一种自呼吸式净化装置

技术领域

本发明涉及废气净化通风系统领域，特别涉及一种自呼吸式净化装置。

背景技术

在一些化工、制药、印染等行业，常常需要安装泄压装置来处理，但是泄压出来的VOCs等废气从污水池或污水沟的地井盖会经常有VOCs废气溢出，造成环境污染，严重影响附近人员的身心健康。随着国家对环境保护越来越重视，将不允许污水池和污水沟里有废气溢出。

目前防范地井废气溢出，往往是采用密封地井盖措施，然而由于地井废气有些是污水挥发出来的，这些气体的产生，往往产生压力和放热，造成污水沟或污水池的压力比环境压力要大，密封在一定程度上容易失效。如果密封良好的话，容易因压力过高带来危害。

目前污水管道的泄压装置，基本是安装高压安全阀，到一定压力就排放，造成一定程度的污染。同时要求污水管道需要耐高压，造成高成本投入。

因此设计一种防止废气溢出，又能保证地井压力不过高，同时能解决不要经常更换滤料的地井除臭器显得很有必要了。

发明内容

本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种自呼吸式净化装置。

本发明的目的还在于提供一种自呼吸式净化装置，主要是针对化工企业污水井和污水管道因污水不够满时溢出VOCs气体，既能防止污水井或污水管道压力不过高，又能防止VOCs溢出，同时通过采用自净式呼吸模块，完成VOCs的吸附和脱附，将VOCs气体锁住在污水井或污水管道内，通过污水管道输送到污水集中站处理，避免VOCs气体溢出破坏环境。

本发明的目的还在于提供一种自呼吸式净化装置，本发明利用了VOCs气体大分子相互之间容易通过范德华力聚集的原理。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。当污水井溢出的VOCs气体压力超过大气压和模块风阻时，VOCs气体需要向外排出通过本模块时，VOCs自净呼吸模块9通过凝聚现象将VOCs气体滞留在模块内；当污水井因水位或气体浓度等原因造成污水井压力小于外界气压时，则外界空气通过VOCs自净呼吸模块9进入污水井，这时外界空气将弱吸附在模块内的VOCs气体带回污水井，完成自净脱附过程。

本发明的目的还在于提供一种自呼吸式净化装置，可以用在化工行业的污水池和污水沟的检查井、排水井，也可用在市政排水沟等其他领域的排水井。

为达到上述目的或目的之一，本发明的技术解决方案如下：

一种自呼吸式净化装置，包括底座；

所述底座上套装有底座密封橡胶；

所述底座上设有壳体组件；

所述壳体组件内设有净化组件；

所述壳体组件上设有顶盖。

根据本发明的一个优选实施例，所述壳体组件包括设置在底座上的外壳、设置在外壳上的面板、设置在外壳上且与面板边沿处相匹配的多个锁扣、设置在顶盖下面的进出通气口。

根据本发明的一个优选实施例，所述净化组件包括设置在外壳内的多个内层级框架、分别设置在内层级框架之间的抽屉、设置在抽屉内且从下到上分别设有油气分离模块、疏水呼吸膜单元模块和过滤组件。

根据本发明的一个优选实施例，所述过滤组件包括从下到上设置在抽屉内的AIRBUM9型单元模块、VOCs自净呼吸模块和废气安保净化模块。

根据本发明的一个优选实施例，所述进出通气口处设有通风防虫网。

根据本发明的一个优选实施例，所述面板上设有密封槽，所述外壳上且与密封槽位置相对应处设有密封条，所述密封条与密封槽相匹配。

根据本发明的一个优选实施例，所述油气分离模块内设有高分子纳米纤维材料，所述疏水呼吸膜单元模块为高分子疏水微孔材料组成的气膜。

根据本发明的一个优选实施例，所述AIRBUM9型单元模块内部填装有含贵金属的催化氧化改性材料的圆柱状颗粒物；所述VOCs自净呼吸模块为具备特制孔隙的活性炭或分子筛，所述废气安保净化模块为化学吸附模块。

根据本发明的一个优选实施例，所述VOCs自净呼吸模块可设置多级。

根据本发明的一个优选实施例，所述顶盖和废气安保净化模块之间设有阻火器。

根据本发明的一个优选实施例，所述油气分离模块内的高分子纳米纤维材料可替换为金属丝网除沫器。

根据本发明的一个优选实施例，所述进出通气口位于壳体外侧下方。

根据本发明的一个优选实施例，所述底座可设为法兰连接，所述法兰连接孔周边设有底座密封橡胶。

根据本发明的一个优选实施例，所述法兰底座通过螺栓连接固定。

本发明的有益效果：本发明主要是针对化工企业污水井里溢出VOCs气体，既能防止污水井压力不过高，又能防止VOCs溢出，同时通过采用自净式呼吸模块，完成VOCs的吸附和脱附，将VOCs气体锁住在污水井，通过污水管道和污水集中处理，避免VOCs气体溢出破坏环境。

