本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及對(duì)冷軋軋制過程中乳化液廢氣所產(chǎn)生異味氣體進(jìn)行凈化的裝置和方法。

背景技術(shù)：

在冷軋生產(chǎn)過程中需要施加乳化液，而乳化液在高溫帶鋼表面蒸發(fā)和部分裂解時(shí)會(huì)形成異味氣體，造成周邊空氣中有異味。這種異味氣體成分復(fù)雜，質(zhì)量濃度不高，主要以分子量相對(duì)較大的烴類及半氧化態(tài)的醛類，酮類及醇酯類為主。

一般冷軋行業(yè)軋機(jī)設(shè)置的排霧系統(tǒng)中有油霧過濾器，但沒有去除異味氣體的設(shè)備，雖然2015年國(guó)家實(shí)施“軋鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 28665—2012)”，只對(duì)軋制機(jī)組規(guī)定了油霧的排放限值，而對(duì)大氣中的異味氣體的排放沒有限制，但軋機(jī)區(qū)域及排放口周邊的乳化液異味氣體是客觀存在的。

傳統(tǒng)的異味氣體抑制技術(shù)有物理法、化學(xué)法和生物法。其中，物理方法主要包括掩蔽法、吸附法。掩蔽法通常是用更強(qiáng)烈的芳香氣味或其它令人愉快的氣味與異味與異味臭氣摻和，以掩蔽異味或改變異味的性質(zhì)，使氣味變得能夠?yàn)槿藗兯邮?，或采用一種能夠抵消或中和惡臭的添加劑，以減輕異味，掩蔽法的效果因各人的感受程度各異而有差異。吸附法僅適宜處理低濃度、污染負(fù)荷不高的異味物質(zhì)，裝置投入運(yùn)行初期除異味效果好，但隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)除異味效果明顯減弱，且更換吸附劑成本較高、并且存在二次污染?；瘜W(xué)方法主要包括化學(xué)洗滌法、氧化法、焚燒法，此方法具有效率高、適用范圍廣，但設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用較高，適合于一些濃度相對(duì)較高的場(chǎng)合。生物方法主要包括生物過濾法、生物吸收法、土壤堆肥法和生物除臭劑等，具有工藝簡(jiǎn)單、較少二次污染等優(yōu)勢(shì)，但該方法存在篩選及培養(yǎng)菌種難、見效慢，生物濾池占地面積大等缺陷。這些傳統(tǒng)的異味污染控制技術(shù)各有其優(yōu)勢(shì)和局限。

近年來(lái)研制出了等離子體凈化方法和光催化氧化法，都屬于常溫氧化方法。等離子體凈化技術(shù)系利用等離子的活性，其基本原理為：通過陡前沿、納米級(jí)窄脈寬的高壓脈沖電暈放電等方式，在常溫常壓下獲得非平衡等離子體，即產(chǎn)生大量的高能電子和O自由基，OH自由基等活性粒子，對(duì)異味污染物進(jìn)行氧化來(lái)破壞惡臭分子的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到消除異味的目的。光催化氧化系通過光能和半導(dǎo)體催化劑的共同作用，形成氧化還原電位，產(chǎn)生OH自由基等 活性基團(tuán)，與異味物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。這兩種方法對(duì)于分子結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的異味氣體有一定的效果，且運(yùn)行管理方便，但因?yàn)槭浅匮趸?，因此需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間才能達(dá)到設(shè)定的效果。因此在停留時(shí)間不夠或不均勻時(shí)可能產(chǎn)生不完全氧化產(chǎn)物，同時(shí)這類裝置往往會(huì)伴生一定濃度的臭氧，如不采取妥善的氣體脫除臭氧措施還會(huì)形成二次污染。

