本实用新型涉及一种用于深度净化三氯甲烷废气的装置，属于医药化工和环境保护领域。
背景技术：
咖啡因等原料药生产过程中，需要使用三氯甲烷等有机溶剂，尤其在咖啡因提取、汽提等工序中，部分三氯甲烷会挥发至大气中，由于三氯甲烷挥发度较高，不但会造成大量的跑损，还会污染周边大气，有害职工身体健康。
为了解决三氯甲烷挥发问题，现阶段主要采用的治理方案有喷淋、冷凝回收、低温等离子等强氧化技术以及活性炭吸附技术，但是上述吸收处理都存在着明显的不足：
一、喷淋：酸碱喷淋，处理量有限，排气质量无法达到标。
二、冷凝回收：由于三氯甲烷挥发度高，即便采用低温水、冰盐水进行冷凝回收，并使用相对大面积的冷凝器，其冷凝后的排气也无法达到《大气污染物排放标准》GB16297-96二级标准。
三、强氧化技术：强氧化技术需要通过紫外光及等离子光管来激发，同时为了避免达到保障极限，必须通过引风形成负压，但是系统形成负压会明显增加有机溶剂的挥发。
四、活性炭吸附：传统活性炭吸附效率较低，无法保证吸附、去除效果，设备寿命短且吸附后解吸困难，仅能作为危险废物处置，整体运行费用高。
技术实现要素：
根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是：提供一种用于深度净化三氯甲烷废气的装置，结构设计合理，吸附效率高，净化效果好，安全性高，使用寿命长，能够避免有机溶剂三氯甲烷挥发所造成的VOCS大气污染。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置，包括喷淋塔，喷淋塔上设置有喷淋塔进气口，喷淋塔的下部出液口通过循环泵和回液管路连接喷淋塔上部的进液口，喷淋塔顶部的排气口通过管路连接风机，风机通过进气管路连接
碳纤维吸附箱下部的进气口，碳纤维吸附箱的下部还设置有空气进口，空气进口通过管路连接干燥风机，碳纤维吸附箱的上部设置蒸汽进口，蒸汽进口的进汽侧连接蒸汽管路，蒸汽进口的出汽侧连接蒸汽喷淋系统，碳纤维吸附箱的底部设置气液出口，气液出口通过管路连接冷却器，冷却器的气液出口连接气液分离器，气液分离器的气体出口通过回气管路连接喷淋塔进气口，回气管路上设置回气控制阀，回气管路还连接排空管路，排空管路上设置排空控制阀，气液分离器的液体出口连接溶剂收集器，碳纤维吸附箱的顶部设置排气口，排气口通过排气管路连接光电催化装置，光电催化装置的排气口与排气风机相连接。
用于深度净化三氯甲烷废气的装置通过喷淋塔、碳纤维吸附箱以及光电催化装置三者结合的方式对废气进行净化，能够实现对有机溶剂三氯甲烷挥发所造成的VOCs的深度治理，达到《大气污染物综合排放标准》有组织排气二级排放标准，提高净化效果，结构设计合理，吸附效率高，安全性高，使用寿命长，实用性强。
进一步的优选，喷淋塔的上部设置有喷淋塔喷淋系统，喷淋塔喷淋系统设置在进液口的上方，喷淋塔喷淋系统包括喷淋管和喷头，保证预处理效果。
进一步的优选，风机与碳纤维吸附箱之间进气管路上设置有阻火器和过滤器。阻火器的设置能够保证生产系统和回收系统的安全性，同时，过滤器能够避免废气内中可能夹带的粉尘、油、杂质等进入碳纤维吸附箱，保证吸附效果。
进一步的优选，干燥风机与碳纤维吸附箱之间的连接管路上设置空气过滤器，以保证进入活性碳纤维箱的补充空气为洁净气。
进一步的优选，空气进口在碳纤维吸附箱的一侧均匀设置多个，空气进口均通过管路连接干燥风机，保证干燥效果。
进一步的优选，碳纤维吸附箱底部的气液出口均匀设置多个，气液出口通过管路连接冷却器，提高排液效率。
进一步的优选，进气口和空气进口设置在碳纤维吸附箱相对的两个面上。
本实用新型所具有的有益效果是：
1、本实用新型所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置通过喷淋塔、碳纤维吸附箱以及光电催化装置三者结合的方式进行吸附，能够提高整体的安全性能，延长设备的使用寿命，吸附非常彻底，不会产生脱尾现象，能够保持较高的吸附效率，结构设计合理，使用方便，吸附效果好，不会产生二次污染。
