一种多态有机复合污染物的治理设备及其方法与流程

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种多态有机复合污染物的治理设备及其方法。

背景技术：

目前，臭氧型雾霾越来越严重，导致臭氧型雾霾的主要原因就是voc排放。voc的成分非常复杂，致使气化点、液化点、凝固点千差万别，由于生成的液滴和颗粒物十分细小，治理难度很大，经常出现三种状态的复合烟气，很多污染物是毒性非常大的致癌性物质。

现有技术中，有多种处理方法，如等离子法、直接吸附法和静电除油烟法等，等离子法处理投资大，运行成本高；吸附法，由于烟气中经常有液态和固态voc，吸附材料很快被表面糊堵，容易失去吸附能力，使用寿命短；静电吸附除油烟只能除固态和大液滴voc，气态根本无法脱除，而且冬季经常出现泄爆现象。所以目前很多餐饮类烟气还只是停留在排烟状态，还没有达到除烟的目的，尤其是烧烤类油烟。因此，目前家庭用的油烟机只是停留在排油烟的水平，根本就没有除voc的功能。为解决上述问题，我们开发了一种复合治理方法。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种多态有机复合污染物的治理设备及其方法，利用自来水滴淋降温，并通过烟气液固捕捉和烟气吸附将烟气中有害物质的“固-液-气”进行分步吸收，达到了对voc去除效果。其具体技术方案如下：

一种多态有机复合污染物的治理设备，包括集烟罩1、降温管道2、烟气液固捕捉装置7、引风机13、烟气吸附装置14和烟囱16；

所述降温管道2为u形管道，降温管道2的u形两端端口处外壁分别套装有环形滴水槽3，所述降温管道2的外壁在环形滴水槽3的下方分别套装有集水槽4，所述降温管道2的底端设置有集液槽ⅰ5；所述环形滴水槽3连接自来水管6；

所述烟气液固捕捉装置7的顶部设置有电机8，所述烟气液固捕捉装置7的底端设置有集液槽ⅱ12，所述烟气液固捕捉装置7内部设置有旋转捕捉器，所述旋转捕捉器由旋转主轴9、丝状体10和均布板11组成，所述丝状体10围绕旋转主轴9均匀分布，所述丝状体10的上下两端设置均布板11；所述电机8连接旋转主轴9，驱动旋转主轴9旋转；所述烟气吸附装置14内部填充吸附材料15；

所述集烟罩1通过管道连接降温管道2的进烟口，所述降温管道2的出烟口通过管道连接烟气液固捕捉装置7的下部进气口，所述烟气液固捕捉装置7的上部出气口通过管道连接引风机13的进风口，所述引风机13的出风口过管道连接烟气吸附装置14的底端进气口，所述烟气吸附装置14的顶端出气口连接烟囱16；

所述降温管道2替换为i形管道，所述降温管道2的i形上端口处外壁套装有环形滴水槽3，所述降温管道2的外壁在环形滴水槽3的下方套装有集水槽4，所述降温管道2的底端设置有集液槽ⅰ5；所述环形滴水槽3连接自来水管6；

所述环形滴水槽3的槽底均匀设置流淌孔；

所述丝状体10为不锈钢丝；

所述烟气液固捕捉装置7内壁贴附比所捕捉液态有机物表面张力大的材料和塑料膜中的一种或两种组合；

所述烟气吸附装置14外壁设置有保温层；

所述吸附材料15的材质为活性炭。

一种多态有机复合污染物的治理方法，使用上述的一种多态有机复合污染物的治理设备，方法包括如下步骤：

步骤1，降温：

启动引风机13，同时开启自来水管6接通自来水；烟气被吸入集烟罩1中，并通过连接管道进入降温管道2；此时，自来水经环形滴水槽3的槽底流淌孔顺着降温管道2的外壁流向集水槽4，自来水流淌时覆盖降温管道2的外壁，同时水份蒸发使降温管道2降温，进而使烟气降温至20～40℃，余量水顺着降温管道2的外壁落入集水槽4进行回收；

步骤2，液固捕捉：

降温后的烟气通过连接管道进入烟气液固捕捉装置7，启动电机8，带动旋转捕捉器旋转，丝状体10对烟气反复切割，以阻拦捕捉烟气降温后形成的有机物雾滴和固态有机物；丝状体10在黏结有机物雾滴后具有黏性，进而继续粘附捕捉有机物雾滴和固态有机物，随着粘附量不断增大，在离心力的作用下，有机物雾滴和固态有机物被旋转捕捉器甩至烟气液固捕捉装置7的内壁，并向下流入集液槽ⅱ12，进行回收；

