一种VOCs净化装置

技术领域

本发明属于净化设备技术领域，具体涉及VOCs净化装置。

背景技术

近年来，由于经济发展和工业化进程加快，工业废气排放量随之增加，其中VOCs是生成O

在目前大气污染严重的情况下，需要探索更高效VOCs的治理途径。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种处理效果好，净化效率高，安全且低能耗的VOCs净化装置。

本发明采用的技术方案是：其包括生物反应器、吸收塔、超声波雾化器和喷淋装置；

所述吸收塔包括塔体，设置在所述塔体上部的排气管，设置在塔体下部的进气管，所述塔体的底部与生物反应器连通；

所述喷淋装置包括设置在所述生物反应器内的水泵和设置在塔体顶部且与所述水泵连通的喷淋头；

所述超声波雾化器与塔体的下部连接。

进一步地，所述吸收塔的塔体内设置有格栅网和若干个填料层所述填料层位于格栅网的下方。

进一步地，所述塔体的下部通过喷雾管道与超声波雾化器连接。

进一步地，所述塔体的底部通过液体排放管与生物反应器连接。

进一步地，所述液体排放管上设置有阀门。

进一步地，所述进气管上设置有气体流量计。

进一步地，所述水泵和喷淋头之间通过液体管道连接。

进一步地，所述液体管道上设置有液体流量计。

本发明的有益效果是：

本发明将待处理的废气由塔体的进气管通入，超声波雾化器产生的雾滴先对VOCs气体进行捕集后，VOCs气体在塔体中自下而上流动。然后打开水泵，洗涤液从塔体内自上而下喷淋，底部的气体上行，顶部的液体下行，气液之间进行逆流接触对VOCs进行二次吸收。处理后的VOCs废气由排气管排出。

本发明设置超声波雾化表面活性剂进行强化吸收，通过气态污染物与超声波产生的雾滴形成气液之间的接触，便于进一步加强VOCs气体吸收。由于超声波雾化产生的雾滴小而均匀，所以气液之间比表面积增大，可以迅速与气体发生反应，同时超声波产生的雾滴雾化粒度细，质量较高，提高对气体的去除率，本发明将生物反应器和超声波雾化器3与塔体2结合，使用时，生化反应提前于吸收塔内进行，这大大强化吸收降解效果，提升装置处理能力。

本发明集合了超声波雾化表面活性剂和生物洗涤多级净化原理协同净化污染物，不但能克服高浓度VOCs（特别是疏水VOCs）处理难度大、运行不稳定的问题，还可以降低传质阻力，增加气液之间的接触面积，减少降解时间，无二次污染，增强处理效果以及提高净化效率。

本发明将生物反应器和超声波雾化器与塔体结合，大大强化吸收降解效果，提升装置处理能力。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图；

图2为本发明的侧面结构示意图；

图3为本发明的轴侧示意图。

图中：1.生物反应器，2.塔体，3.超声波雾化器，4.格栅网，5. 排气管，6.进气管，7.水泵，8.喷淋头，9.阀门，10.液体管道，11.液体流量计，12.气体流量计，13.喷雾管道，14.填料层，15.液体排放管。

具体实施方式

为了能更清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明提供了一种VOCs净化装置，具体说是一种超声波雾化表面活性剂协同生物净化VOCs的装置，其包括生物反应器1、吸收塔、超声波雾化器3和喷淋装置。

所述吸收塔包括塔体2，设置在所述塔体2上部的排气管5，设置在塔体2下部的进气管6，所述塔体2的底部与生物反应器1连通，所述塔体2的底部通过液体排放管15与生物反应器1连接。

所述喷淋装置包括设置在所述生物反应器1内的水泵7和设置在塔体2顶部且与所述水泵7连通的喷淋头8，所述喷淋头8用于向塔体2内部从上向下喷淋洗涤液，所述洗涤液为水泵7从生物反应器1内抽取的液体。

所述超声波雾化器3与塔体2的下部连接。所述塔体2的下部通过喷雾管道13与超声波雾化器3连接。超声波雾化器3的超声波雾化产生的雾滴粒径都在10um以下，雾滴小而均匀，所以气液之间比表面积增大，可以迅速与气体发生反应，同时超声波产生的雾滴雾化粒度细，质量较高，提高对气体的去除率。

