公布日：2024.03.29

申請(qǐng)日：2023.12.29

分類(lèi)號(hào)：B01D53/18(2006.01)I;B01D53/14(2006.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;F23G7/06(2006.01)I;F23G7/07(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及一種污水處理廠減少溫室氣體排放的系統(tǒng)及方法，包括與污水處理廠排放尾氣依次相連通的集氣裝置、氣體燃燒裝置、冷卻裝置和二氧化碳吸收裝置，所述集氣裝置通過(guò)負(fù)壓形式收集各類(lèi)溫室氣體，所述集氣裝置上設(shè)置外部環(huán)境氣體吸收口，所述集氣裝置內(nèi)部設(shè)置有用以混合外部環(huán)境氣體與各類(lèi)溫室氣體的氣體匯集口，所述氣體匯集口與所述氣體燃燒裝置相連通，所述氣體燃燒裝置與所述冷卻裝置連通，所述冷卻裝置連通所述二氧化碳吸收裝置的底部。本發(fā)明能夠有效的將污水處理廠各反應(yīng)池中的二氧化碳、甲烷等溫室氣體進(jìn)行去除，從而實(shí)現(xiàn)減少污水處理廠溫室氣體排放的目的。

權(quán)利要求書(shū)

1.一種污水處理廠減少溫室氣體排放的系統(tǒng)，其特征在于：包括與污水處理廠排放尾氣依次相連通的集氣裝置(2)、氣體燃燒裝置(3)、冷卻裝置(4)和二氧化碳吸收裝置(5)；所述集氣裝置通過(guò)負(fù)壓形式收集各類(lèi)溫室氣體，所述集氣裝置上設(shè)置外部環(huán)境氣體吸收口(21)，所述集氣裝置內(nèi)部設(shè)置有用以混合外部環(huán)境氣體與各類(lèi)溫室氣體的氣體匯集口(22)，所述氣體匯集口(22)與所述氣體燃燒裝置(3)相連通，所述氣體燃燒裝置(3)與所述冷卻裝置(4)連通，所述冷卻裝置(4)連通所述二氧化碳吸收裝置(5)的底部；所述二氧化碳吸收裝置(5)內(nèi)部包括自上而下依次設(shè)置的氣體排放口(56)、脫液器(57)、噴淋頭(52)、填料層(53)、液相溶液匯集區(qū)(54)、液相溶液回收口(55)；所述二氧化碳吸收溶液(51)通過(guò)噴淋頭(52)均勻的噴灑在填料層(53)的表面上，所述液相溶液匯集區(qū)(54)低于所述二氧化碳吸收裝置(5)底部與所述冷卻裝置(4)的連通口，所述液相溶液回收口(55)設(shè)置在所述液相溶液匯集區(qū)(54)底部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)還包括對(duì)無(wú)除臭工藝的污水處理廠內(nèi)的各類(lèi)產(chǎn)生溫室氣體的反應(yīng)池(1)加設(shè)反應(yīng)池密封裝置(11)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統(tǒng)，其特征在于：所述密封裝置(11)為密封蓋板，所述密封蓋板設(shè)置一個(gè)或多個(gè)出口連接至集氣裝置(2)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統(tǒng)，其特征在于：氣體燃燒裝置(3)采用加熱點(diǎn)火的方式，使混合氣體充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機(jī)氣體完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統(tǒng)，其特征在于：氣體燃燒裝置(3)采用催化燃燒的方式，使混合氣體充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機(jī)氣體完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統(tǒng)，其特征在于：冷卻裝置(4)采用管式換熱器，將燃燒后的混合氣體進(jìn)行降溫；所述冷卻裝置(4)上還設(shè)置有換熱介質(zhì)入口(41)和換熱介質(zhì)出口(42)，所述冷卻裝置(4)內(nèi)部包括換熱介質(zhì)通道和氣體通道，所述氣體通道一側(cè)與所述氣體燃燒裝置(3)相連通，所述氣體通道另一側(cè)與所述二氧化碳吸收裝置(5)的底部相連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統(tǒng)，其特征在于：換熱介質(zhì)通過(guò)所述冷卻裝置(4)被加熱后進(jìn)行熱量利用，用于廠區(qū)供熱、污泥干化等工藝。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統(tǒng)，其特征在于：所述二氧化碳吸收裝置(5)為吸收塔設(shè)備，可設(shè)置一級(jí)或多級(jí)填料層(53)及噴淋頭(52)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水處理廠減少溫室氣體排放系統(tǒng)，其特征在于：所述二氧化碳吸收溶液(51)為堿性溶液或有機(jī)胺溶液。

