一:生物净化工艺介绍
各臭气源点的臭气经集气系统负压收集后,通过离心风机的抽送,被直接导入洗涤—
生物滤床除臭设备。前段洗涤床具有有效除尘、调节臭气的湿温度、消减峰值浓度冲击、去除部分水溶性物质等功能。在后段的多级生物过滤床内,通过气液、液固传质由多种微生物将致臭物质降解。
含硫系列臭气被氧化分解成S、SO
32—、SO
42—。硫黄氧化菌的作用是清除硫化氢、甲硫醇、甲基化硫等硫黄化合物。含氮系列臭气被氧化分解成NH
4+、NO
2—、NO
3—,消化菌等氮化菌的作用是清除恶臭成分中的氮。当恶臭气体为H
2S时,专性的自养型硫氧化菌会在一定的条件下将H
2S氧化成硫酸根;当恶臭气体为有机硫如甲硫醇时,则首先需要异氧型微生物将有机硫转化成H
2S,然后H
2S再由自养型微生物氧化成硫酸根。
H2S+O2+自养硫化细菌+CO2 →合成细胞物质+SO42—+H2O
CH3SH→CH4+H2S→CO2+H2O+SO42—
当恶臭气体为NH3时,氨先与水反应生成氨水,然后在有氧条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的硝化作用转为硝酸,在兼性厌氧条件下,硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气。
硝化: NH3+O2→HNO2+H2O
HNO2+O2→HNO3+H2O
反硝化:HNO3→HNO2→HNO→N2O→ N2
后段过滤床根据废气源条件可选配,以强化处理。(如活性炭吸附除臭、植物液除臭等)
列生物净化装置性能特点
处理效率高、除臭效果好
生物净化装置能有效去除硫化氢、氨、甲硫醇等特定的污染物外、除臭效果也非常好,达到95%以上。任何季节、任何气候条件下都能满足各地最严格的除臭环保要求。
除臭工艺先进、合理
除臭工艺先进、合理,排放的产物对人畜无害,属环境友好性技术,无二次污染。
微生物活性强
设备仅运行初期需少量投加营养物,运行后期微生物只需通过吸收废气中的养料就能保 持良好的活性。
耐冲击负荷容量大
能自动调节废气浓度高峰值,耐冲击负荷的能力强。
生物填料寿命长
经特殊加工制造的生物填料,具有比表面积大、生物膜易生长、易脱落、耐腐蚀、耐生物降解、保湿性能好、孔隙率高、压损小及良好的布气布水等特性,使用寿命可达8-10年。
设备操作简便、无需维护
无需专人管理,无需日常维护,管理方便,运行费用低。可24小时连续运行,也适合 于间断运行。
自动控制、全自动运行
PLC全自动控制可实现远程或就地两种控制,并有手动和自动两种自控模式。工艺运行按PLC设置实现完全自动,运行稳定,无人管理。
运行能耗少
由于本填料良好的保湿性能,喷淋水间歇运行,水的消耗量少。填料本身耐生物腐蚀, 填料本身没有耗损,可长期稳定运行。
二催化燃烧工艺
催化燃烧是借助催化剂在低温下(200~400℃)下,实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广,已有不少定型设备可供选用。
催化原理及装置组成
(1)催化剂定义
催化剂是一种能提高化学反应速率,控制反应方向,在反应前后本身的化学性质不发生改变的物质。
(2)催化作用机理
催化作用的机理是一个很复杂的问题,这里仅做简介。在一个化学反应过程中,催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡,所改变的仅是化学反应的速度,而在反应前后,催化剂本身的性质并不发生变化。那么,催化剂是怎样加速了反应速度呢了既然反应前后催化剂不发生变化,那么催化剂到底参加了反应没有?实际上,催化剂本身参加了反应,正是由于它的参加,使反应改变了原有的途径,使反应的活化能降低,从而加速了反应速度。
例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的,即:
A+B→[AB]→C
其反应速度较慢。当加入催化剂K后,反应从一条很容易进行的途径实现:
A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K
