阅读说明：本技术 一种造纸废气的处理工艺 (Treatment process of papermaking waste gas ) 是由 占正奉 陈学萍 方敏 王同星 季卫国 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明属于废气处理领域,具体涉及一种造纸废气的处理工艺,其主要核心部分为除雾器,UV光解催化氧化,臭氧发生器、氧化塔,吸收塔,臭氧催化氧化反应塔、风机等,其工艺简单,使用方便,成本低,废气处理效率高,降低废气排放,减少环境污染。(The invention belongs to the field of waste gas treatment, and particularly relates to a treatment process of papermaking waste gas.)

一种造纸废气的处理工艺

技术领域

本发明属于废气处理领域，具体涉及一种造纸废气的处理工艺。

背景技术

造纸工业是国民经济的基础产业之一，与社会经济的发展和人民生活息息相关。造纸行业快速发展的同时也伴随着造纸行业污染的加剧。随着人们环保意识的提高，造纸废气的治理也日益为行业及公众所重视。

制浆造纸是以植物纤维为原料的化工生产过程，为了完成过程中的物理、化学反应，生产上常常以水为载体或介质，所以造纸是一个水资源消耗很大的行业，生产过程的各种反应、燃料的燃烧过程，会放出多种废气，如带味的、挥发性有机物和二氧化碳等，造纸厂污水循坏利用，大量的有机物沉淀发酵，引发污水产生臭气，在利用植物纤维原料造纸时，在获得纸张和纸板的同时，也向环境排放废水、废气、废渣、废热，造成环境的污染，所以应该采取适当的环境管理措施和清洁技术，使制浆造纸工业的环境影响有所降低，做到符合可持续发展的要求。制浆造纸工业向大气散逸的污染物质主要有硫化合物、氯化合物、氮化合物、无机粉尘、有机气体。硫化物的逸散主要有两种类型：一种是恶臭气体，如硫化氢、甲基硫、二甲基硫、二甲基二硫，这种类型的散逸主要来自硫酸盐法制浆及碱回收过程；另一种类型是氧化硫SOx，主要来自酸性亚硫酸盐法制浆过程，但也不同程度地来自中性亚硫酸盐法和重亚硫酸盐法。

现有废气处理技术中有活性炭吸附法、低温等离子体技术、生物处理、燃烧法等。实际处理过程中，运用活性炭吸附法进行废气处理的环保公司对其设备的除污参数，基本上都会提到此类设备的除污效率达到90％以上，但在实际除污应用过程中，除污效率达到90％以上只是理论值。而且在不同的工作环境下，其除污效率远比这个理论数值低。主要原因包括温度、工作环境湿度、水雾、酸度、灰尘及被吸附气体之间的相互作用等。例如我国南方全年湿度较大，气温较高，其活性炭实际吸附量不足实验室的50％。其次，使用活性炭吸附法处理达标排放实际运维费用是十分高昂的，同时自然吸、脱附管理难、适用性受多种因素影响，不适合含粉尘、水汽、乳状物等废气处理，难稳定环保达标。且大量饱和后的活性炭处理更耗费巨大，该方法仅是将污染物吸附转移，如对饱和后活性炭转移过程无严格把关跟踪，则极易造成二次污染。

国内生产的运用低温等离子体技术的治污设备，大量可用于废气处理的低能量等离子体设备仅可用于治理油烟污染，在实际处理工业废气过程中，这种低温等离子体技术设备对有机废气的降解基本无效和会生成污染副产物，其降解效率较低，而废气的易燃性令其安全性备受关注。

生物处理法适用性较差：仅适用于特定的污染物，且生物细菌易死亡，对易溶物和易降解污染物进行处理时，会受到一定的限制；生物因新陈代谢易堵塞；生物法所用填料的比表面积、孔隙率等直接影响反应器的生物量以及整个填充床的压降及填充床是否易堵塞问题；难实现自动控制；难以提高对各运行参数的控制能力，维护费用高和难管控故障；菌种培育困难：难筛选出高效降解各种废气的优势菌种；反应场地约束：反应装置占地面积大、反应时间较长。故生物法在应用中不乏摆设的情况。