為了解決這些問題，人們采取了不少改進(jìn)措施，包括各種專利中的方法。在中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01210279387.X，“一種高效節(jié)能異味廢氣凈化處理裝置”，將預(yù)過濾活性炭催化氧化單元、高能離子發(fā)生器和紫外光單元集成在一起的設(shè)備，其中，預(yù)過濾器以活性炭作為吸附的介質(zhì)，不能用來(lái)對(duì)含油廢氣進(jìn)行處理，且催化氧化單元的催化劑容易于被氣體中的顆粒物污染而失效，整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資大。由此可見，當(dāng)前技術(shù)設(shè)備還不能滿足目前工業(yè)企業(yè)中對(duì)于惡臭凈化處理的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)冷軋軋制過程產(chǎn)生的乳化液異味氣體的問題，本發(fā)明提供了一種對(duì)冷軋軋制過程中乳化液廢氣所產(chǎn)生的異味氣體進(jìn)行凈化的裝置及其方法，將冷軋軋制過程中排霧系統(tǒng)的乳化液異味氣體進(jìn)行進(jìn)一步的凈化，降低最終排出氣體的臭氣濃度和揮發(fā)性有機(jī)物排放濃度。并且，風(fēng)機(jī)1同冷軋軋機(jī)排霧系統(tǒng)管道10直接相連，乳化液產(chǎn)生的異味氣體先經(jīng)過風(fēng)機(jī)1再過濾，整個(gè)異味氣體進(jìn)行凈化裝置在正壓下工作，對(duì)凈化裝置的氣密性要求低，異味氣體不容易泄露。同時(shí)，異味氣體流動(dòng)速度相對(duì)較慢，在催化填充材料4中的停留接觸時(shí)間長(zhǎng)，氧化反應(yīng)效果更好，去除異味更徹底。

本發(fā)明的一種冷軋乳化液異味氣體凈化裝置，其包括：風(fēng)機(jī)1、除霧裝置、濃縮富集反應(yīng)器6、氧化劑發(fā)生裝置7、排液收集裝置8、排氣口9；

所述的風(fēng)機(jī)1的入口管道與冷軋軋機(jī)排霧系統(tǒng)管道10連接，將軋制時(shí)乳化液產(chǎn)生的異味氣體加壓后送入除霧裝置；

所述的濃縮富集反應(yīng)器6的入口端與除霧裝置的出口管道相連，濃縮富集反應(yīng)器6中裝有催化填充材料4，用于吸附和氧化異味氣體中的異味物質(zhì)；

所述的濃縮富集反應(yīng)器6中設(shè)置有氧化劑投料口5，氧化劑投料口5與氧化劑發(fā)生裝置7相連接，將氧化劑發(fā)生裝置7產(chǎn)生的-去除異味所需要的氧化劑送入濃縮富集反應(yīng)器6中；

所述的排液收集裝置8與除霧裝置和濃縮富集反應(yīng)器6的底部均相連，用于排出除霧裝置和濃縮富集反應(yīng)器6在異味凈化過程中產(chǎn)生的廢液；

所述的排氣口9與所述的濃縮富集反應(yīng)器6出口端相連，用于排出脫除異味后的廢氣。

優(yōu)先的，除霧裝置為過濾式機(jī)械除油霧裝置3，用于去除異味氣體中的油霧。

優(yōu)先的，除霧裝置還包括離心式除油霧裝置2，所述離心式除油霧裝置2位于過濾式機(jī)械除油霧裝置3的上風(fēng)端，即異味氣體先經(jīng)過所述離心式除油霧裝置2，再經(jīng)過過濾式機(jī)械除油霧裝置,其中，

離心式除油霧裝置2去除經(jīng)風(fēng)機(jī)1加壓后的乳化液異味氣體中顆粒度較大的油霧顆粒；

過濾式機(jī)械除油霧裝置3進(jìn)一步去除經(jīng)過離心式除油霧裝置的異味氣體中的油霧。

所述離心式除油霧裝置2，為常規(guī)旋轉(zhuǎn)式螺旋過濾器，利用離心力去除油霧顆粒，型號(hào)可選HCY-W2型油霧過濾器。

所述過濾式機(jī)械除油霧裝置3，為常規(guī)機(jī)械式過濾器，其原理是利用過濾材料去除油霧顆粒，一般過濾材料由2層濾網(wǎng)組成，第一層為金屬絲網(wǎng)，型號(hào)為NITTED MESH TYPE SL-STYLE,第二層為金屬絲網(wǎng)加玻璃纖維，型號(hào)為NITTED MESH TYPE GS-STYLE。