中间不再需要[AB]向C的过渡,从而加快了反应速度,而催化剂并未改变性质。
(3)催化燃烧的工艺组成
不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程,都由如下工艺单元组成。
①废气预处理
为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。
②预热装置
预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,必须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。
预热装置加热后的热气可采用换热器和床层内布管的方式。预热器的热源可采用烟道气或电加热,目前采用电加热较多。当催化反应开始后,可尽量以回收的反应热来预热废气。在反应热较大的场合,还应设置废热回收装置,以节约能源。
预热废气的热源温度一般都超过催化剂的活性温度。为保护催化剂,加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离,这样还能使废气温度分布均匀。
从需要预热这一点出发,催化燃烧法最适用于连续排气的净化,若间歇排气,不仅每次预热需要耗能,反应热也无法回收利用,会造成很大的能源浪费,在设计和选择时应注意这一点。
③催化燃烧装置 一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。
在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理气量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器独立装设,其间用管道连接。对于处理气量小的场合,可采用催化焚烧炉,把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。
在有机物废气的催化燃烧中,所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起爆炸,安全问题十分重要。因而,一方面必须控制有机物与空气的混合比,使之在爆炸下限;另一方面,催化燃烧系统应设监测报警装置和有防爆措施。
催化燃烧用催化剂
由于有机物催化燃烧的催化剂分为贵金属(以铂、钯为主)和贱金属催化剂。贵金属为活性组分的催化剂分为全金属催化剂和以氧化铝为载体的催化剂。全金属催化剂是以镍或镍铬合金为载体,将载体做成带、片、丸、丝等形状,采用化学镀或电镀的方法,将铂、钯等贵金属沉积其上,然后做成便于装卸的催化剂构件。由氧化铝作载体的贵金属催化剂,一般是以陶瓷结构作为支架,在陶瓷结构上涂覆一层仅有0.13mm的α-氧化铝薄层,而活性组分铂、钯就以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中。
但由于贵金属催化剂价格昂贵,资源少,多年来人们特别注重新型的、价格较为便宜的催化剂的开发研究,我国是世界上稀土资源最多的国家,我国的科技工作者研究开发了不少稀土催化剂,有些性能也较好。
三吸附催化燃烧工艺
本净化装置是根据吸附和催化燃烧两个基本原理设计的,即吸附浓缩—催化燃烧法。该除尘设备采用单床吸附净化有机废气和催化燃烧装置再生激活活性炭工作方式。先将有机废气用活性炭吸附低浓度的有机废气,当快达到饱和时停止吸附操作,然后用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭再生;脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧室催化转化成CO2和H2O排出;当有机废气的浓度达到2000ppm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用外加热。燃烧后的尾气一部分排入大气,大部分送往吸附床,用于活性炭的脱附再生。这样可以满足燃烧和脱附所需热能,达到节能的目的,再生后的活性炭可用于下次吸附。