另外，对于燃烧法因蓄热燃烧(RTO)方式的燃烧室内温度一般不低于750℃，甚至高达1000度，因此，会产生燃料型氮氧化物。在有机废气的催化燃烧(RCO)工艺中，由于采用自来水作为水喷淋进行预处理，水中的氯离子及有机物质自带的氯离子在催化燃烧室内(200～500度)极易生成二噁英。而废气处理设备上均无高温装置用于促使二噁英的分解，因此，气体在燃烧过程中产生的二噁英将直接排放至到大气，造成二次污染。

中国专利申请CN 107051128A公开了一种多级废气处理系统，包括洗气罐、UV光解净化器、离心风机和净化塔，所述洗气罐的一侧下方连接有入气口，且洗气罐的内部上方安装有除雾器，所述净化塔的上端开设有排放口；通过洗气、光解除臭、水气分离和净化，最终排放出较为纯净的气体。但是该系统中含有电热管等设备，由于废气成分的特殊性，存在安全隐患。

由此可知，现有技术中的废气处理技术均存在大小不同的弊端，实际运行处理过程中，一方面废气处理效果不理想，另一方面，处理过程会产生二次污染或潜在安全隐患，再是废气处理成本难以控制，并不能很好地实施运行。

发明内容

为克服以上技术问题，本发明提供了一种造纸废气的处理工艺，该废气处理工艺处理效果好、成本低、易于实现。

为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：

一种造纸废气的处理工艺，所述工艺设备包括除雾器、UV光解发生器、氧化塔Ⅰ、氧化塔Ⅱ、吸收塔、臭氧催化氧化反应塔、引风机、高空排放器，各设备通过风管依次连接。

优选地，所述工艺设备还包括臭氧发生器、双氧水储槽、泵A、烧碱储槽、泵B；

其中，臭氧发生器与氧化塔Ⅰ通过管道连通，氧气源经过臭氧发生器后进入氧化塔1；

双氧水储槽通过管道连通泵A，泵A与氧化塔Ⅱ连通；

烧碱储槽通过管道连通泵B，泵B与吸收塔连通；

优选地，所述除雾器配有排水管道，可将废水直接排放至地沟；

优选地，所述双氧水储槽有液位计，氧化塔Ⅱ与双氧水储槽之间通过泵A和管道形成闭路循环系统，氧化塔Ⅱ配有管道排放液体到地沟，双氧水储槽设有管道添加双氧水药品；

优选地，所述氧化塔Ⅱ安装有喷淋喷嘴、温度传感器；

优选地，所述吸收塔为碱喷淋吸收塔，碱喷淋吸收塔设有喷淋喷嘴，烧碱储槽设有液位计和PH检测仪，碱喷淋吸收塔与烧碱储槽之间通过泵和管道形成闭路循环系统，碱喷淋吸收塔配有管道排放液体到地沟，烧碱储槽有管道可添加烧碱药品。

优选地，所述UV解发生器内部设有特制C波UV253.7nm、185nm波段紫外光型紫外灯管(150W汞齐石英管)，同时配置催化剂纳米二氧化钛；

优选地，所述氧化塔Ⅱ下部含有70-80％的水，开始工作时，再添加氧化剂，按照50-150ml/h的流量进行循环喷淋；

优选地，所述氧化剂为双氧水、高锰酸钾溶液和锰酸钾溶液中的一种或两种；

优选地，所述双氧水的浓度为20-30％，优选为27.5％；

优选地，所述高锰酸钾溶液的浓度为1-3％；

优选地，所述锰酸钾溶液的浓度为2-4％；

优选地，所述氧化剂为高锰酸钾溶液与锰酸钾溶液的混合物；

优选地，所述高锰酸钾溶液与锰酸钾溶液质量比为3-5:1；优选地，所述吸收塔下部含有70-80％的水，工作时，再添加碱性溶液，以20-30ml/h的流量进行循环喷淋；优选地，所述添加碱性溶液的浓度为20-40％；优选为30％；

