基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统及处理方法，包括第一高级氧化喷淋塔、第二高级氧化喷淋塔、储水箱、试剂混合箱、过硫酸钠加药桶、氢氧化钠加药桶、引风机、供水箱和催化氧化反应器；本发明专利技术利用活性炭并吸附废气中的挥发性有机污染物，并活化过硫酸盐产生的硫酸根自由基和羟基自由基，对挥发性有机废气进行高级氧化，有效降低能耗、工艺简单且不会产生二次污染。工艺简单且不会产生二次污染。工艺简单且不会产生二次污染。

【技术实现步骤摘要】
基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统及方法


[0001]本专利技术属于处理有机废气的
，具体涉及一种基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统及处理方法。

技术介绍

[0002]石油化工、石油炼制、精细化工、制药工业、汽修行业等50多个行业在原料样或中间体生产过程中会产生大量挥发性有机废气。排出的挥发性有机废气成分复杂，含有短链烃、苯系物、氯代烃等难降解的有机物。苯系物具有稳定的苯环结构，需要氧化还原电位提供强氧化自由基使苯环断链，实现降解。
[0003]高级氧化技术在去除挥发性有机废气上已有应用，现最常用的是芬顿高级氧化技术。该技术通常是由过氧化氢、亚硫酸铁和硫酸/盐酸组成。芬顿反应体系是羟基自由基在酸性的条件下氧化有机污染物，以达到降解挥发性有机废气的效果。芬顿高级氧化技术在工程应用上仍然存在不足。一方面，工业生产普遍排放的是中高温废气，而过氧化氢在高温下容易分解成H2O和O2，不利于过氧化氢产生羟基自由基。另一方面，芬顿反应产生的羟基自由基极不稳定，该技术对设备和工艺的要求高，反应试剂需要现配现用。
[0004]硫酸根自由基高级氧化法是通过产生硫酸根自由基氧化降解有机污染物，该技术反应高效、稳定性好且适用的pH范围广。相对于芬顿反应而言，硫酸根自由基有更高的氧化还原电位，具备更强的氧化性能处理有机污染物。硫酸根自由基技术在高级氧化水中污染物的应用方面已具普遍性，但在处理挥发性有机废气的应用方面仍然处于基础阶段，需要继续改进技术，深度改造工艺。过硫酸盐是最常用的一种硫酸根自由基前驱体。目前过硫酸盐高级氧化技术在工程应用上主要是通过热、紫外和过渡金属等方式活化产生硫酸根自由基、羟基自由基，以降解有机污染物。
[0005]专利CN210874779U公开了一种基于过硫酸盐治理废气的高级氧化处理装置，该内容是用硫酸亚铁(过渡金属)在酸性条件下活化过硫酸盐以氧化有机废气。把过渡金属作为活化剂，会额外产生含过渡金属的废水及污泥，增加后续处理的难度和经济成本。
[0006]专利CN109675435A公开了一种真空紫外联合过硫酸盐降解有机废气的系统，该专利技术采用真空紫外灯降解有机物，同时激活过硫酸盐溶液，联合处理有机废气。该反应系统采用紫外灯激活过硫酸盐，而市场销售的真空紫外灯紫外线辐照强度小，输出185nm波长紫外光占比小，寿命短，耗电量大，产生的经济成本高。
[0007]目前现有技术仍存在工艺复杂、能耗高，会造成二次污染并增加处理成本等问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效降低能耗、工艺简单且不会产生二次污染的处理有机废气的高级氧化系统及处理方法。本专利技术利用活性炭活化过硫酸盐并吸附废气中的挥发性有机污染物，活化产生的自由基对挥发性有机废气进行高级氧化。
[0009]本专利技术的技术方案包括一种基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统，其包括：