優(yōu)先的，排液收集裝置8與除霧裝置的連接位置是在離心式除油霧裝置2與過濾式機(jī)械除油霧裝置3之間。

優(yōu)先的，濃縮富集反應(yīng)器6裝有催化填充材料4，其中催化填充材料4包含活性炭和催化劑，用于吸附和氧化異味氣體中的異味物質(zhì)。

優(yōu)先的，催化劑為鐵、錳等過渡金屬的氧化物或鹽。

優(yōu)先的，催化劑的重量占催化填充材料的0.01～5.00％。

優(yōu)先的，氧化劑投料口5位于催化填充材料4的上游或中間。

優(yōu)先的，氧化劑發(fā)生裝置7間歇產(chǎn)生氧化劑，每隔一天開啟氧化劑發(fā)生裝置20-30min。

優(yōu)先的，氧化劑為臭氧、H₂O₂或高錳酸鉀。

一種使用上述冷軋乳化液異味氣體凈化裝置進(jìn)行冷軋乳化液異味氣體凈化的方法，包含以下步驟：

(1)乳化液產(chǎn)生的異味氣體通過風(fēng)機(jī)1加壓后送入除油霧裝置去除油霧；

(2)根據(jù)排出口測(cè)到的總揮發(fā)性有機(jī)物(TVOCs)控制氧化劑發(fā)生裝置7的開啟時(shí)間，控制氧化劑的發(fā)生量；

(3)去除油霧后的異味氣體通入濃縮富集反應(yīng)器6，吸附和氧化異味物質(zhì)；

(4)通過排出口9排出脫除異味后的廢氣；

(5)通過排液收集裝置8排出異味凈化過程中產(chǎn)生的廢液。

優(yōu)先的，步驟(1)中去除油霧為：通過過濾方式去除異味氣體中的油霧；除霧裝置為過濾式機(jī)械除油霧裝置3。

優(yōu)先的，步驟(1)中去除油霧可以先通過離心式除油霧裝置2去除經(jīng)風(fēng)機(jī)1加壓后的乳化液異味氣體中顆粒度較大的油霧顆粒；再經(jīng)過過濾式機(jī)械除油霧裝置3進(jìn)一步去除經(jīng)過離心式除油霧裝置的異味氣體中的油霧。

優(yōu)先的，吸附和氧化步驟(3)為通過氧化劑借助催化填充材料4中催化劑將異味物質(zhì)氧化脫除。

優(yōu)先的，異味氣體通過濃縮富集反應(yīng)器6的表觀速度范圍為0.1～1.5m/s，氣力負(fù)荷停留時(shí)間范圍為0.1～5.0s。氣力負(fù)荷停留時(shí)間是指異味氣體在濃縮富集反應(yīng)器6中的平均停留時(shí)間。

本發(fā)明針對(duì)冷軋軋制過程產(chǎn)生的低濃度、大分子乳化液異味廢氣的特點(diǎn)，采用濃縮富集反應(yīng)器，一方面有效增加了異味物質(zhì)在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，另一方面通過富集作用可大大提高反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)物濃度，提高反應(yīng)效率，與現(xiàn)有的低溫等離子和光催化氧化的工藝相比，氣體停留時(shí)間增加了10³～10⁴倍，反應(yīng)物濃度增加10²～10⁴倍，由于氧化劑投料口5的下游存在于催化填充材料4內(nèi)，不會(huì)發(fā)生氧化劑泄漏的問題。本發(fā)明可有效去除冷軋生產(chǎn)中各類乳化液高溫受熱所產(chǎn)生氣體中的各類顆粒態(tài)油霧或水滴，從而減少了后續(xù)反應(yīng)凈化裝置的污染物負(fù)荷。

采用上述技術(shù)方案，可以將冷軋和硅鋼生產(chǎn)帶鋼軋制工藝過程排霧系統(tǒng)廢氣進(jìn)行進(jìn)一步的凈化，降低最終排氣廢氣的臭氣濃度和揮發(fā)性有機(jī)物排放濃度，減少緊臨排放點(diǎn)周邊區(qū)域的異味風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1為冷軋乳化液廢氣凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：(1)風(fēng)機(jī)；(2)離心式除油霧裝置；(3)過濾式機(jī)械除油霧裝置；(4)催化填充材料；(5)氧化劑投料口；(6)濃縮富集反應(yīng)器；(7)氧化劑發(fā)生裝置；(8)排液收集裝置；(9)排氣口；(10)冷軋軋機(jī)排霧系統(tǒng)管道。