优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钾中的一种或两种；

优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠与碳酸钠的混合溶液；

优选地，所述氢氧化钠与碳酸钠的质量比3-5:1；

优选地，所述碱性溶液为氢氧化钾与碳酸钠的混合溶液；

优选地，所述氢氧化钾与碳酸钠的质量比2-4:1；优选地，所述臭氧催化氧化反应塔所用催化剂为O₃-RM型稀土过渡金属复合催化剂，

优选地，所述O₃-RM型稀土过渡金属复合催化剂，以蜂窝陶瓷为载体，稀土纳米氧化物为活性组分。

优选地，所述稀土纳米氧化物为Nd₂O₃或La₂O₃。

优选地，所述除雾器为波形板除雾器，采用钢丝网与PP(聚丙烯)的混合材料作为填料；

优选地，所述造纸废气的处理工艺的具体过程为：

(1)造纸废气先经过除雾器将废气中的雾气和粉尘吸附去除，产生的废水经排水管道直接排放至地沟，从除雾器排除的废气则进入UV光解发生器，经UV光解发生器后处理后，废气中的恶臭有机气体被裂解为游离状态的污染物分子，之后进入氧化塔Ⅰ；

(2)氧气源经臭氧发生器后产生臭氧进入氧化塔Ⅰ与游离状态的污染物分子发生反应，生成小分子无害或低害的化合物(如CO₂、H₂O等)；

(3)经氧化塔Ⅰ处理后，废气进入氧化塔Ⅱ，经双氧水喷淋氧化，再进入吸收塔进行烧碱喷淋除去废气中的酸性气体，剩余废气进入臭氧催化氧化反应塔进一步反应，最后处理后产生的气体通过引风机的作用进行高空排放。

与现有技术比，本发明的技术优势在于：

1)本发明是针对造纸废气的处理工艺，该工艺处理成本低廉，处理效果良好，能有效去除废气中的有机气体和固液颗粒废弃物，工艺简单以实现，成本低廉；

2)对排放的水蒸气进行水雾收集处理，去除其中的水滴，更有利于UV光解的效果；

3)UV光催化的原理是通过紫外光的照射，在催化剂表面发生反应，产生羟基自由基、臭氧等强氧化性的物质，从而将废气中的污染物氧化去除；

4)氧气经过臭氧发生器，产生臭氧，进一步的对废气中的污染物氧化去除；

5)加入双氧水，既能有一定的杀菌作用，又可以对废气中的还原性的污染物进行氧化去除，进一步净化废气；

6)本发明通过同时设置臭氧发生器和双氧水处理过程，通过两次氧化处理能更好地将废气中的有机气体和还原性污染物，有利于废气的深度处理；

7)采用碱喷淋洗涤废气，通过碱洗去除废气中的酸性物质(含有机及无机酸性物质)，同时也可以去除前段氧化生成的酸性气体；

8)最后再经过引风机在尾气排放前增加一级臭氧催化氧化反应塔，在催化剂的作用下，充分分解UV光催化氧化设备和臭氧发生器产生的臭氧，防止臭氧排放入大气中；

9)本发明采用化学反应的方式处理废气，处理时间缩短，反应容器的体积小；同时处理效果得到提升；废气处理的成本约1.5元/Km³。

附图说明

图1：造纸废气的处理工艺流程图；

现结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

具体实施方式

实施例1

一种造纸废气的处理工艺的整体工艺流程为：

(1)造纸废气先经过除雾器将废气中的雾气和粉尘吸附去除，产生的废水经排水管道直接排放至地沟，从除雾器排除的废气则进入UV光解发生器，经UV光解发生器后处理后，废气中的恶臭有机气体被裂解为游离状态的污染物分子，之后进入氧化塔Ⅰ；

