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化工行業

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天津東大化工有限公司苯甲酸鈉車間技術方案
添加時間:2017-07-26    閱讀次數:2543

一、工藝簡介:

因原設備為脫硫除塵工藝,先改為處理含有粉塵的有機廢氣:

因此需要增加:“微納米氣泡發生裝置+高效動態攔截設備+UV光氧凈化設備”,從而徹底的將有機廢氣處理,已達到達標排放的要求。

二、凈化原理簡介:

1微納米氣泡凈化工作原理

微納米氣泡粒子能量來源如下五個方面:

1)電離能

氧氣經過電離后生成部分氧離子,并形成等離子體,當電離作用消失后,氧等離子體消失,轉變成活性氧氣團,主要包括臭氧離子團(O32-、O3-)、臭氧分子團(O3)、氧離子團(O22-、O2-)、氧分子團(O2)等,這些活性氧氣團具有非常高的電離能,經過氣體切割后,各種離子團和分子團分離,切割動能轉變為氣泡能級躍遷能量,在各個氣泡中表現為電離能提高,達到可以隨時產生氧化作用的高能級,可以氧化一切接觸到的物質。


2)高速動能

氣泡是經過水對目標氣體離心切割吸入作用產生的,切割后產生水氣混合液體,氣泡伴隨著切割水溶液在蝸旋加速系統中加速運動,由于蝸旋加速系統的特點是進水總量與噴射出水總量相等,而進水口管徑遠遠大于出水口徑,所以出水口的水溶液流速將大幅度提高:

L1S1=2L2S2

S1=πd12/4

S2=πd22/4

其中:L1為進水口水溶液流速,S1為進水口截面積,d1為進水口直徑

L2為出水口水溶液流速,S2為出水口截面積,d2為出水口直徑

則出水口水溶液流速L2計算如下:

L2=L1d12/2d22

蝸旋加速系統的進水口直徑d1=G1/2

蝸旋加速系統的出水口直徑d2=G1/16

L2=64L1                                           

一般進水口流速L1的選定范圍為410/秒,最高為20/秒,因此出水口流速L2的增速范圍為256640/秒,最高出水口流速可以達到1280/秒。

當活性氧氣泡流速達到256/秒以上后,氣泡就具有了非常高的動能,這種動能足以在有效傳輸距離(發生斷裂化學鍵和共價鍵的傳輸距離)中打破任何污染物與水分子之間的共價鍵連接和污染物內部的化學鍵連接,實現水質凈化還原和對污染物的氧化降解,一般有效傳輸距離為0.50.8米;當活性氧氣泡流速達到640/秒甚至更高時,活性氧氣泡被壓縮得更小,氣泡擁有的動能將倍增,在水中的有效傳輸距離將提高到3米以上,進一步提高了氣泡對污染物的氧化降解作用率和對廢氣凈化的作用。

3)分子間能

任何分子之間都存在分子間的作用力,稱為分子間能。

切割后形成的氣泡伴隨著切割水溶液在蝸旋加速系統中加速運動,在加速運動中來自外部的壓力逐漸增高,氣泡因外部壓力增高而逐漸壓縮,活性氧分子間距逐漸縮小,因此導致分子間作用力越來越強,分子間能逐步提高,到含有氣泡的水溶液噴射之前,氣泡因壓力的作用壓縮到最小,氣泡直徑壓縮到5微米到幾個納米,分子間能蓄積達到最高,氣泡破裂后活性氧分子自由熱運動增強,可以隨時加入到水分子共價鍵中成為溶解氧,也可以隨時斷裂其他物質與水分子形成的共價鍵,氧化其他物質。

4)爆炸能

活性氧微納米氣泡進入水中后產生三種變化,第一種為氣泡破裂,活性氧以分子態溶解于水中成為溶解氧;第二種為氣泡融合成為大分子氣泡,隨著氣泡不斷融合壯大,氣泡將上升出水面;第三種為氣泡保持原態在水中橫向、向下、向上運動,45小時后才能上升到水面,在這個過程中發揮氧化降解和凈化水的作用。

我們所說的氣泡破裂爆炸能是指第一種情況,活性氧微納米氣泡進入水中后,因氣泡內部壓力比較高導致氣泡壁具有比較高的張力,發生碰撞或其他條件導致氣泡破裂,氣泡壁的張力作用將釋放巨大的爆炸能量,這種爆炸能量可以促使活性氧分子溶解于水,同時可以破壞污染物與水的共價鍵連接,也可以破壞污染物內部的化學鍵連接,活性氧同時發揮作用,完成氧化降解污染物和凈化廢氣。

