水管中的雾化液滴在高压气流中充分接触混合形成含有有机物的过饱和水汽；

过饱和水汽进入冷却除雾器冷凝后形成水滴沉降；

未沉降的气体进入净化器，经净化器净化处理后获得净化后的气体。

进一步的，冷却除雾器中沉降下来的含有有机物的水进入破乳化器中，当吸收的有机物与水开始分层时，在破乳化器中加入破乳剂进行破乳化，使有机物与破乳化的水充分分离，回收分离后的有机物，分离后的破乳化的水进入乳化器中继续使用。

作为优选，破乳化器中，向含有有机物的水加入0.1％-3％的聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚作为破乳剂。

作为优选，乳化器中，乳化剂由浓度为1％-5％的十二烷基苯磺酸钠、浓度为0.1％-2％的span-80和浓度为1％-5％的磷酸三钠水溶液组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的有机废气净化装置结构简单，操作方便，简化了废气净化结构，占地面积小，有机废气经过冷凝净化与吸附净化二次净化，将有机废气通过与雾化后的乳化水混合，再冷凝后形成冷凝液体，未冷凝的有机废气经过净化器吸附净化，进一步去除有机废气中的有害物质，有效净化有机废气，安全性高。

(2)本发明提供的有机废气净化装置还设有破乳化器，冷凝以后形成的液体经破乳化将有机废气中的有机溶剂分离出来回收，而净化有机溶剂的水可以循环利用，无二次污染产生，减少了对水的污染以及废水的产生量。

(3)本发明提供的有机废气净化方法，采用乳化水作为吸附剂，降低了水汽和有机废气的界面张力，提高水对有机组分的乳化和亲和能力，提高了有机废气在水汽中的溶解扩散速率和溶解量，有利于水汽和有机废气的结合，然后经过冷凝除雾过程，乳化水雾与有机废气同时形成液滴被冷凝并沉降下来，并进行破乳化，从水中分离有机废液并回收利用，有机废液回收率不低于98％，分离出的水可重复利用，不产生二次污染。

(4)本发明提供的有机废气净化方法，采用乳化水作为吸附剂，净化过程中不产生易燃易爆的危险，安全性好，采用乳化水对有机废气净化和回收，流程简单，利用率高，投资费用少，降低了运行处理成本，减少了用水量。

附图说明

图1为本发明具体实施例有机废气净化装置的结构图。

图2为本发明具体实施有机废气净化装置中冷却除雾器的截面图。

图中，1、进气管，2、冷却除雾器，21、冷凝板，22、冷却管，23、通孔，24、出气口，25、出液口，3、净化器，31、活性炭吸附层、32、出气口，33、出液口，34、进气口，35、挡板，4、乳化器，41、进液口，5、高压水泵，51、高压水管，6、破乳化器，61、第一进液口，62、第二进液口，63、第一出液口，64、第一控制阀，65、第二控制阀，66、第三控制阀，67、第二出液口，68、第四控制阀，7、过滤器。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“顶”、“底”、“一侧”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1，本发明实施例提供了一种有机废气净化装置，包括进气管1、与所述进气管1连通的冷却除雾器2、与所述冷却除雾器2的出气口连通的净化器3以及用于生成乳化水的乳化器4，所述乳化器4连接有高压水泵5，所述高压水泵5通过高压水管51与所述进气管1连通。

本发明提供的有机废气净化装置，设有冷却除雾器、净化器和乳化器，乳化器中的乳化水通过高压水泵形成雾化的水汽与有机废气混合，提高有机废气在水汽中的溶解扩散速率和溶解量，提高吸附能力及净化能力。有机废气净化过程中，乳化水汽与有机废气结合进入冷却除雾器进行冷凝，冷凝下来的液体沉降，未冷凝的有机废气进入净化器进一步吸附净化，有机废气经过冷凝净化与吸附净化二次净化，能够有效净化有机废气，安全性高。

继续参见图1，为了防止净化过程中产生二次污染，对上述有机废气净化装置进一步设计，所述有机废气净化装置还包括用于分离乳化水和有机溶剂的破乳化器6，所述破乳化器6的第一进液口61与所述冷却除雾器2的出液口25，所述破乳化器6的第二进液口62与所述净化器3的出液口33连通，所述破乳化器6的出液口63与所述乳化器4的进液口41连通。冷却除雾器中冷凝沉降的液体进入破乳化器中进行破乳化，使有机物与破乳化水进行分离，上层为有机溶剂可以进行回收并重新使用，下层为破乳化水可以在流入乳化器内，再次乳化，重复利用，利用率高，节约了运行处理成本，用水量少，且不产生二次污染。

继续参见图1，作为上述有机废气净化装置进一步设计，为了便于控制凝结后含有有机物的水进入破乳化器进行破乳化，在破乳化器6的第一进液口61处设有第一控制阀64、第二进液口62处设有第二控制阀65，通过两个控制阀控制进入破乳化器中的含有有机物的水。同时，为了便于控制破乳化后的破乳化水进入乳化器循环利用，在破乳化器6的第一出液口63处设有第三控制阀66，通过第三控制阀66控制破乳化后的水进入乳化器4循环利用。

继续参见图1，作为上述有机废气净化装置进一步设计，为了便于回收破乳化器中破乳化后分离出来的有机溶剂，所述破乳化器6上还设有用于有机溶剂流出的第二出液口67，为了便于控制有机溶剂的流出，在所述第二出液口67处还设有第四控制阀68。

