[發明專利]一種連續式廢氣處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201410320173.1
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104107625B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 魯金濤;谷月峰
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/74
• 分類號: B01D53/74;B01D53/76;B01D53/70;B01D53/58;B01D53/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于工業廢氣處理領域，涉及一種連續式廢氣處理裝置及方法。

背景技術

工業廢氣包含企業廠區內燃料燃燒和生產工藝過程中產生的各種排入空氣的含有污染物氣體等，廢氣源自化工廠，制藥廠，印染廠等工業。這些廢氣有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氫、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氫、一氧化碳、硫酸(霧)、揮發苯及芳烴、鈹化物、煙塵及生產性粉塵，排入大氣，會污染空氣。這些物質通過不同的途徑呼吸道進入人的體內，有的直接產生危害，有的還有蓄積作用，會更加嚴重的危害人的健康。目前對于工業廢氣的處理主要采取焚燒法(專利201210023570.3)、活性炭吸附(專利201310270874.4)、濕式空氣氧化法(專利200710068312.6)、光化學氧化及光催化氧化(專利201280006489.2，201280005310.1)、電化學氧化(專利201310071665.7)等方法，這些傳統的處理方法效率較低，尤其對于高濃度工業廢氣很難達到國家一級排放標準，有些工藝處理后的殘留物仍為污染物或危險物，需做進一步處理才能排放，因此對工業廢氣處理的新技術和新方法有待進一步研究開發。相關研究表明，超臨界水氧化是目前處理工業廢氣的有效途徑。

上世紀80年代初美國學者M.Modell提出的超臨界水氧化技術(Supercritical?Water?Oxidation，簡稱SCWO)能夠徹底破壞有機物的結構，用它處理那些難生化、有毒害、高濃度的有機廢水及軍工廢料很有效。處于其臨界點(374℃，22.1MPa)以上的高溫、高壓狀態的水被稱為超臨界水(SCW)，在此條件下的水既具有與氣體相當的擴散系數(比一般液體高10-100倍)和較低的黏度，又具有與液體相近的密度和對物質良好的溶解能力。SCW與非極性物質如烴類、戊烷、己烷、苯和甲苯等有機物可完全互溶，氧氣、氮氣、CO、CO₂等氣體也都能以任意比例溶于超臨界水中。正是由于SCW的溶劑化特性，使其成為有機物氧化的理想介質，以超臨界水為載體，將有機廢物與空氣、氧氣等氧化劑在超臨界水中進行氧化反應而將其去除。超臨界水氧化反應是在高溫、高壓下進行的均相反應，反應速率很快(可小于1min)，處理徹底，有機物被完全氧化成二氧化碳、水、氮氣以及鹽類等無毒的小分子化合物，不形成二次污染，且無機鹽可從水中分離出來，處理效率可達99.99％以上，完全能夠達到國家一級排放標準，實現直接排放或回收利用。另外，當有機物質量分數超過2％時，超臨界水氧化過程可以形成自熱而不需額外供給熱量。這些特性使超臨界水氧化技術與生化處理法、濕式空氣氧化法及燃燒法等傳統的廢水處理技術相比表現出獨特的優勢，使其成為一種具有很大潛在優勢的環保新技術。

基于超臨界水氧化工藝的如上優點，美國等一些國家都投入了大量的人力、物力致力于SCWO技術的研究。目前美、日、德等已建成了中試裝置，1994年世界上第一套用于工業廢水處理的商業化SCWO裝置也已投產使用。近年來，美國利用SCWO技術已試處理過化學武器中的物質、火箭燃料物質、爆炸物質、雙氧化物污染的土壤、紙漿廠料漿、城市泥槳、易揮發酸、工業料槳、人體生理垃圾等等。我國近年來也對醇類、酚類、苯類、含氮及含硫等有機廢水進行了超臨界水氧化的研究并形成了一些相關專利，如一種超臨界水氧化處理含碳有機物的方法(201210592563.5)，一種超臨界水氧化處理乙烯廢堿液的方法(201110285736.4)等。這些研究取得了滿意的效果，但都處于小試規模，均為間歇式反應器，缺少連續式，處理的時間長，不能進行大規模的工業廢氣處理。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種連續式廢氣處理裝置及方法，該裝置及方法可以快速對高濃度工業廢氣進行處理。

為達到上述目的，本發明所述的連續式廢氣處理裝置包括氧化劑存儲器、水蒸氣發生器、第一壓縮機、加熱器、第二壓縮機、蛇形反應管及副產品回收器，第一壓縮機上的氧化劑入口及水蒸氣入口分別與氧化劑存儲器的出口及水蒸氣發生器的出口相連通，第一壓縮機的出口與加熱器的入口相連通，加熱器的出口與第二壓縮機的入口相連通，第二壓縮機的出口與蛇形反應管的入口相連通，蛇形反應管的出口與副產品回收器的入口相連通；

所述第一壓縮機的出口與加熱器的入口通過第一閥門相連通。

所述加熱器的出口與第二壓縮機的入口通過第二閥門相連通。

所述第二壓縮機的出口與蛇形反應管的入口通過第三閥門相連通。

本發明所述的連續式廢氣處理方法包括以下步驟：