本发明利用了VOCs气体大分子相互之间容易通过范德华力聚集的原理。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。当污水井溢出的VOCs气体压力超过大气压和模块风阻时，VOCs气体需要向外排出通过本模块时，VOCs自净呼吸模块9通过凝聚现象将VOCs气体滞留在模块内；当污水井因水位或气体浓度等原因造成污水井压力小于外界气压时，则外界空气通过VOCs自净呼吸模块9进入污水井，这时外界空气将弱吸附在模块内的VOCs气体带回污水井，完成自净脱附过程。

本装置可以用在化工行业的污水池和污水沟的检查井、排水井和代替污水管道上的安全阀或膨胀阀使用，也可用在市政排水沟等其他领域的排水井。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构主视图；

图2为本发明的结构左视图；

图3为本发明的结构A-A剖面示意图；

图4为本发明的结构仰视图；

图5为本发明的结构C-C剖面示意图；

图6为本发明的结构去面板结构示意图；

图7为本发明的结构呼气气体流向示意图；

图8为本发明的结构吸气气体流向示意图；

图9为本发明的结构示例2的仰视图；

图10为本发明的结构示例2的呼气气体流向示意图；

图11为本发明的结构示例2的吸气气体流向示意图。

1-底座；2-外壳；3-内层级框架；4-抽屉；5-密封条；6-顶盖；7-阻火器；8-废气安保净化模块；9-VOCs自净呼吸模块；10-AIRBUM9型单元模块；11-疏水呼吸膜单元模块；12-油气分离模块；13-底座密封橡胶；14-面板；15-锁扣；16-通风防虫网。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

如图1至图11所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种自呼吸式净化装置，包括底座1；所述底座1上套装有底座密封橡胶13；所述底座1上设有壳体组件；所述壳体组件内设有净化组件；所述壳体组件上设有顶盖6。

其中，所述壳体组件包括设置在底座1上的外壳2、设置在外壳2上的面板14、设置在外壳2上且与面板14边沿处相匹配的多个锁扣15、设置在顶盖6下面的进出通气口；所述净化组件包括设置在外壳2内的多个内层级框架3、分别设置在内层级框架3之间的抽屉4、设置在抽屉4内且从下到上分别设有油气分离模块12、疏水呼吸膜单元模块11和过滤组件；所述过滤组件包括从下到上设置在抽屉4内的AIRBUM9型单元模块10、VOCs自净呼吸模块9和废气安保净化模块8；所述进出通气口处设有通风防虫网16；所述面板14上设有密封槽，所述外壳2上且与密封槽位置相对应处设有密封条5，所述密封条5与密封槽相匹配；所述油气分离模块12内设有高分子纳米纤维材料，所述疏水呼吸膜单元模块11为高分子疏水微孔材料组成的气膜；所述AIRBUM9型单元模块10内部填装有含贵金属的催化氧化改性材料的圆柱状颗粒物；所述VOCs自净呼吸模块9为具备特制孔隙的活性炭或分子筛，所述废气安保净化模块8为化学吸附模块；所述VOCs自净呼吸模块9可设置多级；所述顶盖6和废气安保净化模块8之间设有阻火器7。

本发明的使用状态为：如图1-6所示，本实用新型所述的自呼吸式净化装置，底座密封橡胶13包覆在底座1四周且具有一定厚度，使用时用地脚螺栓拉紧，和地面压紧避免雨水流入地井。

外壳2设置在底座上，且外壳2内设有多个内层级框架3，内层级框架3之间分别插装有抽屉4，抽屉4内从下往上分别设有油气分离模块12、疏水呼吸膜单元模块11、AIRBUM9型单元模块10、VOCs自净呼吸模块9和废气安保净化模块8，其中VOCs自净呼吸模块9可设置层一级，也可多级设置如三级。

油气分离模块12内部装有高分子纳米纤维材料，也可以直接用金属丝网除沫器。疏水呼吸膜单元模块11安装一种新型的高分子疏水微孔材料组成气膜，将水雾隔离。AIRBUM9型单元模块10内部填装一种含贵金属的催化氧化改性材料的圆柱状颗粒物。

VOCs自净呼吸模块9是一种具备特制孔隙的活性炭或分子筛。这些活性炭或分子筛和VOCs之间在吸附过程中使用范德华力来进行的物理吸附，不改变VOCs的分子结构。并通过污水井压力变化，和外界空气在常温下进行脱附，完成自净过程。

废气安保净化模块8是一种化学吸附模块，是保证在自净模块饱和的情况下或者微少部分废气逃逸出来，再一次通过化学键吸附处理，确保无废气溢出到外界环境中。

顶盖和废气安保模块之间设有阻火器，可以防止外界火情进入污水管道，确保安全。顶盖进出气口配置在壳体周围的下方，确保无雨水进入，进出气口采用防虫网设计，确保老鼠和鸟类无法进入。