为了提高冷却除雾器的冷凝效果，作为上述有机废气净化装置优选设计，所述冷凝除雾器内设有多层冷凝板，每层冷凝板均设有冷却管以及用于液体流通的通孔。继续参见图1，并参见图2，在上述有机废气净化装置的一优选设计中，所述冷凝除雾器2内设有5层冷凝板21，每层冷凝板均设有冷却管22以及用于液体流通的通孔23，所述冷却管22位于所述冷凝版21下方。应当说明的是，冷凝板的层数不限于5层，可以根据有机废气的进气量进行调整，可以是4层、6层、7层、8层不等。为了提高冷凝效果，冷凝板的层数越多越有利于水汽的凝结。

继续参见图1，作为上述有机废气净化装置优选设计，所述净化器3包括净化器本体，所述净化器本体内设有活性炭吸附层31，所述净化器本体的顶部设有出气口32，所述净化器本体的底部设有与所述破乳化器6的第二进液口62连通的出液口33，所述净化器本体一侧设有与所述冷却除雾器2的出气口24连通的进气口34。经冷却除雾器冷凝净化后的未冷凝的有机废气进入净化器中，通过活性炭吸附层的吸附进一步吸收有机废气中的有害物质，实现有机废气的二次净化，有机废气在净化器中净化过程中凝结的液体进入破乳化器中破乳化，回收有机溶剂和破乳化水，循环利用，通过净化器净化后的有机废气通过出气口排除即可，无二次污染产生。

继续参见图1，由于活性炭吸附层由活性炭颗粒组成，为了防止其掉落，堵塞出液口，作为优选设计，所述活性炭吸附层31的下方设有用于支撑活性炭吸附层的挡板35，通过挡板支撑活性炭吸附层。为了使有机废气顺利进入活性炭吸附层，所述挡板35上设有多个用于气体流通的通孔(未示出)。

继续参见图1，为了防止乳化水中含有的杂质堵塞高压水泵，影响高压水泵的正常工作，作为上述有机废气净化装置进一步设计，在所述乳化器5与所述高压水泵5之间连接有过滤器7，乳化器中的乳化水进入高压水泵之前通过过滤器先进行过滤，滤出乳化水中的杂质。

另一方面，本发明实施例还提供了一种有机废气净化方法，采用上述实施例所述的有机废气净化装置，其具体步骤为：

s1：在乳化器中加入水，并加入乳化剂充分搅拌溶解，形成具有乳化能力的乳化水；

s2：通过高压水泵对乳化水进行加压汽化，使乳化水形成雾化液滴；

s3：有机废气在进气管内与高压水管中的雾化液滴在高压气流中充分接触混合形成含有有机物的过饱和水汽；

s4：过饱和水汽进入冷却除雾器冷凝后形成水滴沉降；

s5：未沉降的气体进入净化器，经净化器净化处理后获得净化后的气体。

本发明提供的上述有机废气净化方法，通过高压水泵加压汽化乳化水形成雾化的水汽与有机废气混合，提高有机废气在水汽中的溶解扩散速率和溶解量，提高吸附能力及净化能力。乳化水汽与有机废气结合进入冷却除雾器进行冷凝，冷凝下来的液体沉降，未冷凝的有机废气进入净化器进一步吸附净化，有机废气经过冷凝净化与吸附净化二次净化，能够有效净化有机废气，安全性高。

作为上述有机废气净化方法的进一步设计，步骤s4中，冷却除雾器中沉降下来的含有有机物的水进入破乳化器中，当吸附的有机物与水开始分层时，在破乳化器中加入破乳剂进行破乳化，使有机物与破乳化的水充分分离，回收分离后的有机物，分离后的破乳化的水进入乳化器中继续使用。

在一优选实施例中，为了加速含有有机物的水中的有机溶剂与乳化水的分离，所述破乳化器中，在含有有机物的水加入浓度为0.1％-3％的聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚作为破乳剂。为了能够使冷凝沉降后的含有有机物的水中的有机溶剂与乳化水有效进行分离，本发明对破乳剂的浓度进行了限定。可以理解的是，本领域的技术人员可以根据实际情况选择上述范围内的浓度进行合理加入。

在一优选实施例中，所述乳化器中，乳化剂由浓度为1％-5％的十二烷基苯磺酸钠、浓度为0.1％-2％的span-80和浓度为1％-5％的磷酸三钠组成。为了能够有效提高水对有机组分的乳化和亲和能力，提高有机废气在水汽中的溶解扩散速率和溶解量，本发明对乳化剂的组成及含量进行了限定。可以理解的是，本领域的技术人员可以根据实际情况选择上述范围内的配比进行合理加入。

为了更清楚详细的介绍本发明实施例所提供的有机废气净化装置及方法下面将结合具体实施例进行描述。

实施例1：某表面涂装厂对有机废气只是高空排放，污染周围环境，采用本发明上述有机废气净化装置及方法对有机废气回收和净化后，有机物回收率达到99％，排放的废气浓度达到地方标准。

实施例2：某喷漆厂未对有机废气进行处理，只是简单抽气排放，排放不达标。采用本发明上述有机废气净化装置及方法对有机废气回收和净化后，有机物回收率达到99％，排放的废气浓度达到地方标准，不再污染环境。

上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。