一种微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置和方法，该装置包括进气管、塔式反应器和微纳米臭氧气泡产生元件，进气管包括进气主管和进气支管，分别延伸至塔式反应器的喷淋反应区和鼓泡反应区内，鼓泡反应区内设有曝气组件，微纳米臭氧气泡通过第一、第二微纳米臭氧气泡产生元件进入塔式反应器中。本发明专利技术装置，可以增加微纳米臭氧气泡与VOCs的反应时间，能够快速、彻底的去除废气中的VOCs，具有结构简单、占地面积小、处理效率高、去除效果好等优点，是一种性能优异且可以被广泛使用的新型VOCs废气净化装置，使用价值高，应用前景好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置和方法


[0001]本专利技术属于VOCs降解领域，涉及一种VOCs的降解装置和方法，具体涉及一种微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置和方法。

技术介绍

[0002]挥发性有机污染物（VOCs）的来源途径众多，主要来源是工业生产制造，特征污染物主要包括苯系物、酯类、酮类等有机物，它们进入到大气中会造成大气污染，严重影响人类生活以及危害居民健康。因此，有效去除大气中的VOCs是现阶段急需解决的技术问题。
[0003]末端处理是快速有效治理VOCs废气的方法，主要分为回收法与降解法，其中回收法是指利用物理方法对VOCs进行回收，包括吸附、吸收、冷凝和膜分离等技术；降解法是通过生物或者化学的方法将VOCs降解成二氧化碳和水，包括蓄热燃烧、催化燃烧、生物降解、等离子体和光催化等技术，其中蓄热燃烧和催化燃烧是将VOCs废气当作燃料，在极高温度下燃烧氧化，降解率可达95%以上，但是存在催化剂失活、不适合处理自聚化合物等问题，而且运行温度较高，存在极大安全隐患；生物降解技术是利用微生物的生命活动以及代谢过程将VOCs降解，但是只能针对特定组分的VOCs，而且菌种维护成本较高；等离子体技术和光催化技术通过光能或者电能产生具有高能量的分子、原子、电子、离子对VOCs进行降解，但是市场普遍反映存在反应不完全，存在二次污染、对设备要求较高、能耗大等问题，因此，采用单一技术处理VOCs，难以获得较好的去除效果。
[0004]目前，有研究人员提出了一种基于物理吸附、催化氧化和光催化联合的VOCs处理装置，在处理腔中先利用由上而下自由降落的水或饱和吸收液对VOCs废气进行吸收，然后利用臭氧水机中产生的臭氧微气泡对水或吸收液中VOCs废气进行第一次降解，进一步的，继续将吸收有VOCs废气的水或吸收液通入到空化器中对废水中的污染物进行二次降解，最后VOCs废气经除雾层吸收水分后继续通入到光催化器中，将尾气中剩余的VOCs废气彻底降解为二氧化碳和水。然而，上述的VOCs处理装置仍然存在以下不足：（a）直接将VOCs废气通入到吸收池或喷淋头下方的反应腔室内，水或吸收液对VOCs废气的吸收效果差，难以高效的将VOCs废气转移到液相中，且容易造成处理腔内的气体多次向下移动（返混），不利于提高处理效率；（b）臭氧发生器独立设置在吸收池外部，且吸收池中吸附有VOCs废气的水或吸收液通过吸收池的出口通入到臭氧发生器中与臭氧微纳米气泡混合，仅用于降解水中所含有机物，并未直接将臭氧微纳米气泡与VOCs反应，结果是反应效率低。同时将臭氧发生器设置在吸收池外部，也会增加处理系统的占地面积，造成使用成本高，且不方便；（c）催化氧化单元、空化器设置在处理腔外部，不仅没有合理利用处理腔内部的空间，而且容易导致处理系统的占地面积明显增加，使用成本高且不方便，同时，若降低催化氧化单元、空化器设置的体积则必然会导致它们对VOCs废气的降解消化变差；（d）VOCs废气侧向进入处理厢后与喷淋头中的吸收液直接接触，不仅容易容易造成返混，而且不利于提高吸收液对VOCs废气的吸收效果，结果是通入到处理腔中的VOCs废气大部分在未进行任何处理便已经从出口排出，不仅会增加后续光催化器的负荷，也容易造成废气难以达标排放；（e）与处理腔出气口
连通的光催化器和活性炭箱，均设置在处理腔外部，也会增加整个处理系统的占地面积，而且会显著增加设备制造成本和使用、维护成本。因此，获得一种结构简单、占地面积小、处理效率高、去除效果好的微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置，对于有效净化大气中的挥发性有机污染物具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术中的不足，提供一种结构简单、占地面积小、处理效率高、去除效果好的微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置和方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置，包括进气管、塔式反应器和微纳米臭氧气泡产生元件；所述进气管包括进气主管和进气支管；所述塔式反应器中由下而上依次为鼓泡反应区、喷淋反应区和深度催化反应区；所述微纳米臭氧气泡产生元件包括第一微纳米臭氧气泡产生元件和第二微纳米臭氧气泡产生元件；所述进气主管的出气端设置在喷淋反应区内，所述进气支管的出气端设置在鼓泡反应区内；所述鼓泡反应区内还设有曝气组件，所述曝气组件与所述进气支管的出口端连通，通过曝气组件将进气支管中的废气通入到塔式反应器中；所述第一微纳米臭氧气泡产生元件的出口端设置在鼓泡反应区内；所述第二微纳米臭氧气泡产生元件的出口端设置在深度催化反应区内。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：所述进气主管内设有气体均布组件，所述气体均布组件起到导流作用，使VOCs废气在所述塔式反应器内的流动方向由径向流动转为轴向流动动，且在所述塔式反应器的横截面内均匀分布，减少气体与塔壁冲击。作为上述技术方案的进一步改进：所述气体均布组件为多层导流板；所述导流板的两侧与进气主管的内壁连接；所述导流板的层数为2层～5层。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进：所述导流板形状为平板、圆弧板、折线板、平板与圆弧板的组合板中至少一种。