该净化装置设备是利用催化燃烧的方法,将有毒有害的有机气体转化为无毒的气体。
该装置主体结构,由净化装置主机、引风机、控制系统三大部分组成。其中催化燃烧净化装置包括:除尘阻火器、热交换器、预热器、催化燃烧室。
催化燃烧设备特点
1.设备运行稳定可靠,故障率低,维护保养简便;
2.设备运行费用相对较低;
3.安全性能良好,系统采用多重安全设施,杜绝发生安全事故;
有机废气吸附-催化催化工艺被广泛应用于涂装、印刷、机电、家电、制鞋、塑料及各种化工车间里挥发或泄漏出的有害有机废气的净化及臭味的消除等工程项目当中,最适用于较低浓度(50~1000ppm)的、不宜采用直接燃烧或催化燃烧法和吸附回收法处理的有机废气治理的案例。尤其对大风量的处理场合,均可获得满意的经济效益和社会效益。我公司通过众多的工程实例,不断的完善技术工艺,使装置更具实用性和安全性,在保证连续达标的前提下尽可能的减少能耗。
四天然植物液除臭工艺
上个世纪七十年代初,国外就开始了从纯天然植物液中提取汁液消除恶臭的研究工作,并成功的从多种可食用的天然植物中得到可以消除不同异味的、多种型号的植物提取液在全球已经有超过八十个国家和地区在使用天然植物提取液异味控制技术消除各类环境异味,尤其是由有机物散发的恶臭。其重要特点是能够迅速消除臭味而不是暂时的掩盖臭臭味。
天然植物液产品由纯天然植物提炼,对人体无毒无害,不会引起皮肤或呼吸系统过敏等各种不良反应,是可靠的、符合国际健康标准的环保产品。
天然植物提取液可以根据各种不同的工作场合和公共场所,不同的异味源,有针对性的设计工艺,清除异味,保持空气环境清洁。
天然植物除臭工艺原理
天然植物液经雾化后,能有效吸附空气中的异味分子,并改变异味分子结构型式,进而消除异味,其具体机理如下:
① 天然植物液含有生物碱,与硫化氢等酸性异味分子反应消除异味。
② 天然植物液部分有效成分具有还原性,能与异味气体中部分物质(如甲醛)之间进行氧化还原反应消除异味。
③ 天然植物液液滴具有很大的比表面积,具有很大的表面能。平均每摩尔约为几十千卡。这个数量级的能量已是许多元素中键能的1/3-1/2。溶液的表面不仅能有效地吸咐在空气中的异味分子,同时也能使被吸附的异味分子的立体构型发生改变,削弱了异味分子中的化合键,使得异味分子的不稳定性增加,容易与其他分子进行化学反应,植物液中的酸性缓冲液发生反应,最后生成无味、无毒的有机盐。
④ 我公司(杭州楚天科技有限公司)采用的天然植物液是无毒无害的液体,经过全球数十个国家和地区的严格检测认可,天然植物液安全、无毒、无刺激、不燃烧、不爆炸。
天然植物液与部分异味分子的反应
臭气分子 |
与植物液反应 |
臭气分子 |
与植物液反应 |
丙硫醇 |
分解反应 |
二氧化硫 |
氧化还原反应 |
戊硫醇 |
分解反应 |
三丁硫醇 |
分解反应 |
氨 |
酸碱、聚合反应 |
三乙胺 |
酸碱、聚合反应 |
苯硫醇 |
分解反应 |
甲苯硫酚 |
分解反应 |
丁胺 |
酸碱、聚合反应 |
苯硫酚 |
分解反应 |
氯气 |
氧化还原反应 |
甲胺 |
酸碱、聚合反应 |
丁烯硫醇 |
分解反应 |
异丁硫醇 |
分解反应 |
丁二胺 |
酸碱、聚合反应 |
腐胺(1,4-丁胺) |
酸碱、聚合反应 |
二异丙胺 |
酸碱、聚合反应 |
吡啶 |
酸碱、聚合反应 |
二甲胺 |
酸碱、聚合反应 |
二苯硫 |
分解反应 |
乙硫醇 |
分解反应 |
粪臭素(3-甲基吲哚) |
酸碱、聚合反应 |
硫化氢 |
分解、酸碱反应 |
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系统组成
系统组成包括全自动配液系统、高压雾化系统、管路系统、电气控制系统等。
全自动配液系统包括储液箱、自动比例加药器、过滤器等,可自动控制。
高压雾化系统包括高压水泵、雾化喷嘴及管路组成。
电气控制系统包括液位开关、流量开关等组成。
植物液喷淋装置性能特点
高效性
同等用量下,它的处理效率明显高于传统的化学吸附剂。
安全无毒性,无二次污染