(2)氧气源经臭氧发生器后产生臭氧进入氧化塔Ⅰ与游离状态的污染物分子发生反应，生成小分子无害或低害的化合物(如CO₂、H₂O等)；

(3)经氧化塔Ⅰ处理后，废气进入氧化塔Ⅱ，经氧化剂喷淋氧化，再进入吸收塔进行碱性溶液喷淋除去废气中的酸性气体，剩余废气进入臭氧催化氧化反应塔进一步反应，最后处理后产生的气体通过引风机的作用进行高空排放。

实施例2

工艺流程同实施例1，进气流量：工况1000m³/h，进口废气的臭气无量纲为773，经过本套装置处理，具体参数如下：

(1)波形板除雾器，采用钢丝网与PP(聚丙烯)的混合材料作为填料；

(2)UV光催化氧化反应器：特制C波UV253.7nm、185nm波段紫外光型废气治理专用紫外灯管(150W汞齐石英管)，配置催化剂纳米二氧化钛。

(3)氧化塔Ⅰ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*600mm*800mm，接臭氧发生器，氧气瓶供气，供气量通过阀门调节，以3#塔取气口闻到臭氧气味，且最终排气出口处无臭氧气味为准。

(4)氧化塔Ⅱ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水80％的容积，再添加浓度27.5％的双氧水溶液，以流量为100ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(5)碱喷淋吸收塔的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水80％的容积，添加浓度30％的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钠和碳酸钠的质量比为5:1)，以流量为25ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(6)臭氧催化氧化反应塔尺寸400mm*300mm*800mm,选用O3-RM型稀土过渡金属复合催化剂，以蜂窝陶瓷为载体，纳米La₂O₃为活性组分。

最后排放的气体的臭气无量纲为72，有机物去除率可达90.69％。

实施例3

工艺流程同实施例1，进气流量：工况1000m3/h，进口废气的臭气无量纲为773，经过本套装置处理，具体参数如下：

(1)波形板除雾器，采用钢丝网与PP(聚丙烯)的混合材料作为填料；

(2)UV光催化氧化反应器：特制C波UV253.7nm、185nm波段紫外光型废气治理专用紫外灯管(150W汞齐石英管)，配置催化剂纳米二氧化钛。

(3)氧化塔Ⅰ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*600mm*800mm，接臭氧发生器，氧气瓶供气，供气量通过阀门调节，以3#塔取气口闻到臭氧气味，且最终排气出口处无臭氧气味为准。

(4)氧化塔Ⅱ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水75％的容积，再添加浓度20％的双氧水溶液，以流量为50ml/小时，泵送至上部塔循环喷淋。

(5)碱喷淋吸收塔的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水70％的容积，添加浓度40％的氢氧化钾和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钾与碳酸钠的质量比为4:1)，以流量为20ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(6)臭氧催化氧化反应塔尺寸400mm*300mm*800mm,选用O3-RM型稀土过渡金属复合催化剂，以蜂窝陶瓷为载体，纳米Nd₂O₃为活性组分。

最后排放的气体的臭气无量纲为81，有机物去除率可达89.52％。

实施例4

工艺流程同实施例1，进气流量：工况1000m3/h，进口废气的臭气无量纲为773，经过本套装置处理，具体参数如下：

(1)波形板除雾器，采用钢丝网与PP(聚丙烯)的混合材料作为填料；

(2)UV光催化氧化反应器：特制C波UV253.7nm、185nm波段紫外光型废气治理专用紫外灯管(150W汞齐石英管)，配置催化剂纳米二氧化钛。

(3)氧化塔Ⅰ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*600mm*800mm，接臭氧发生器，氧气瓶供气，供气量通过阀门调节，以3#塔取气口闻到臭氧气味，且最终排气出口处无臭氧气味为准。