步骤3，气体吸附：

逃逸的气体通过连接管道进入烟气吸附装置14中，有害气体经吸附材料15被吸收；逃逸的无害气体通过烟囱16排空；

步骤4，维护、清理：

设备运行30～60天，清理一次降温管道2；在步骤1中，自来水滴淋降温使部分液化的voc粘附于降温管道2的内壁，形成粘附物；清理黏附物时采用对降温管道2的外壁加热方式，使粘附物升温后粘度降低，向下流淌进入集液槽ⅰ5，进行回收；所述外壁加热方式为外包加热毯加热，加热使管道升温20～40℃，至粘附物流淌下来；设备运行30～90天，发现吸附材料的吸附能力不足，排空烟气检测不达标时，更换一次吸附材料15。

一种多态有机复合污染物的治理设备，应用于厨房voc烟气排烟，艾灸烟、工业多态voc烟气治理。

本发明的一种多态有机复合污染物的治理设备及其方法，与现有技术相比，有益效果为：

一、本发明利用自来水外壁滴淋降温，通过调整环形滴水槽的液面高度调整流淌水量，水分蒸发降低管壁温度，这个方法不需要大功率循环泵，相对于喷淋式和套管式冷却方式具备节省成本的优势，且使用灵活方便，便于维修维护；

二、在烟气液固捕捉装置前进行烟气降温处理，让更多的气态voc变成液态固态，随后烟气液固捕捉装置对固体和液体做阻拦捕捉吸收，消除了后续烟气吸附装置的液固糊堵问题，使吸附材料充分发挥吸附功能，可有效减轻吸附压力，延长吸附材料的使用寿命，降低运行成本。

三、吸附材料定期更换，更换后的吸附材料可以做再生处理，或做燃料提供能源；经捕捉后的液固voc类物质，回收做化工原料，可实现资源的充分利用。

四、voc成分复杂，冬季低温时，易于形成固态或液态，本发明在烟气吸附装置外壁设置保温层，保持吸附温度稳定，避免voc形成固态或液态堵塞吸附材料，以延长吸附材料使用寿命。

五、本发明使用的丝状材料为比有机物液滴表面张力小的材料，有利于有机物液滴与丝状材料润湿吸附，提高捕捉吸附能力。

综上所述，本发明装置和方法，(1)与排油烟机相比：排油烟机只是把油烟吸走排到大气中，没有脱除污染物的功能，而本方案是把烟气中的液固气三相污染物捕捉脱除，是真正的voc治理。(2)与等离子法除油烟相比：投资少，运行成本低，运行平稳、安全，不会发生泄爆和着火等安全隐患。(3)与静电除油烟比：不但可以除液固voc，而且可以除气态voc，而且本发明的液固捕捉装置可以除掉超细的亚微米级油雾，对于后部吸附剂寿命可大大提高，对于含水高的烟气也不会发生泄爆现象。(4)与直接吸附法除油烟相比：吸附剂寿命大大延长，可以稳定达标，这是直接吸附法无法达到的。(5)与水喷淋法除油烟相比：水喷淋法根本无法达标，水和油雾不润湿，根本无法捕捉小的油雾雾滴，更无法捕捉气态voc。(6)与直接吸附法除油烟相比：运行平稳，成本低，吸附材料寿命长。本发明装置和方法也适用于其它液固气多态voc治理，如艾灸烟、工业多态voc烟气治理。

附图说明

图1为本发明实施例1和3的一种多态有机复合污染物的治理设备的结构示意图；

图2为本发明实施例2的一种多态有机复合污染物的治理设备的结构示意图；

图3为烟气液固捕捉装置中旋转捕捉器的结构示意图；

图中：1-集烟罩，2-降温管道，3-环形滴水槽，4-集水槽，5-集液槽ⅰ，6-自来水管，7-烟气液固捕捉装置，8-电机，9-旋转主轴，10-丝状体，11-均布板，12-集液槽ⅱ，13-引风机，14-烟气吸附装置，15-吸附材料，16-烟囱。

具体实施方式

下面结合具体实施案例和附图1-3对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

某大学食堂，原来烟气治理采用静电除油烟系统，冬季油烟中水分高时经常出现泄爆现象，影响正常使用，而且烟气的voc经常排放超标。为了保证稳定使用，并且解决voc排放超标问题，采用本发明设备做改造；保留原来的集烟罩和前部管道，拆除静电除油烟系统，在室外增加了竖直u形降温管道，用自来水做冷却水源，控制阀门设置地面，设备启动时打开水阀控制水流速度，集水槽收集的冷却水用于打扫卫生用水。