实施例1

如图7、8，本发明安装时，先将六角面上覆盖底座密封橡胶13的底座1对准污水井口，然后用膨胀螺丝固定在污水井口，以保证雨水不流入本净化装置，影响本装置性能。

如图7，当污水井里H2S和VOCs废溢出，压力大于外界环境时，则废气先通过油气分离模块12，将污水井挥发出来的油分离出来，依自重滴回污水井里。然后夹带水分的废气通过疏水呼吸膜单元模块11，将蒸发出来的水雾分离，依自重滴回污水井里。随后废气经过AIRBUM9型单元模块10，将H2S等酸性小分子气体转化成盐或单体S,滞留在AIRBUM9型单元模块10内。废气中只留下VOCs等废气通过一级或多级如三级VOCs自净呼吸模块9，依靠范德华力将VOCs滞留在模块内，变成干净的气体，然后通过废气安保净化模块8，这时截留微小从VOCs自净呼吸模块9逃逸的废气，通过化学键的强烈吸附，确保无害排出。从废气安保净化模块8出来的干净气体，通过阻火器7，到达顶盖6，再从顶盖进出通风网孔16排出，完成一个呼气过程。

如图8，当污水井里因污水液面发生变化，造成污水井出现比外界环境压力低的情况。这时外界空气从顶盖6的进出通风网孔16进入，依次通过阻火器7和废气安保净化模块8，再通过一级或多级如三级VOCs自净呼吸模块9，由于范德华力比较弱，因此干净空气可以将滞留在VOCs自净呼吸模块9的VOCs带出，实现VOCs的常温脱附，脱附出来的VOCs依次经过AIRBUM9型单元模块10、疏水呼吸模块11和油气分离模块12，回到污水井内，完成吸气过程，如此循环。

如图1、图6，当使用一段时间后，本净化装置的废气安保净化模块8和AIRBUM9型单元模块10等模块需要更换时，则只需松动锁扣15，即可打开面板14，然后将抽屉4从壳体2内的内层级框架3抽拉出来，将抽屉4里面滤料倒出，换入新滤料，再将抽屉4推进壳体2内的内层级框架3内，关上面板14并用锁扣15将面板14锁定，即可完成一次换料过程。

实施例2

如图9，本发明可以将底座1做成圆形法兰连接，在法兰的连接孔周围布置底座密封橡胶13，这样本发明可以在污水管道中代替安全阀或膨胀阀使用，且又能保护环境不受废气污染。

如图10-图11，为本发明安装在污水管道的情况，将本发明用螺栓套件17安装在污水管道的三通法兰上，其呼气和吸气过程同示例1。

根据本发明的一个优选实施例，所述疏水呼吸膜单元模块11是由一种新型的高分子疏水微孔材料组成，微孔材料孔率高、孔径分布均匀，具有透气、摩擦系数小吸附性极小不仅防尘，疏油疏水性以及微散热稳定，耐化学防腐蚀等，耐温可在-40℃-+150℃下可持续发挥透气功能。利用材料的这个特性在井下含有水分的气体上升经过隔水透气膜滤掉绝大部分水分，保护上端的过滤单元材料可靠使用。

根据本发明的一个优选实施例，AIRBUM9型单元模块主要针对酸性H2S类气体进行处理。模块内填装有含贵金属的催化氧化改性材料作为滤料。该滤料是一种比表面积较大的圆柱状颗粒物，当被净化气体中的H2S等酸性气体扩散运动到达AIRBUM9型单元模块滤料表面吸附力场时，便被固定在其表面上，然后与其中活性成分发生化学反应，生成一种新的中性盐物质而存储于AIRBUM9型单元模块滤料结构中。AIRBUM9型单元模块滤料对H2S等酸性气体的净化是一个多功能的综合作用，除了一般的物理吸附外，还有化学吸附，粒子吸附，催化作用，化学反应等。

根据本发明的一个优选实施例，AIRBUM9型单元模块已在多个行业中得到成功的应用。它除了可以净化H2S气体外，对于SO2、NOx、硫酸、硝酸、盐酸等各种酸气雾都有较好的净化效果。

根据本发明的一个优选实施例，当井下含有H2S和VOCs等废气的空气压力上升高于地上外界空气压力时，在经过前单元处理后，剩余的VOCs气体依靠自净模块9的呼吸材料，把VOCs气体分子储存在微孔中，滤材分子和污染物分子之间作用力的不同，在吸附过程中，当滤料分子和污染物分子之间的作用力是范德华力或静电引力时进行吸附。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把吸附类比为凝聚现象。呼吸自净化免维护单元模块,把VOCs“吸”在本单元模块并储存在呼吸材料内部。剩余净化的空气通过下面排到地上外界。

根据本发明的一个优选实施例，当井下空气压力小于井上地面周围的空气压力时，外界干净空气从排气口经过以上单元，再经过本单元呼吸自净化免维护单元模块，实现“呼”脱附掉吸附在本单元VOCs气体，再随空气进入井下空间。实现了本单元呼吸自净化，再生，免维护更换的功能。

根据本发明的一个优选实施例，废气安保净化模块8起到最后保证安全、把关的作用。该系列滤材不可再生，是防止VOCs在呼吸自净化免维护单元模块连续“吸”附饱和没有机会转入“呼”再生时起到最后保安作用，正常情况不用工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。