(4)氧化塔Ⅱ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水70％的容积，再添加浓度30％的双氧水溶液，以流量为150ml/小时，泵送至上部塔循环喷淋。

(5)碱喷淋吸收塔的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水75％的容积，添加浓度20％的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钠与碳酸钠的质量比为3:1)，以流量为30ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(6)臭氧催化氧化反应塔尺寸400mm*300mm*800mm,选用O3-RM型稀土过渡金属复合催化剂，以蜂窝陶瓷为载体，纳米Nd₂O₃为活性组分。

最后排放的气体的臭气无量纲为78，有机物去除率可达89.91％。

实施例5

工艺流程同实施例1，进气流量：工况1000m³/h，进口废气的臭气无量纲为773，经过本套装置处理，具体参数如下：

(1)波形板除雾器，采用钢丝网与PP(聚丙烯)的混合材料作为填料；

(2)UV光催化氧化反应器：特制C波UV253.7nm、185nm波段紫外光型废气治理专用紫外灯管(150W汞齐石英管)，配置催化剂纳米二氧化钛。

(3)氧化塔Ⅰ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*600mm*800mm，接臭氧发生器，氧气瓶供气，供气量通过阀门调节，以3#塔取气口闻到臭氧气味，且最终排气出口处无臭氧气味为准。

(4)氧化塔Ⅱ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水80％的容积，再添加浓度高锰酸钾溶液与锰酸钾溶液的混合物(其中，高锰酸钾溶液的浓度为1％，锰酸钾溶液的浓度为2％，高锰酸钾与锰酸钾溶液的质量比3:1)，以流量为100ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(5)碱喷淋吸收塔的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水80％的容积，添加浓度30％的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钠和碳酸钠的质量比为5:1)，以流量为25ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(6)臭氧催化氧化反应塔尺寸400mm*300mm*800mm,选用O3-RM型稀土过渡金属复合催化剂，以蜂窝陶瓷为载体，纳米La₂O₃为活性组分。

最后排放的气体的臭气无量纲为57，有机物去除率可达92.63％。

实施例6

工艺流程同实施例1，进气流量：工况1000m³/h，进口废气的臭气无量纲为773，经过本套装置处理，具体参数如下：

(1)波形板除雾器，采用钢丝网与PP(聚丙烯)的混合材料作为填料；

(2)UV光催化氧化反应器：特制C波UV253.7nm、185nm波段紫外光型废气治理专用紫外灯管(150W汞齐石英管)，配置催化剂纳米二氧化钛。

(3)氧化塔Ⅰ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*600mm*800mm，接臭氧发生器，氧气瓶供气，供气量通过阀门调节，以3#塔取气口闻到臭氧气味，且最终排气出口处无臭氧气味为准。

(4)氧化塔Ⅱ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水80％的容积，再添加浓度高锰酸钾溶液与锰酸钾溶液的混合物(其中，高锰酸钾溶液的浓度为3％，锰酸钾溶液的浓度为4％，高锰酸钾与锰酸钾溶液的质量比5:1)，以流量为100ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(5)碱喷淋吸收塔的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水80％的容积，添加浓度30％的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钠和碳酸钠的质量比为5:1)，以流量为25ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(6)臭氧催化氧化反应塔尺寸400mm*300mm*800mm,选用O3-RM型稀土过渡金属复合催化剂，以蜂窝陶瓷为载体，纳米La₂O₃为活性组分。