所述吸收塔的塔体2内设置有格栅网4和若干个填料层14，所述填料层14位于格栅网4的下方。

本实施例中，填料层14为三个，该填料采用的是聚丙烯填料，填料的结构是多面空心球，直径为25mm。

所述液体排放管15上设置有阀门9。

所述进气管6上设置有气体流量计12。

所述水泵7和喷淋头8之间通过液体管道10连接。

所述液体管道10上设置有液体流量计11。

本实施例中，超声波雾化器3内部结构包括加湿罐和超声波加湿高频振荡器，加湿罐内径为270 mm、高度为280 mm，超声波加湿高频振荡器高度为50 mm, 加湿罐中的液面高度为35 mm, 入口气体温度289.6 K, 入口相对湿度43%, 流量15.71 L/min, 加湿罐的压力196 kPa, 换能器251个, 功率35 W；已测得换能器在标准大气压下, 温度为293 K,相对湿度为50%时, 加湿量450 mL/h。

本发明使用前，生物反应器1内为培养驯化好的活性污泥，从生物反应器1抽取的用于喷淋的洗涤液是活性污泥及其上清液，超声波雾化器3中添加表面活性剂，本实施例中所述表面活性剂为吐温、曲拉通和皂角苷中的一种，控制其浓度1-2CMC。本发明使用时，首先在超声波雾化器3中加入已配好的表面活性剂溶液，打开超声波雾化器3，超声波雾化器3产生的雾滴经喷雾管道13流入到塔体2内，然后将待处理的VOCs废气由塔体2的进气管6通入，超声波雾化器3产生的雾滴先对VOCs气体进行捕集后，VOCs气体在塔体2中自下而上流动。然后打开水泵7，生物反应器1内的洗涤液在水泵7的抽取作用下，从喷淋头8喷出，由于喷淋头8设置在塔体2的顶部，洗涤液从塔体2内自上而下喷淋，底部的气体上行，顶部的液体下行，气液之间进行逆流接触对VOCs进行二次吸收。气流从下到上流动的过程经过三层填料层，生物洗涤液与雾化液滴一同通过液体排放管15流至生物反应器1内。处理后的VOCs废气由排气管5排出。本实施例对排气管5的废气进行检测，检测结果为VOCs废气（以甲苯为例）去除率达到99%以上。

本发明的超声波雾化装置即超声波雾化器3进行强化吸收，通过气态污染物与超声波产生的雾滴形成气液之间的接触，便于进一步加强VOCs气体吸收。由于超声波雾化产生的雾滴粒径都在10um以下，雾滴小而均匀，所以气液之间比表面积增大，可以迅速与气体发生反应，同时超声波产生的雾滴雾化粒度细，质量较高，提高对气体的去除率。并且通过在超声波装置中增加表面活性剂，不但促进VOCs中疏水物质的溶解又增加气体停留时间与接触面积，将生化反应提前于吸收塔内进行。这大大强化吸收降解效果，提升装置处理能力。

本发明集合了超声波雾化表面活性剂和生物洗涤多级净化原理协同净化污染物，在延续传统生物处理技术的优点基础上，不但能克服高浓度VOCs（特别是疏水VOCs）处理难度大、运行不稳定等问题，还可以降低传质阻力，增加气液之间的接触面积，减少降解时间，无二次污染，增强处理效果以及提高净化效率等，提供一种在高效安全低能耗的基础上净化高浓度疏水性VOCs的生物净化废气的装置。

本发明提高吸收净化效率和实际应用范围，在生物反应器的基础上，增加超声波雾化技术，利用超声波将表面活性剂雾化成液滴形成冷雾，从而实现对气态污染物更加有效的强化吸收，进一步提高净化效率。在目前大气污染严重的情况下，本发明装置在处理VOCs方面提供了一条新的治理途径。

本发明不仅可满足科研院所开展生物净化VOCs的实验要求，用于生物净化VOCs技术的处理潜力与机理探究，而且还可以为环保部门进行大气污染治理提供方法。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。