经严格的检测以及大量的实践证明,其对人体和动物是无害、无毒的,不会引起皮肤或呼吸系统过敏,不会引起各种不良反应。天然植物液为有机成分,具有可生化性,即能够自行降解,因为不会带来二次污染。
用途广泛,效果独特。
可用于宾馆、酒店、车站、政府大厦、会议室和办公场所的空气净化,更常用于各类型工程、垃圾场、污水处理厂、堆肥场、屠宰场食品厂等场所的除臭。
投资少,运行费用低
使用少量天然植物液就能实现大面积的臭气的净化。
安装维护简单,占地省
系统容易安装使用,基本不需花费太多时间和费用,占地面积省,仅1平米的占地面积。
天然植物除臭液的适用范围
可用于宾馆、酒店、车站、政府大厦、会议室和办公场所的空气净化,更常用于各类型工程、垃圾场、污水处理厂、堆肥场、屠宰场食品厂等场所的除臭。
1、垃圾填埋场、垃圾中转站、工业及城市污水处理厂、城市污水泵站等异味严重的地方,企业污水曝气池臭味治理;
2、肉类加工厂、屠宰厂、饲养场、动物园等;
3、医院、候车室、公厕、新装修的住宅、餐厅等场所;
4、化工厂、皮革、制鞋、家具生产车间。
蓄热式废气焚烧炉( Regenerative Thermal Oxidizer, 简称 RTO )是在消化蓄、换热原理、热力氧化炉技术基础上,开发了两厢、三厢蓄热室氧化炉;这种炉型工艺先进、运行长期稳定、运行成本低廉,系统实现PLC全自动控制。
设备原理:设备广泛应用于涂装、石油及化工、油漆生产及喷漆、印刷、电子元件及电线、农药及染料、医药、显像管、胶片、磁带等领域;适合于成分复杂、含有腐蚀性或卤素、硫、磷、砷等对催化剂有毒物质的低浓度、大风量的有机废气治理,也非常适用以及处理需要高温氧化才能消除气味的某些特殊臭气。 有机废气浓度在 100PPM—2000PPM 之间皆可使用;
工作原理:将有机废气加热升温至760~820℃左右,使废气中的VOC氧化分解,成为无害的CO2和H2O;氧化时的高温气体的热量被蓄热体“贮存”起来,用于预热新进入的有机废气,从而节省升温所需要的燃料消耗,降低运行成本。
待处理有机废气经引风机作用进入蓄热A室的陶瓷介质层(该陶瓷介质“贮存”了上一循环的热量),蓄热陶瓷释放热量,温度降低,而有机废气吸收热量,温度升高,废气离开蓄热室后以较高的温度进入氧化室。此时废气温度的高低取决于陶瓷体体积、废气流速和陶瓷体的几何结构。
在氧化室中,有机废气再由燃烧器补偿加热升温至设定的氧化温度。使其中的有机物被分解成二氧化碳和水。由于废气已在蓄热室内预热,燃烧器的燃料用量大为减少。氧化室有两个作用:一是保证废气能达到设定的氧化温度,二是保证有充分氧化的停留时间。氧化后高温气体经蓄热B室陶瓷蓄放热转降温后排放,一般情况下排气温度比进气温度高约~70℃左右。
循环周期完成后,进气与出气阀门进行一次切换,进入下一个循环周期,废气由蓄热室B进入,蓄热室A排出。净化率可达到95%以上。三室蓄热废气焚烧炉(RTO)与两室工作原理一样,不同地方在于多一道吹扫程序。切换之前,已被净化的气体经反吹室清扫上道进气内及管路残留有机物。这样可使废气的净化率更高,可达到98%以上。
三室程序动作
A室 |
进气 |
吹扫 |
出气 |
B室 |
出气 |
进气 |
吹扫 |
C室 |
吹扫 |
出气 |
进气 |
处理装置上设定温度检测元件、风机风压检测、炉膛压力控制等装置,保证设备正常安全运行。
工艺流程图:设备参数:
型 号 |
-100 |
-150 |
-200 |
-250 |
300 |
400 |
额定流量(Nm3/h) |
10000 |
15000 |
20000 |
25000 |
30000 |
40000 |
处理对象 |
三苯、醇、醚、醛、酚、酮、酯等 VOCs |
废气浓度 mg/Nm3 |
100 ~ 4500mg/m3 |
净化率( % ) |
≥95 |
蓄热效率( % ) |
最高可达95% |
运行温度( ℃ ) |
760~820 |
供热能(104kcal/h) |
15 |
25 |
50 |
50 |
75 |
100 |
燃料 耗量 |
启动时 |
燃烧器为最大输出 |
正常运行 |
根据废气浓度确定,当浓度 1500mg/Nm3以上时,燃烧器维持小火即可 |
风压损失( Pa ) |
≤3000 |