最后排放的气体的臭气无量纲为59，有机物去除率可达92.37％。

实施例7

工艺流程同实施例1，进气流量：工况1000m³/h，进口废气的臭气无量纲为773，经过本套装置处理，具体参数如下：

(1)波形板除雾器，采用钢丝网与PP(聚丙烯)的混合材料作为填料；

(2)UV光催化氧化反应器：特制C波UV253.7nm、185nm波段紫外光型废气治理专用紫外灯管(150W汞齐石英管)，配置催化剂纳米二氧化钛。

(3)氧化塔Ⅰ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*600mm*800mm，接臭氧发生器，氧气瓶供气，供气量通过阀门调节，以3#塔取气口闻到臭氧气味，且最终排气出口处无臭氧气味为准。

(4)氧化塔Ⅱ的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水80％的容积，再添加浓度高锰酸钾溶液与锰酸钾溶液的混合物(其中，高锰酸钾溶液的浓度为3％，锰酸钾溶液的浓度为4％，高锰酸钾与锰酸钾溶液的质量比5:1)，以流量为100ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(5)碱喷淋吸收塔的塔上部尺寸下部尺寸600mm*700mm*800mm，下部加水80％的容积，添加浓度30％的氢氧化钾和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钾和碳酸钠的质量比为2:1)，以流量为25ml/h，泵送至上部塔循环喷淋。

(6)臭氧催化氧化反应塔尺寸400mm*300mm*800mm,选用O3-RM型稀土过渡金属复合催化剂，以蜂窝陶瓷为载体，纳米La₂O₃为活性组分。

最后排放的气体的臭气无量纲为61，有机物去除率可达92.11％。

对比例1

与实施例2相比，工艺参数相同，不进行氧化塔Ⅱ的处理。

(1)造纸废气先经过除雾器将废气中的雾气和粉尘吸附去除，产生的废水经排水管道直接排放至地沟，从除雾器排除的废气则进入UV光解发生器，经UV光解发生器后处理后，废气中的恶臭有机气体被裂解为游离状态的污染物分子，之后进入氧化塔Ⅰ；

(2)氧气源经臭氧发生器后产生臭氧进入氧化塔Ⅰ与游离状态的污染物分子发生反应，生成小分子无害或低害的化合物(如CO₂、H₂O等)；

(3)经氧化塔Ⅰ处理后，废气进入吸收塔进行烧碱喷淋除去废气中的酸性气体，剩余废气进入臭氧催化氧化反应塔进一步反应，最后处理后产生的气体通过引风机的作用进行高空排放。

最后排放的气体的臭气无量纲为162，有机物去除率可达79.04％。

对比例2

与实施例2相比，工艺参数相同，处理工艺顺序不同。

一种造纸废气的处理工艺的整体工艺流程为：

(1)造纸废气先经过除雾器将废气中的雾气和粉尘吸附去除，产生的废水经排水管道直接排放至地沟，从除雾器排除的废气则氧化塔Ⅱ，经双氧水喷淋氧化，再进入UV光解发生器，经UV光解发生器后处理后，废气中的恶臭有机气体被裂解为游离状态的污染物分子，之后进入氧化塔Ⅰ；

(2)氧气源经臭氧发生器后产生臭氧进入氧化塔Ⅰ与游离状态的污染物分子发生反应，生成小分子无害或低害的化合物(如CO₂、H₂O等)；

(3)经氧化塔Ⅰ处理后，废气进入吸收塔进行烧碱喷淋除去废气中的酸性气体，剩余废气进入臭氧催化氧化反应塔进一步反应，最后处理后产生的气体通过引风机的作用进行高空排放。

最后排放的气体的臭气无量纲为197，有机物去除率可达74.51％。

对比例3

与实施例2相比，不同处仅在于烧碱的喷淋流量不同，为10ml/h，最后排放的气体的臭气无量纲为107，有机物去除率可达86.16％。

对比例4

与实施例2相比，不同处仅在于双氧水的喷淋流量不同，为30ml/h，最后排放的气体的臭气无量纲为135，有机物去除率可达82.54％。

对比例5

与实施例2相比，不同处仅在于波形板除雾器，采用钢丝网作为填料；最后排放的气体的臭气无量纲为146，有机物去除率可达81.11％。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。