[0010]第一高级氧化喷淋塔、第二高级氧化喷淋塔、储水箱、试剂混合箱、过硫酸钠加药桶、氢氧化钠加药桶、引风机、供水箱和催化氧化反应器，其中：
[0011]所述第一高级氧化喷淋塔和所述第二高级氧化喷淋塔的塔体上均设有废气进风口，所述废气进风口上方的塔体内依次设置有多面球填料区、第一喷淋区、活性炭填料区、第二喷淋区、过滤棉区、第三喷淋区和除雾器，所述塔体的顶端设有出风口；
[0012]所述第一高级氧化喷淋塔的出风口设有第一三通换向阀；
[0013]所述第一高级氧化喷淋塔通过第一三通换向阀分别与第二高级氧化喷淋塔的废气进风口和催化氧化反应器连通；
[0014]所述第二高级氧化喷淋塔的出风口设有VOCs监测器和第二三通换向阀；
[0015]所述第二高级氧化喷淋塔通过第二三通换向阀分别与排气烟囱和催化氧化反应器连通；
[0016]所述第一高级氧化喷淋塔和第二高级氧化喷淋塔的底部均连通储水箱；
[0017]所述第一高级氧化喷淋塔和第二高级氧化喷淋塔的第二喷淋区、第三喷淋区均连接有四通换向阀，且所述四通换向阀还分别与试剂混合箱、氢氧化钠加药桶和供水箱连接；
[0018]所述试剂混合箱分别与过硫酸钠加药桶和供水箱相连接。
[0019]进一步，所述第一喷淋区与供水箱连接；
[0020]所述第二喷淋区通过四通换向阀，分别与试剂混合箱、氢氧化钠加药桶和供水箱连接；
[0021]所述第三喷淋区通过四通换向阀，分别与试剂混合箱、氢氧化钠加药桶和供水箱连接。
[0022]进一步，所述第一喷淋区、第二喷淋区和第三喷淋区均设有雾化喷淋龙头；
[0023]所述雾化喷淋龙头安装在第一高级氧化喷淋塔和第二高级氧化喷淋塔内；
[0024]所述雾化喷淋龙头通过喷淋供液泵分别与所述试剂混合箱、过硫酸钠加药桶和供水箱相连通。
[0025]进一步，所述喷淋供液泵包括过硫酸钠计量泵、氢氧化钠计量泵和供水计量泵；
[0026]所述过硫酸钠计量泵两端分别与试剂混合箱和第二喷淋区及第三喷淋区的雾化喷淋龙头连接；
[0027]所述氢氧化钠计量泵两端分别与氢氧化钠加药桶和第二喷淋区雾化喷淋龙头连接；
[0028]所述供水计量泵两端分别与供水箱和试剂混合箱及第一喷淋区连接。
[0029]进一步，所述催化氧化反应器和所述塔体的底部之间通过换热器相连接；
[0030]所述过硫酸钠加药桶设有过硫酸钠搅拌器和过硫酸钠加药口；
[0031]所述氢氧化钠加药桶设有氢氧化钠搅拌器和氢氧化钠加药口。
[0032]本专利技术的技术方案还一种采用权利要求1
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5中任一项权利要求所述的基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统的处理方法，所述方法包括：
[0033]I.喷淋过程，试剂混合箱内的过硫酸钠溶液通入至第二喷淋区和第三喷淋区，接触活性炭后产生硫酸根自由基和羟基自由基；
[0034]通入水至第一喷淋区，润湿多面球填料区；
[0035]II.废气处理过程，其步骤包括：
[0036]S1.引风机向第一高级氧化喷淋塔废气进风口通入废气；
[0037]S2.废气经过底层的多面球填料区，部分可溶性气体和颗粒被雾化的水吸附；
[0038]S3.经过多面球填料区处理的气体被活性炭填料吸附，过硫酸钠生成硫酸根自由基和羟基自由基将吸附的气体催化氧化；
[0039]S4.经过活性炭填料区处理的气体经过过滤棉区和除雾器，废气内含的颗粒、水分被截留；
[0040]S5.气体从出风口排放进入第二高级氧化喷淋塔废气进风口；
[0041]S6.在第二高级氧化喷淋塔内重复S2～S4；
[0042]S7.气体经VOCs监测装置检测达标后，经第二高级氧化喷淋塔的出风口连接的烟囱排放；若未达到排放标准，即切换第二三通换向阀，排放至催化氧化反应器做作进一步催化氧化后，由催化氧化反应器排出气体。