2、本实用新型所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置的净化效果好，光电催化装置采用高能UV紫外线光束及臭氧的结合对工业废气进行协同分解氧化反应，使工业废气降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出，利用高能UV光束裂解工业废气中小分子有机物的分子键，破坏细菌的核酸(DNA)，再通过臭氧进行深度氧化反应，能够实现对有机溶剂三氯甲烷挥发所造成的VOCS的深度治理，达到《大气污染物综合排放标准》有组织排气二级排放标准。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型光电催化装置的结构示意图；
图中，1、喷淋塔；2、循环泵；3、回液管路；4、风机；5、干燥风机；6、空气过滤器；7、回气管路；8、冷却器；9、气液分离器；10、溶剂收集器；11、进气管路；12、进气口；13、气液出口；14、排气管路；15、光电催化装置；16、排气风机；17、空气进口；18、排气口；19、蒸汽进口；20、蒸汽管路；21、碳纤维吸附箱；22、阻火器；23、过滤器；24、喷淋塔进气口；25、蒸汽喷淋系统；26、喷淋塔喷淋系统；27、回气控制阀；28、排空控制阀；29、排空管路；30、气体进气口；31、紫外线灯；32、内部进气口；33、正电极；34、负电极；35、废气净化通道；36、进气通路；37、气体出气口；38、壳体；39、出气通路；40、内部出气口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：
如图1所示，本实用新型所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置，包括喷淋塔1，喷淋塔1上设置有喷淋塔进气口24，喷淋塔1的下部出液口通过循环泵2和回液管路3连接喷淋塔1上部的进液口，喷淋塔1的上部设置有喷淋塔喷淋系统26，喷淋塔喷淋系统26设置在进液口的上方，喷淋塔喷淋系统26包括喷淋管和喷头，喷淋塔1顶部的排气口通过管路连接风机4，风机4通过进气管路11连接碳纤维吸附箱21下部的进气口12，碳纤维吸附箱21的下部还设置有空气进口17，进气口12和空气进口17设置在碳纤维吸附箱21相对的两个面上，空气进口17通过管路连接干燥风机5，碳纤维吸附箱21的上部设置蒸汽进口19，蒸汽进口19的进汽侧连接蒸汽管路20，蒸汽进口19的出汽侧连接蒸汽喷淋系统25，蒸汽喷淋系统25包括喷淋管和蒸汽喷头，碳纤维吸附箱21的底部设置气液出口13，气液出口13通过管路连接冷却器8，冷却器8的气液出口连接气液分离器9，气液分离器9的气体出口通过回气管路7连接喷淋塔进气口24，回气管路7上设置回气控制阀27，回气管路7还连接排空管路29，排空管路29上设置排空控制阀28，气液分离器9的液体出口连接溶剂收集器10，碳纤维吸附箱21的顶部设置排气口18，排气口18通过排气管路14连接光电催化装置15，光电催化装置15的排气口与排气风机16相连接。
所述的风机4与碳纤维吸附箱21之间进气管路11上设置有阻火器22和过滤器23，干燥风机5与碳纤维吸附箱21之间的连接管路上设置空气过滤器6。
所述的空气进口17在碳纤维吸附箱21的一侧均匀设置多个，空气进口17均通过管路连接干燥风机5。
所述的碳纤维吸附箱21底部的气液出口13均匀设置多个，气液出口13通过管路连接冷却器8。
如图2所示，所述的光电催化装置15包括壳体38，壳体38内部设置废气净化通道35，对应废气净化通道35的底部进口在壳体38的内侧设置有内部进气口32，内部进气口32与设置在壳体38内部的进气通路36相连通，进气通路36连通气体进气口30，对应废气净化通道35的顶部出口在壳体38的内侧设置有内部出气口40，内部出气口40与设置在壳体38内部的出气通路39相连通，出气通路39连通气体出气口37，废气净化通道35内侧设置有正电极33和负电极34，正电极33和负电极34连接电源，对应废气净化通道35在壳体38的内侧壁上设置有紫外线灯31。所述的废气净化通道35设置为半圆弧形结构，废气净化通道35在壳体38内对称设置两组。