5)結合能

活性氧微納米氣泡進入水中后發生第二種變化即氣泡融合成為大氣泡時,由于氣泡融合導致氣泡壁表面張力下降,融合的氣泡將釋放較大的氣泡結合能,這種結合能可以導致氣泡周邊的污染物與水之間的共價鍵結合破裂,使氣泡中的活性氧對污染物產生氧化降解作用和活性氧分子在水中的溶解作用。

以上五種能量在活性氧微納米氣泡中共存,五種能量結合后使活性氧氣泡擁有超高的粒子能量?;钚匝跷⒓{米氣泡的運動是由氣泡自身能量引發的,氣泡在高速運動中使液體被加熱到可以隨時發生化學反應的臨界狀態,其中化學反應將以我們不能想象的、也不能從物理的角度推測的速度發生,從而可以對水中任何污染物發揮氧化作用,達到氧化降解污染物和凈化水質目的。

這種高能氧氣泡或分子團以溶液噴霧的方式噴灑到空氣中,因活性氧氣泡具有超高的能量,能夠捕集空氣中的各種污染物,并對污染物氧化降解,凈化空氣。

根據微納米氣泡產生的能量,對于廢氣的反應過程如下:

氣泡的動能和氣泡破裂釋放的爆炸能作用,斷裂了污染物與水之間的共價鍵、水分子之間的共價鍵,氧分子團在分子鍵能的作用下迅速離散為氧分子并與部分水分子結合成為水中的溶解氧:

H2O-(M-M)n+E——H2O+(M-M)n

H2O+O2+E——H2O-O2

H2O+O3+E——H2O-O3

其中:M為污染物,E為粒子能量。

融入水中的溶解氧(O2、O3)獲得電子成為活性氧陰離子,氫離子與活性氧陰離子結合成過氧化氫(H2O2)。

O2+e———O2

O3+e———O3

2H++2e+2O2———H2O2+O2

2H++2e+2O3———H2O2+2O2

氧離子、過氧化氫、氫離子、氫氧根離子對水分子的綜合作用,產生了大量的水和離子:

H++H2O——H3O+(羥基離子)

OH-+H2O——H3O2—(水氧基離子)


2動態攔截系統

動態濾油盤主要由上部機架、驅動電機、傳動系統、網板和鏈條、下部框架、沖洗水系統、集污槽。

動態攔截設備工作原理如下:

受電機驅動,運輸皮帶帶動與之相連接的網板,網板高速旋轉,利用網板旋轉將廢氣中的顆粒物及氣溶膠攔截下來,通過壓力水沖洗,將網板上的污物沖入沖渣槽內達到凈化廢氣的目的。

在進口處設有動態攔截扇特別裝置,由于攔截扇的旋轉運動,與顆粒物及氣溶膠發生機械碰撞,從而被阻留,捕集;在離心力的作用下,灑落到攔截扇圓筒邊沿堆積,在沖洗作用下流入積污池。

動態攔截回收顆粒物及氣溶膠的凈化原理,是純物理性的,主要由金屬網盤在高速電機的帶動下完成。金屬網盤運動方向與油煙流動方向垂直相交,所產生的風阻很小,在達到凈化目的的同時,也保證良好的抽排效果。 金屬網盤的高度轉動,形成了具有一定間隙的屏蔽,如果屏蔽采用的是鋼板,則無論如何旋轉都無法使顆粒物及氣溶膠通過,但是隨著屏蔽上的間隙的出現,顆粒物及氣溶膠因為網盤后面的負壓,會通過間隙,當通過間隙的時候,由于網盤的速度很快,大的顆粒來不及通過就被阻擋下來;當顆粒物及氣溶膠被機械屏障攔截時,旋轉凈化盤高速旋轉產生的離心力,在沖洗作用下流入積污池,從而將顆粒物及氣溶膠進行回收。

3 UV光氧裝置工藝原理

光化學利用高強輻照場對惡臭物質的破壞作用和氧對惡臭物質的氧化去除作用來去氣體中的硫化氫、氨、甲硫醇、芳香烴等 VOC(揮發性有機物),并利用氧在強輻照下分解所產生的活潑的次生氧化劑來氧化有害物質,輻照場和氧一道,存在著一個協同作用,這種協同作用使該技術對惡臭去除的速率得到79 個數量級的增加,即反應速度增加千萬至十億倍。輻射與惡臭氣體分子的相互作用可以看作是輻射場(震蕩電場)與電子(震蕩偶極子)會聚時的一種能量交換。硫化氫等惡臭氣體分子在輻照射線的作用下,物質分子的能態發生了改變,即分子的轉動、振動或電子能級發生變化,由低能態被激發至高能態,這種變化是量子化的。量子化反應并結合過濾凈化、吸附凈化等技術達到惡臭氣體徹底凈化和達標排放的目的。

成功案例case
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