一种净化废气中VOCs的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种净化废气中VOCs的装置和方法。该装置包括顺序连接的催化氧化装置和生物过滤装置，所述催化氧化装置内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床和双氧水喷淋系统，所述双氧水喷淋系统位于所述铁基催化剂填料床的上方，催化氧化装置上还设有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口。该装置对废气中的VOCs依次进行催化氧化、生物过滤处理，喷淋有双氧水溶液的铁基催化剂表面会包覆H2O2液膜，并产生具有强氧化性的·OH和原子O，将废气中的VOCs进行氧化分解；未被处理掉的VOCs进入生物过滤装置中，被微生物作为能源和营养物质分解，最终实现高VOCs废气的达标排放。

A Device and Method for Purifying VOCs in Waste Gas

The invention relates to a device and a method for purifying VOCs in waste gas. The device comprises a sequentially connected catalytic oxidation device and a biological filter device. The catalytic oxidation device is equipped with an iron-based catalyst packing bed and a hydrogen peroxide spraying system for catalytic oxidation of waste gas. The hydrogen peroxide spraying system is located above the iron-based catalyst packing bed, and the exhaust gas inlet under the iron-based catalyst packing bed is also arranged on the catalytic oxidation device. And the purified gas outlet located above the hydrogen peroxide spray system. The device carries out catalytic oxidation and biological filtration of VOCs in waste gas sequentially. The surface of iron-based catalysts sprayed with hydrogen peroxide aqueous solution will coat the liquid membrane of hydrogen peroxide, and produce strong oxidizing OH and atomic O, which will oxidize and decompose VOCs in waste gas. The untreated VOCs enter the biological filter device and are decomposed by microorganisms as energy and nutrients to achieve high V. The discharge of OCs exhaust gas is up to the standard.