如图1和3所示，一种多态有机复合污染物的治理设备，包括集烟罩1、降温管道2、烟气液固捕捉装置7、引风机13、烟气吸附装置14和烟囱16；

所述降温管道2为u形管道，降温管道2的u形两端端口处外壁分别套装有环形滴水槽3，所述降温管道2的外壁在环形滴水槽3的下方分别套装有集水槽4，所述降温管道2的底端设置有集液槽ⅰ5；所述环形滴水槽3连接自来水管6；

所述烟气液固捕捉装置7的顶部设置有电机8，所述烟气液固捕捉装置7的底端设置有集液槽ⅱ12，所述烟气液固捕捉装置7内部设置有旋转捕捉器，所述旋转捕捉器由旋转主轴9、丝状体10和均布板11组成，所述丝状体10围绕旋转主轴9均匀分布，所述丝状体10的上下两端设置均布板11；所述电机8连接旋转主轴9，驱动旋转主轴9旋转；所述烟气吸附装置14内部填充吸附材料15；

所述集烟罩1通过管道连接降温管道2的进烟口，所述降温管道2的出烟口通过管道连接烟气液固捕捉装置7的下部进气口，所述烟气液固捕捉装置7的上部出气口通过管道连接引风机13的进风口，所述引风机13的出风口过管道连接烟气吸附装置14的底端进气口，所述烟气吸附装置14的顶端出气口连接烟囱16；

所述环形滴水槽3的槽底均匀设置流淌孔；

所述丝状体10为不锈钢丝；

所述烟气液固捕捉装置7内壁贴附塑料膜；

所述烟气吸附装置14外壁设置有保温层；

所述吸附材料15的材质为活性炭。

一种多态有机复合污染物的治理方法，使用上述的一种多态有机复合污染物的治理设备，方法包括如下步骤：

步骤1，降温：

启动引风机13，同时开启自来水管6接通自来水；烟气被吸入集烟罩1中，并通过连接管道进入降温管道2；此时，自来水经环形滴水槽3的槽底流淌孔顺着降温管道2的外壁流向集水槽4，自来水流淌时覆盖降温管道2的外壁，同时水份蒸发使降温管道2降温，进而使烟气降温至20～40℃，余量水顺着降温管道2的外壁落入集水槽4进行回收；

步骤2，液固捕捉：

降温后的烟气通过连接管道进入烟气液固捕捉装置7，启动电机8，带动旋转捕捉器旋转，丝状体10对烟气反复切割，以阻拦捕捉烟气降温后形成的有机物雾滴和固态有机物；丝状体10在黏结有机物雾滴后具有黏性，进而继续粘附捕捉有机物雾滴和固态有机物，随着粘附量不断增大，在离心力的作用下，有机物雾滴和固态有机物被旋转捕捉器甩至烟气液固捕捉装置7的内壁，并向下流入集液槽ⅱ12，进行回收；

步骤3，气体吸附：

逃逸的气体通过连接管道进入烟气吸附装置14中，有害气体经吸附材料15被吸收；逃逸的无害气体通过烟囱16排空；

步骤4，维护、清理：

设备运行40天，清理一次降温管道2；在步骤1中，自来水滴淋降温使部分液化的voc粘附于降温管道2的内壁，形成粘附物；清理黏附物时采用对降温管道2的外壁加热方式，使粘附物升温后粘度降低，向下流淌进入集液槽ⅰ5，进行回收；所述外壁加热方式为外包加热毯加热，加热使管道升温20～40℃，至粘附物流淌下来；设备运行30～40天，发现吸附材料的吸附能力不足，排空烟气检测不达标时，更换一次吸附材料15。

本实施例，经过烟气液固捕捉装置处理的烟气已经看不到油烟，夏季排出烟气温度在30～35℃；活性炭基本没有表面糊堵现象，每30～40天更换一次活性炭，烟气voc排放不超2mg/m³，目测无烟，而且周边无味，达到排放标准。

实施例2

某烧烤店，原来烟气治理采用静电除油烟系统加等离子除voc，投资大，运行成本高，而且处理能力不足。烧烤餐位启动50％时周围居民还可以接受，餐位超过70％时，居民反映强烈，过路百姓叫苦不迭，气味熏人，油烟滚滚。为解决排放扰民问题，采用本发明设备进行烟气治理改造；保留原来的集烟罩和前部管道，拆除静电除油烟系统，在室外增加了竖直i形降温管道，用自来水做冷却水源，控制阀门设置地面，设备启动时打开水阀控制水流速度，集水槽收集的冷却水用于打扫卫生用水。