具體實(shí)施方式

由冷軋軋機(jī)自帶的排霧系統(tǒng)收集的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)濃度不大于30mg/m³，溫度20-40℃，濕度60-95％，臭氣濃度在3000(無(wú)量綱)以下且呈波動(dòng)特性的。

如圖1所示，異味本發(fā)明的冷軋乳化液異味氣體凈化裝置的風(fēng)機(jī)1入口管道與冷軋軋機(jī)廢氣系統(tǒng)風(fēng)管10相連，風(fēng)機(jī)1運(yùn)行時(shí)吸入乳化液異味氣體，加壓后送入除霧裝置，然后進(jìn)入濃縮富集反應(yīng)器6脫除異味后通過排氣口9排放。濃縮富集反應(yīng)器上游或中間設(shè)置氧化劑源投料口5，氧化劑由氧化劑發(fā)生裝置7產(chǎn)生，濃縮富集反應(yīng)器6內(nèi)裝有催化填充材料4。除霧裝置和濃縮富集反應(yīng)器6底部設(shè)置有排液收集裝置8。

實(shí)施例

寶鋼股份某冷軋軋軋制過程產(chǎn)生的廢氣，經(jīng)軋機(jī)自帶的排霧系統(tǒng)收集后排放，廢氣油霧含量≤20mg/m³，溫度20～40℃，濕度60～95％，臭氣濃度小于1500(無(wú)量綱)，達(dá)到國(guó)家現(xiàn)有的《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB14554-93)》，但在特定氣象條件下，排氣口周邊居民區(qū)仍會(huì)出現(xiàn)可感知的乳化液味(油煙味)。

乳化液廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)1加壓、離心式除油霧裝置2和過濾式機(jī)械除霧裝置3后油霧含量小于1μg/m³，催化填充材料4為活性炭及作為催化劑的Fe₂O₃，其中活性炭為四氯化碳吸附容量在40～60％的活性炭基吸附材料，催化劑重量占催化填充材料的0.20％，氧化劑為臭氧，異味氣體經(jīng)過填充材料層的表觀速度控制在1.2～1.5m/s，氣力負(fù)荷停留時(shí)間為0.1s，催化填充材料4填充高度為12cm，氧化劑投料口5設(shè)置于催化填充材料高度為5cm處，通過投放氧化劑，在催化填充材料層中間形成上下兩個(gè)催化氧化層。每隔約72小時(shí)開啟臭氧發(fā)生器30～45min，間斷投加氧化劑，并以排氣口9檢測(cè)的臭氧濃度控制臭氧發(fā)生器，使得排氣口的臭氧濃度為80～100ppb。

采用實(shí)施例所示的試驗(yàn)裝置和方法處理此軋機(jī)乳化液廢氣(廢氣油霧含量20mg/m³，溫度30℃，濕度85％，臭氣濃度約800(無(wú)量綱))，用華瑞ppb RAE 3000型VOC檢測(cè)儀檢測(cè)本發(fā)明的冷軋乳化液廢氣凈化裝置進(jìn)出口乳化液廢氣TVOCs，按國(guó)標(biāo)規(guī)定的方法對(duì)排氣口9進(jìn)行臭氣濃度檢測(cè)。記錄各時(shí)間點(diǎn)的入口ppb和出口ppb，并計(jì)算TVOCs去除率，現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)試驗(yàn)異味凈化情況如表1所示，TVOCs的平均去除率可以達(dá)到80％，排氣口臭氣濃度控制在50(無(wú)量綱)以下。

表1 異味氣體凈化結(jié)果

運(yùn)行期間裝置排氣口未聞到乳化液氣味，連續(xù)實(shí)驗(yàn)的第52天和第65天檢測(cè)到裝置排氣口9的臭氣濃度在23-41(無(wú)量綱)之間。以上結(jié)果表明，本技術(shù)方案提供的凈化裝置和方法，對(duì)于冷軋軋制過程排放的廢氣具有良好的異味去除效果。