[0043]进一步，还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统，其特征在于，包括：第一高级氧化喷淋塔(10)、第二高级氧化喷淋塔(20)、储水箱(30)、试剂混合箱(40)、过硫酸钠加药桶(50)、氢氧化钠加药桶(60)、引风机(70)、供水箱(80)和催化氧化反应器(90)，其中：所述第一高级氧化喷淋塔(10)和所述第二高级氧化喷淋塔(20)的塔体上均设有废气进风口(11)，所述废气进风口(11)上方的塔体内依次设置有多面球填料区(12)、第一喷淋区(13)、活性炭填料区(14)、第二喷淋区(15)、过滤棉区(16)、第三喷淋区(17)和除雾器(18)，所述塔体的顶端设有出风口(19)；所述第一高级氧化喷淋塔(10)的出风口(19)设有第一三通换向阀(92)；所述第一高级氧化喷淋塔(10)通过第一三通换向阀(92)分别与第二高级氧化喷淋塔(20)的废气进风口(11)和催化氧化反应器(90)连通；所述第二高级氧化喷淋塔(20)的出风口设有VOCs监测器和第二三通换向阀(93)；所述第二高级氧化喷淋塔(20)通过第二三通换向阀(93)分别与排气烟囱和催化氧化反应器(90)连通；所述第一高级氧化喷淋塔(10)和第二高级氧化喷淋塔(20)的底部均连通储水箱(30)；所述第一高级氧化喷淋塔(10)和第二高级氧化喷淋塔(20)的第二喷淋区(15)、第三喷淋区(17)均连接有四通换向阀(94)，且所述四通换向阀(94)还分别与试剂混合箱(40)、氢氧化钠加药桶(60)和供水箱(80)连接；所述试剂混合箱(40)分别与过硫酸钠加药桶(50)和供水箱(80)相连接。2.根据权利要求1所述的基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统，其特征在于：所述第一喷淋区(13)与供水箱(80)连接；所述第二喷淋区(15)通过四通换向阀(94)，分别与试剂混合箱(40)、氢氧化钠加药桶(60)和供水箱(80)连接；所述第三喷淋区(17)通过四通换向阀(94)，分别与试剂混合箱(40)、氢氧化钠加药桶(60)和供水箱(80)连接。3.根据权利要求1所述的基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统，其特征在于：所述第一喷淋区(13)、第二喷淋区(15)和第三喷淋区(17)均设有雾化喷淋龙头；所述雾化喷淋龙头安装在第一高级氧化喷淋塔(10)和第二高级氧化喷淋塔(20)内；所述雾化喷淋龙头通过喷淋供液泵分别与所述试剂混合箱(40)、过硫酸钠加药桶(50)和供水箱(80)相连通。4.根据权利要求3所述的基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统，其特征在于：所述喷淋供液泵包括过硫酸钠计量泵(51)、氢氧化钠计量泵(61)和供水计量泵(81)；所述过硫酸钠计量泵(51)两端分别与试剂混合箱(40)和第二喷淋区(15)及第三喷淋区(17)的雾化喷淋龙头连接；所述氢氧化钠计量泵(61)两端分别与氢氧化钠加药桶(60)和第二喷淋区(15)雾化喷淋龙头连接；
所述供水计量泵(81)两端分别与供水箱(80)和试剂混合箱(40)及第一喷淋区(13)连接。5.根据权利要求4所述的基于碳活化过硫酸盐处理有机废气的高级氧化系统，其特征在于：所述催化氧化反应器(90)和所述塔体的底部之间通过换热器(91)相连接；所述过硫酸钠加药桶(50)设有过硫酸钠搅拌器和过硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，朱丽君，李绍峰，孙健，陈柳怡，张楚霖，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：