本实用新型的工作原理和使用过程：
使用时，三氯甲烷废气经冷凝处理后，进入喷淋塔1进行喷淋处理，通过喷淋塔1去除水溶性废气以及颗粒，为了保证喷淋效果，选择长流水形式进行喷淋，喷淋后的尾气在风机4的负压作用下进入碳纤维吸附箱21，其中，喷淋塔1的喷淋液在循环泵2和回液管路3的作用下可以循环利用。而且为了保证生产系统和回收系统的安全性，在风机4和碳纤维吸附箱21之间的进气管路11上设置有阻火器22，在遇紧急情况下，开启阻火器22，提高安全性。同时，还设置有过滤器23，能够避免废气内中可能夹带的粉尘、油、杂质等进入碳纤维吸附箱21内，废气经处理后，进入碳纤维吸附箱21。
废气进入碳纤维吸附箱21后，通过碳纤维吸附箱21内的活性碳纤维进行吸附，吸附后剩余尾气均通过顶部的排气口18和排气管路14进入光电催化装置15。在尾气吸附运行时，废气由碳纤维吸附箱21下部的进气口12进入碳纤维吸附箱21的内部，其中的溶剂被活性碳纤维吸附下来，净化后的洁净合格气体从碳纤维吸附箱21的顶部排出进入光电催化装置15。
净化后的气体进入光电催化装置15后，排气中含有少量三氯甲烷等有机或无机气体，通过光电催化装置15进行深度处理后排出即可。光电催化装置15利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧；利用高能高臭氧UV紫外线光束照射废气，使有机或无机高分子在高能紫外线光束照射下结合臭氧进行协同分解氧化反应，使工业废气降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出即可。通过高能UV紫外线光束裂解工业废气中有机物小分子的分子链，再通过臭氧进行氧化反应，能够彻底达到净化的目的。优选地，使用-C波段紫外线和臭氧结合电晕电流较高化装置，采用脉冲电晕吸附技术相结合的原理对有机物进行深度降解。
当碳纤维吸附箱21吸附饱和后，通过蒸汽管路20、蒸汽进口19和蒸汽喷淋系统25的配合，向碳纤维吸附箱21内通入饱和蒸汽进行解吸，解吸下来的三氯甲烷等水气液混合物进入冷却器8，通过冷却器8中的循环水进行冷却，冷却下来的液相混合物中由于会夹带一些不凝气体，因此冷凝下来的气液相混合物进入气液分离器9，经气液分离器9进行充分的气、液分离后，三氯甲烷等溶剂进入溶剂收集器10进行回收。并且从气液分离器9中分离的气相不凝气和储槽挥发的气体中夹带了一定量的有机物，还可以将这部分气体通过回气管路7引入喷淋塔进气口24，经过喷淋塔1处理后再通过风机4引入碳纤维吸附箱21进行循环吸附回收。从气液分离器9分离出来的气体也可以通过排空管路29排出。
脱附完成之后的碳纤维吸附箱21由于具有较高的温度和湿度，不利于吸附过程，因此在碳纤维吸附箱21脱附完成后，通过干燥风机5引入新鲜空气对碳纤维吸附箱21内的活性碳纤维进行干燥(吹扫、降温)，在对活性碳纤维层进行降温的同时也将残留的一部分水汽分子带走，从而保证碳纤维吸附箱21内活性碳纤维的最佳吸附状态，经干燥后的碳纤维吸附箱21切换到下一个吸附过程即可。
本实用新型结构设计合理，吸附效率高，去除效果好，安全性高，使用寿命长，能过彻底净化排气，具有较强的实用性。
本实用新型并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本实用新型的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
技术特征：