【技术实现步骤摘要】
一种净化废气中VOCs的装置和方法
本专利技术废气的处理领域，具体涉及一种净化废气中VOCs的装置和方法。
技术介绍
VOCs是挥发性有机物的总称，该类有机物比较广泛的应用于石油化工、印刷、烤漆、涂装、电子元器件等行业，主要作为溶剂使用，使用之后挥发到空气中。VOCs不仅对人有刺激作用，而且大多数对内脏、神经系统有毒害作用，例如苯系化合物会对中枢神经造成损害，进入人体后会危害血液和造血器官；卤系化合物会引起血小板减少等不良状况；烯烃和某些芳香烃化合物挥发到空气中，在光照作用下会与氮氧化物发生化学反应，形成光化学烟雾，造成二次污染。目前，处理VOCs的方法主要有热破坏法、冷凝回收法、吸附法等，热破坏法是直接或辅助燃烧VOCs或加催化剂加快反应，最终达到降低污染物浓度的方法，此法适用于低浓度的VOCs的处理；冷凝回收法利用不同温度下，有机物的饱和度不同的特点，提高或降低系统压力，把处于气态的污染物通过冷凝回收，其缺点是操作难度大，在常温下不易用冷凝水来完成，处理成本较高；吸附法适用于低浓度的有机废气，该法已经比较成熟，但是设备庞大，工艺流程复杂。综合来看，现有的VOCs的净化工艺，存在着处理效率低、处理成本高的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种净化废气中VOCs的装置，从而解决现有VOCs的净化工艺存在的处理效率低、处理成本高的问题。本专利技术的第二个目的在于提供一种净化废气中VOCs的方法。本专利技术的净化废气中VOCs的装置所采用的技术方案是：一种净化废气中VOCs的装置，包括顺序连接的催化氧化装置和生物过滤装置，所述催化氧化装置内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床和双氧水喷淋系统，所述双氧水喷淋系统位于所述铁基催化剂填料床的上方，催化氧化装置上还设有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口。本专利技术的净化废气中VOCs的装置，对废气中的VOCs依次进行催化氧化、生物过滤处理，喷淋有双氧水溶液的铁基催化剂表面会包覆H2O2液膜，并产生具有强氧化性的·OH和原子O，将废气中的VOCs进行氧化分解；未被处理掉的VOCs进入生物过滤装置中，被微生物作为能源和营养物质分解，最终实现高VOCs废气的达标排放。所述净化废气中VOCs的装置还包括位于所述催化氧化装置上游的除尘装置，除尘装置的出风口与催化氧化装置的废气进口相连通。优选的，所述除尘装置为旋风除尘器。旋风除尘器不同于现有旋风除尘器对粉尘的分离，其主要作用是对废气中带静电物质、溶胶、大分子物质进行处理，通过碰撞、结合等作用进行转化，再进一步通过沉降作用分离。对废气中上述物质进行预处理，可以为后续的催化氧化步骤做好准备，降低上述物质对催化氧化反应的影响，提高后续工艺处理效率。在所述催化氧化装置内，位于废气进口和铁基催化剂填料层之间设有用于对废气进行加湿的气体加湿系统。对废气进行加湿处理，可去除水溶性成分及水可吸附颗粒，加湿的废气也可以为后续催化氧化反应作好准备，提高催化氧化效率。所述铁基催化剂为生铁、铁氧化物或铁盐。以生铁为催化剂，不仅可以实现废弃铁的重复利用，而且可以利用铁碳微电解反应进一步优化对废气的处理效果。所述铁基催化剂为球形颗粒或片状结构。球形颗粒的直径为3-5mm。采用该优选方案的铁基催化剂，具有处理效率高、气体阻力小、运行成本低的特点。所述催化反应器上还设有用于排出废液的排液口和用于更换铁基催化剂的人孔。废液的主要成分为硝酸、硫酸等，可进一步添加石灰粉中和，来实现废物利用，避免二次污染。本专利技术净化废气中VOCs的方法所采用的技术方案是：一种净化废气中VOCs的方法，包括以下步骤：将废气与喷淋有双氧水溶液的铁基催化剂进行催化氧化反应，再进行生物过滤处理即可。在进行催化氧化反应前，将所述废气进行加湿处理。将废气经过加湿预处理，可去除水溶性成分及水可吸附颗粒，减少后续污染物负荷并为后续催化氧化反应作好准备，提高催化氧化效率。优选的，加湿处理前，将废气进行除尘处理。进一步优选的，所述除尘处理为通过旋风除尘设备进行处理。废气经旋风除尘设备进行预处理后，可除去废气中的带静电物质、溶胶、大分子物质，提高后续处理步骤的处理效率。所述铁基催化剂为生铁、铁氧化物或铁盐。以生铁为催化剂，不仅可以实现废弃铁的重复利用，而且可以利用铁碳微电解反应进一步优化对废气的处理效果。所述双氧水溶液中H2O2的质量浓度至少为8％。调节双氧水溶液的pH值≤5。可通过添加高浓度的H2O2和酸，来调节双氧水溶液满足上述条件。本专利技术的净化废气中VOCs的方法，工艺绿色环保、运行成本低，对油漆厂、喷涂厂、印刷厂、喷漆房、涂料厂、化工厂、炼油厂等企业的高VOCs废气具有良好的净化效果。附图说明图1为本专利技术的净化废气中VOCs的装置的结构示意图；图2为图1中催化氧化塔的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。本专利技术的净化废气中VOCs的装置的具体实施例，如图1至图2所示，包括顺序连接的旋风除尘器10、催化氧化塔20和生物过滤器30。旋风除尘器包括筒体101，设于筒体上的进风口102、设于筒体内的出风口103和灰斗104。旋风除尘器除具有分离大颗粒成分的作用外，还可以使废气中带静电物质、溶胶、大分子等物质通过碰撞、结合等作用进行转化，再进一步通过沉降作用分离。通过旋风除尘器的处理，可以有效避免废气中带静电物质、溶胶、大分子等物质对后续催化氧化、生物过滤装置的不良影响，提高催化氧化、生物过滤步骤的处理效率。催化氧化塔20内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床3和双氧水喷淋系统5，双氧水喷淋系统5位于铁基催化剂填料床的上方，催化氧化塔20具有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口1和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口8。双氧水喷淋系统5包括连接有多个喷淋头50的喷淋管路53，喷淋管路53通过位于催化氧化装置外部的连接管道51与双氧水储罐52相连接，双氧水储罐52内盛装有双氧水溶液，连接管道51上还连接有喷淋泵。铁基催化剂填料床可以为废弃的生铁、铁氧化物或铁盐。铁氧化物可选择氧化铁、四氧化三铁等，铁盐可选择硫酸亚铁等。铁基催化剂可以为直径3-5mm的球形颗粒或片状结构等。使用生铁作为铁基催化剂，不仅实现了废弃铁的处置，而且可以利用铁碳微电解反应、气/液/固非均相芬顿反应的协同作用，提高对废气的催化氧化处理效果。催化氧化塔20内位于废气进口1和铁基催化剂填料床3之间还设有用于对废气进行加湿的气体加湿系统2。气体加湿系统2包括具有均匀密集布置的连通穿孔结构的基板和设于基板下表面上的多个喷雾头，所述基板为圆形板，圆形板的外周与催化氧化装置的内壁面固定连接。所述催化氧化塔20上还设有位于废气进口下部的排液口7、用于更换铁基催化剂的人孔4和观察孔9。生物过滤器具有生物填料床301；生物填料床所用生物填料包括负载填料和附着在负载填料上的微生物，负载填料、微生物均可采用现有技术；催化氧化塔和生物过滤器的连接管道具有伸入生物过滤器内的伸入段302，所述伸入段上沿伸入段的长度方向间隔开设有多个出气口组，各出气口组均包括呈环形均布的多个出气口303；生物过滤器的顶端间隔设有多个尾气出口304，各尾气出口304通过连接管道与尾气管道305相连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种净化废气中VOCs的装置，其特征在于，包括顺序连接的催化氧化装置和生物过滤装置，所述催化氧化装置内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床和双氧水喷淋系统，所述双氧水喷淋系统位于所述铁基催化剂填料床的上方，催化氧化装置上还设有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口。

【技术特征摘要】
1.一种净化废气中VOCs的装置，其特征在于，包括顺序连接的催化氧化装置和生物过滤装置，所述催化氧化装置内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床和双氧水喷淋系统，所述双氧水喷淋系统位于所述铁基催化剂填料床的上方，催化氧化装置上还设有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口。2.如权利要求1所述的净化废气中VOCs的装置，其特征在于，所述净化废气中VOCs的装置还包括位于所述催化氧化装置上游的除尘装置，除尘装置的出风口与催化氧化装置的废气进口相连通。3.如权利要求2所述的净化废气中VOCs的装置，其特征在于，所述除尘装置为旋风除尘器。4.如权利要求1所述的净化废气中VOCs的装置，其特征在于，在所述催化氧化装置内，位于废气进口和铁基催化剂填料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，王波，万俊锋，赵雅光，李斌，
申请(专利权)人：河南正达环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41