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进：所述进气主管上还连通有臭氧进口。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进：所述进气支管上设有止逆阀。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进：所述进气支管上沿着气流方向依次设有第一增压风机和止逆阀。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进：所述鼓泡反应区的高度为0.2m～1.5m。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进：所述曝气组件包括气体分布元件和曝气元件，所述气体分布元件和曝气元件连通，所述气体分布元件与进气支管的出口端连通，所述曝气元件上布设有若干个曝气孔或微孔曝气器，所述曝气孔孔径为0.1μm～100μm，通过曝气孔或微孔曝气器将进气支管中的废气以曝气的形式通入到塔式反应器中。具体的，所述气体分布元件为环流式气体分布器、直管式气体分布器、旋流式式气体分布器中的至少一种，但不仅限于此；所述曝气元件为环流式曝气元件、直管式曝气元件、旋流式曝气元件中的至少一种，但不仅限于此。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进：所述微纳米臭氧气泡产生元件还包括第一气液分布元件，所述第一气液分布元件设在所述鼓泡反应区内。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进：所述第一气液分布元件和第一微纳米臭氧气泡产生元件连通；所述第一气液分布元件通过管道与供能设备的出口连通，其中供能设备为泵、压缩机、换能器中的一种或者多种，但不仅限于此。本专利技术中，通过供能设备供能，并在第一微纳米臭氧气泡产生元件的作用下，生成微纳米臭氧气泡，进而通过第一微纳米臭氧气泡产生元件的出口通入到塔式反应器的所述鼓泡反应区内。具体的，所述第一气液分布元件为环流式气液分布器、直管式气液分布器、旋流式气液分布器中的至少一种，但不仅限于此。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置，其特征在于，包括进气管、塔式反应器和微纳米臭氧气泡产生元件；所述进气管包括进气主管（11）和进气支管（12）；所述塔式反应器中由下而上依次为鼓泡反应区（21）、喷淋反应区（22）和深度催化反应区（23）；所述微纳米臭氧气泡产生元件包括第一微纳米臭氧气泡产生元件（412）和第二微纳米臭氧气泡产生元件（52）；所述进气主管（11）的出气端设置在喷淋反应区（22）内，所述进气支管（12）的出气端设置在鼓泡反应区（21）内；所述鼓泡反应区（21）内设有曝气组件（31），所述曝气组件（31）与所述进气支管（12）的出口端连通；所述第一微纳米臭氧气泡产生元件（412）的出口端设置在鼓泡反应区（21）内；所述第二微纳米臭氧气泡产生元件（52）的出口端设置在深度催化反应区（23）内。2.根据权利要求1所述的微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置，其特征在于，所述进气主管（11）内设有气体均布组件（111）；所述气体均布组件（111）为多层导流板；所述导流板的层数为2层～5层；所述进气主管（11）上还设有臭氧进口（112）；所述进气支管（12）上沿着进气方向依次设有第一增压风机（121）和止逆阀（122）。3.根据权利要求2所述的微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置，其特征在于，所述鼓泡反应区（21）的高度为0.2m～1.5m；所述曝气组件（31）包括气体分布元件（311）和曝气元件（312），所述气体分布元件（311）和曝气元件（312）连通；所述气体分布元件（311）与进气支管（12）的出口端连通；所述曝气元件（312）上布设有若干个曝气孔（313）或者微孔曝气器（314）；所述曝气孔（313）的孔径为0.1μm～100μm；所述气体分布元件（311）为环流式气体分布器、直管式气体分布器、旋流式气体分布器中的至少一种；所述曝气元件（312）为环流式曝气元件、直管式曝气元件、旋流式曝气元件中的至少一种。4.根据权利要求1～3中任一项所述的微纳米臭氧气泡处理VOCs集成反应装置，其特征在于，所述喷淋反应区（22）内设有气液分布组件（221），所述气液分布组件（221）位于所述进气主管（11）出口端的上方；所述气液分布组件（221）的数量至少为1个；所述气液分布组件（221）为多孔面板；所述多孔面板与塔式反应器轴线的夹角为75
°
～90
°
；所述多孔面板的外周与塔式反应器的内壁连接；所述多孔面板中设有气液流动通道（222）；所述多孔面板达到至少2层时，各层所述多孔面板平行设置，相邻两层所述多孔面板间隔1mm～20mm；所述多孔面板达到至少2层时，所述气液流动通道（222）的孔径由下至上逐渐减小；所述气液流动通道（222）的孔径为1mm～20mm；或者，所述气液分布组件（221）为多缝隙面板；所述多缝隙面板与塔式反应器轴线的夹角为75
°
～90
°
；所述多缝隙面板的外周与塔式反应器的内壁连接；所述多缝隙面板包括至少一层圆柱面板；所述圆柱面板为由多根圆柱平行搭接在一起且圆柱之间留有缝隙的圆柱层；所述多缝隙面板包括至少两层圆柱面板时，各层所述圆柱面板平行设置，相邻两层所述圆柱面板之间的间隔距离为1mm～20mm；所述多缝隙面板包括至少两层圆柱面板时，相邻两层所述圆柱面板中的圆柱交错分布；所述多缝隙面板包括至少两层圆柱面板时，各层圆柱面板中圆柱之间的缝隙宽度由下而上逐渐减小；所述圆柱面板中圆柱之间的缝隙宽度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪俊逸，贺运初，刘黎明，龚京忠，杨春平，代梅，林燕，邬鑫，胡婷，
申请(专利权)人：湖南九九智能环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：