1.一种用于深度净化三氯甲烷废气的装置，其特征在于：包括喷淋塔(1)，喷淋塔(1)上设置有喷淋塔进气口(24)，喷淋塔(1)的下部出液口通过循环泵(2)和回液管路(3)连接喷淋塔(1)上部的进液口，喷淋塔(1)顶部的排气口通过管路连接风机(4)，风机(4)通过进气管路(11)连接碳纤维吸附箱(21)下部的进气口(12)，碳纤维吸附箱(21)的下部还设置有空气进口(17)，空气进口(17)通过管路连接干燥风机(5)，碳纤维吸附箱(21)的上部设置蒸汽进口(19)，蒸汽进口(19)的进汽侧连接蒸汽管路(20)，蒸汽进口(19)的出汽侧连接蒸汽喷淋系统(25)，碳纤维吸附箱(21)的底部设置气液出口(13)，气液出口(13)通过管路连接冷却器(8)，冷却器(8)的气液出口连接气液分离器(9)，气液分离器(9)的气体出口通过回气管路(7)连接喷淋塔进气口(24)，回气管路(7)上设置回气控制阀(27)，回气管路(7)还连接排空管路(29)，排空管路(29)上设置排空控制阀(28)，气液分离器(9)的液体出口连接溶剂收集器(10)，碳纤维吸附箱(21)的顶部设置排气口(18)，排气口(18)通过排气管路(14)连接光电催化装置(15)，光电催化装置(15)的排气口与排气风机(16)相连接。
2.根据权利要求1所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置，其特征在于：所述的喷淋塔(1)的上部设置有喷淋塔喷淋系统(26)，喷淋塔喷淋系统(26)设置在进液口的上方，喷淋塔喷淋系统(26)包括喷淋管和喷头。
3.根据权利要求1所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置，其特征在于：所述的风机(4)与碳纤维吸附箱(21)之间进气管路(11)上设置有阻火器(22)和过滤器(23)。
4.根据权利要求1所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置，其特征在于：所述的干燥风机(5)与碳纤维吸附箱(21)之间的连接管路上设置空气过滤器(6)。
5.根据权利要求1所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置，其特征在于：所述的空气进口(17)在碳纤维吸附箱(21)的一侧均匀设置多个，空气进口(17)均通过管路连接干燥风机(5)。
6.根据权利要求1所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置，其特征在于：所述的碳纤维吸附箱(21)底部的气液出口(13)均匀设置多个，气液出口(13)通过管路连接冷却器(8)。
7.根据权利要求1所述的用于深度净化三氯甲烷废气的装置，其特征在于：所述的进气口(12)和空气进口(17)设置在碳纤维吸附箱(21)相对的两个面上。
技术总结
本实用新型涉及一种用于深度净化三氯甲烷废气的装置，属于医药化工和环境保护领域，包括喷淋塔，喷淋塔顶部的排气口通过管路连接风机，风机通过进气管路连接碳纤维吸附箱下部的进气口，碳纤维吸附箱的下部还设置有空气进口，空气进口通过管路连接干燥风机，碳纤维吸附箱的上部设置蒸汽进口，蒸汽进口连接蒸汽管路，碳纤维吸附箱的底部设置气液出口，气液出口通过管路连接冷却器，碳纤维吸附箱的顶部设置排气口，排气口通过排气管路连接光电催化装置，光电催化装置的排气口与排气风机相连接。本实用新型吸附效率高，去除效果好，安全性高，使用寿命长，能够有效的治理有机溶剂挥发所带来的VOCS大气污染，具有较强的实用性。
技术研发人员：郭楠;侯永涛;张龙;刘文静
受保护的技术使用者：郭楠
技术研发日：2018.07.25
技术公布日：2019.02.15
声明：
“用于深度净化三氯甲烷废气的装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：郭楠
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2024年11月27日 ~ 29日 