如图2和3所示，一种多态有机复合污染物的治理设备，包括集烟罩1、降温管道2、烟气液固捕捉装置7、引风机13、烟气吸附装置14和烟囱16；

所述降温管道2为i形管道，降温管道2的i形上端口处外壁套装有环形滴水槽3，所述降温管道2的外壁在环形滴水槽3的下方套装有集水槽4，所述降温管道2的底端设置有集液槽ⅰ5；所述环形滴水槽3连接自来水管6；

所述烟气液固捕捉装置7的顶部设置有电机8，所述烟气液固捕捉装置7的底端设置有集液槽ⅱ12，所述烟气液固捕捉装置7内部设置有旋转捕捉器，所述旋转捕捉器由旋转主轴9、丝状体10和均布板11组成，所述丝状体10围绕旋转主轴9均匀分布，所述丝状体10的上下两端设置均布板11；所述电机8连接旋转主轴9，驱动旋转主轴9旋转；所述烟气吸附装置14内部填充吸附材料15；

所述集烟罩1通过管道连接降温管道2的进烟口，所述降温管道2的出烟口通过管道连接烟气液固捕捉装置7的下部进气口，所述烟气液固捕捉装置7的上部出气口通过管道连接引风机13的进风口，所述引风机13的出风口过管道连接烟气吸附装置14的底端进气口，所述烟气吸附装置14的顶端出气口连接烟囱16；

所述环形滴水槽3的槽底均匀设置流淌孔；

所述丝状体10为不锈钢丝；

所述烟气液固捕捉装置7内壁贴附比所捕捉液态有机物表面张力大的材料；

所述烟气吸附装置14外壁设置有保温层；

所述吸附材料15的材质为活性炭。

一种多态有机复合污染物的治理方法，使用上述的一种多态有机复合污染物的治理设备，方法包括如下步骤：

步骤1，降温：

启动引风机13，同时开启自来水管6接通自来水；烟气被吸入集烟罩1中，并通过连接管道进入降温管道2；此时，自来水经环形滴水槽3的槽底流淌孔顺着降温管道2的外壁流向集水槽4，自来水流淌时覆盖降温管道2的外壁，同时水份蒸发使降温管道2降温，进而使烟气降温至30～40℃，余量水顺着降温管道2的外壁落入集水槽4进行回收；

步骤2，液固捕捉：

降温后的烟气通过连接管道进入烟气液固捕捉装置7，启动电机8，带动旋转捕捉器旋转，丝状体10对烟气反复切割，以阻拦捕捉烟气降温后形成的有机物雾滴和固态有机物；丝状体10在黏结有机物雾滴后具有黏性，进而继续粘附捕捉有机物雾滴和固态有机物，随着粘附量不断增大，在离心力的作用下，有机物雾滴和固态有机物被旋转捕捉器甩至烟气液固捕捉装置7的内壁，并向下流入集液槽ⅱ12，进行回收；

步骤3，气体吸附：

逃逸的气体通过连接管道进入烟气吸附装置14中，有害气体经吸附材料15被吸收；逃逸的无害气体通过烟囱16排空；

步骤4，维护、清理：

设备运行50天，清理一次降温管道2；在步骤1中，自来水滴淋降温使部分液化的voc粘附于降温管道2的内壁，形成粘附物；清理黏附物时采用对降温管道2的外壁加热方式，使粘附物升温后粘度降低，向下流淌进入集液槽ⅰ5，进行回收；所述外壁加热方式为外包加热毯加热，加热使管道升温20～40℃，至粘附物流淌下来；设备运行30～40天，发现吸附材料的吸附能力不足，排空烟气检测不达标时，更换一次吸附材料15。

本实施例，旋转捕捉器转速控制在300～500r/min，经过烟气液固捕捉装置处理的烟气已经看不到油烟，夏季排出烟气温度在30～35℃；活性炭基本没有表面糊堵现象，每30～40天更换一次活性炭，烟气voc排放不超2mg/m³，目测无烟，而且周边无味，达到排放标准，彻底解决了烟气扰民问题。

实施例3

某艾灸理疗店，原来烟气治理采用静电除油烟系统，投资大，运行成本高，而且无法解决艾灸气味，气味熏人，居民反映强烈，居民经常上访，导致无法营业。艾灸烟中有多种液固气态voc，气味最大的是桉树醇和樟脑，在烟气治理温度下，樟树醇为液态，樟脑为固态，其它大量voc为气态，也有一定气味。为解决排放扰民问题，采用本发明设备进行烟气治理改造；保留原来的集烟罩和前部管道，拆除静电除油烟系统，在室外增加了竖直u形降温管道，用自来水做冷却水源，控制阀门设置地面，设备启动时打开水阀控制水流速度，集水槽收集的冷却水用于打扫卫生用水。

如图1和3所示，一种多态有机复合污染物的治理设备，包括集烟罩1、降温管道2、烟气液固捕捉装置7、引风机13、烟气吸附装置14和烟囱16；

所述降温管道2为u形管道，降温管道2的u形两端端口处外壁分别套装有环形滴水槽3，所述降温管道2的外壁在环形滴水槽3的下方分别套装有集水槽4，所述降温管道2的底端设置有集液槽ⅰ5；所述环形滴水槽3连接自来水管6；

所述烟气液固捕捉装置7的顶部设置有电机8，所述烟气液固捕捉装置7的底端设置有集液槽ⅱ12，所述烟气液固捕捉装置7内部设置有旋转捕捉器，所述旋转捕捉器由旋转主轴9、丝状体10和均布板11组成，所述丝状体10围绕旋转主轴9均匀分布，所述丝状体10的上下两端设置均布板11；所述电机8连接旋转主轴9，驱动旋转主轴9旋转；所述烟气吸附装置14内部填充吸附材料15；

所述集烟罩1通过管道连接降温管道2的进烟口，所述降温管道2的出烟口通过管道连接烟气液固捕捉装置7的下部进气口，所述烟气液固捕捉装置7的上部出气口通过管道连接引风机13的进风口，所述引风机13的出风口过管道连接烟气吸附装置14的底端进气口，所述烟气吸附装置14的顶端出气口连接烟囱16；

所述环形滴水槽3的槽底均匀设置流淌孔；

所述丝状体10为不锈钢丝；

所述烟气液固捕捉装置7内壁贴附比所捕捉液态有机物表面张力大的材料和塑料膜；

所述烟气吸附装置14外壁设置有保温层；

所述吸附材料15的材质为活性炭。

一种多态有机复合污染物的治理方法，使用上述的一种多态有机复合污染物的治理设备，方法包括如下步骤：

步骤1，降温：

启动引风机13，同时开启自来水管6接通自来水；烟气被吸入集烟罩1中，并通过连接管道进入降温管道2；此时，自来水经环形滴水槽3的槽底流淌孔顺着降温管道2的外壁流向集水槽4，自来水流淌时覆盖降温管道2的外壁，同时水份蒸发使降温管道2降温，进而使烟气降温至20～40℃，余量水顺着降温管道2的外壁落入集水槽4进行回收；

步骤2，液固捕捉：

降温后的烟气通过连接管道进入烟气液固捕捉装置7，启动电机8，带动旋转捕捉器旋转，丝状体10对烟气反复切割，以阻拦捕捉烟气降温后形成的有机物雾滴和固态有机物；丝状体10在黏结有机物雾滴后具有黏性，进而继续粘附捕捉有机物雾滴和固态有机物，随着粘附量不断增大，在离心力的作用下，有机物雾滴和固态有机物被旋转捕捉器甩至烟气液固捕捉装置7的内壁，并向下流入集液槽ⅱ12，进行回收；

步骤3，气体吸附：

逃逸的气体通过连接管道进入烟气吸附装置14中，有害气体经吸附材料15被吸收；逃逸的无害气体通过烟囱16排空；

步骤4，维护、清理：

设备运行50～60天，清理一次降温管道2；在步骤1中，自来水滴淋降温使部分液化的voc粘附于降温管道2的内壁，形成粘附物；清理黏附物时采用对降温管道2的外壁加热方式，使粘附物升温后粘度降低，向下流淌进入集液槽ⅰ5，进行回收；所述外壁加热方式为外包加热毯加热，加热使管道升温20～40℃，至粘附物流淌下来；设备运行70～90天，发现吸附材料的吸附能力不足，排空烟气检测不达标时，更换一次吸附材料15。

本实施例，旋转捕捉器转速控制在300～500r/min，对烟气进行多次捕捉，钢丝黏结桉树醇等油雾后具有黏性，会将固态樟脑等颗粒物粘附捕捉；经过烟气液固捕捉装置处理的烟气已经看不到油烟，夏季排出烟气温度在30～35℃；活性炭基本没有表面糊堵现象，每70～90天更换一次活性炭，烟气voc排放不超2mg/m³，目测无烟，而且周边无味，达到排放标准，彻底解决了艾烟扰民问题。