10.一種污水處理廠減少溫室氣體排放的方法，其特征在于：包括如下步驟：A、根據(jù)污水治理廠是否有除臭工藝的客觀條件，確定減少溫室氣體排放系統(tǒng)是否需要安裝反應(yīng)池密封裝置(1)，確定好后構(gòu)建上述權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)中所述減少溫室氣體排放系統(tǒng)；B、當(dāng)減少溫室氣體排放系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先將經(jīng)過(guò)除臭工藝排出的氣體以負(fù)壓的形式收集至集氣裝置(2)中，在氣體匯集口(22)處將氣體與外部環(huán)境中含氧氣的氣體混合，統(tǒng)一輸送至氣體燃燒裝置(3)內(nèi)；C、混合氣體經(jīng)過(guò)氣體燃燒裝置(3)充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機(jī)氣體完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳，并輸送至冷卻裝置(4)內(nèi)；D、混合氣體經(jīng)過(guò)冷卻裝置(4)降溫后輸送至二氧化碳吸收裝置(5)，冷卻裝置(4)內(nèi)被加熱的換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量利用用于廠區(qū)供熱、污泥干化等工藝；E、混合氣體由二氧化碳吸收裝置(5)底部進(jìn)入，向上流動(dòng)，通過(guò)多級(jí)填料層(53)，噴淋，與二氧化碳吸收溶液(51)兩相交換實(shí)現(xiàn)二氧化碳的吸收，經(jīng)過(guò)處理后的氣體經(jīng)過(guò)脫液器(57)脫液后由氣體排放口(56)排入大氣中，液相溶液進(jìn)行回收。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有污水處理廠存在的上述問(wèn)題，提出了一種能夠減少污水處理廠碳排放量的污水處理廠減少溫室氣體排放的系統(tǒng)及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種污水處理廠減少溫室氣體排放的系統(tǒng)，包括與污水處理廠排放尾氣依次相連通的集氣裝置、氣體燃燒裝置、冷卻裝置和二氧化碳吸收裝置，所述集氣裝置通過(guò)負(fù)壓形式收集各類(lèi)溫室氣體，所述集氣裝置上設(shè)置外部環(huán)境氣體吸收口，所述集氣裝置內(nèi)部設(shè)置有用以混合外部環(huán)境氣體與各類(lèi)溫室氣體的氣體匯集口，所述氣體匯集口與所述氣體燃燒裝置相連通，所述氣體燃燒裝置與所述冷卻裝置連通，所述冷卻裝置連通所述二氧化碳吸收裝置的底部；所述二氧化碳吸收裝置內(nèi)部包括自上而下依次設(shè)置的氣體排放口、脫液器、噴淋頭、填料層、液相溶液匯集區(qū)、液相溶液回收口，所述二氧化碳吸收溶液通過(guò)噴淋頭均勻的噴灑在填料層的復(fù)雜表面上，所述液相溶液匯集區(qū)低于所述二氧化碳吸收裝置底部與所述氣體通道的連通口，所述液相溶液回收口設(shè)置在所述液相溶液匯集區(qū)底部，用以回收液相溶液。

需要說(shuō)明的是，對(duì)于傳統(tǒng)的開(kāi)放式無(wú)除臭工藝的污水處理廠，本系統(tǒng)還包括對(duì)污水處理廠內(nèi)的各類(lèi)產(chǎn)生溫室氣體的反應(yīng)池加設(shè)反應(yīng)池密封裝置。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)池密封裝置為密封蓋板。

優(yōu)選地，所述密封蓋板設(shè)置一個(gè)或多個(gè)出口連接至集氣裝置。

優(yōu)選地，氣體燃燒裝置采用加熱點(diǎn)火或催化燃燒等方式，使混合氣體充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機(jī)氣體完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳，并輸送至冷卻裝置。

優(yōu)選地，冷卻裝置采用管式換熱器，將燃燒后的混合氣體進(jìn)行降溫，所述冷卻裝置上還設(shè)置有換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口，所述冷卻裝置內(nèi)部包括換熱介質(zhì)通道和氣體通道，所述氣體通道一側(cè)與所述氣體燃燒裝置相連通，所述氣體通道另一側(cè)與所述二氧化碳吸收裝置的底部相連通。

優(yōu)選地，混合氣體通過(guò)所述冷卻裝置降溫后，換熱介質(zhì)被加熱后進(jìn)行熱量利用，用于廠區(qū)供熱、污泥干化等工藝。

優(yōu)選地，所述二氧化碳吸收裝置為吸收塔設(shè)備，可設(shè)置一級(jí)或多級(jí)填料層及噴淋頭。

優(yōu)選地，所述二氧化碳吸收溶液為堿性溶液(如氫氧化鈉、氫氧化鈣等)或有機(jī)胺溶液。

本發(fā)明的另一目的在于一種污水處理廠減少溫室氣體排放的方法，包括如下步驟：

A、根據(jù)污水治理廠是否有除臭工藝的客觀條件，確定減少溫室氣體排放系統(tǒng)是否需要安裝反應(yīng)池密封裝置，確定好后構(gòu)建減少溫室氣體排放系統(tǒng)；

B、當(dāng)減少溫室氣體排放系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先將經(jīng)過(guò)除臭工藝排出的氣體以負(fù)壓的形式收集至集氣裝置中，在氣體匯集口處將氣體與外部環(huán)境中含氧氣的氣體混合，統(tǒng)一輸送至氣體燃燒裝置內(nèi)；

C、混合氣體經(jīng)過(guò)氣體燃燒裝置，通過(guò)加熱點(diǎn)火或催化燃燒等方式充分燃燒，使得混合氣體中的甲烷等有機(jī)氣體完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳，并輸送至冷卻裝置內(nèi)；

D、混合氣體經(jīng)過(guò)冷卻裝置降溫后輸送至二氧化碳吸收裝置，冷卻裝置內(nèi)被加熱的換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量利用用于廠區(qū)供熱、污泥干化等工藝；

E、混合氣體由二氧化碳吸收裝置底部進(jìn)入，向上流動(dòng)，通過(guò)多級(jí)填料層，噴淋，與二氧化碳吸收溶液兩相交換實(shí)現(xiàn)二氧化碳的吸收，經(jīng)過(guò)處理后的氣體經(jīng)過(guò)脫液器脫液后由氣體排放口排入大氣中，液相溶液進(jìn)行回收。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的污水處理廠減少溫室氣體排放的系統(tǒng)至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)有效的將污水處理廠各反應(yīng)池中的二氧化碳、甲烷等溫室氣體進(jìn)行去除，從而實(shí)現(xiàn)減少污水處理廠溫室氣體排放的目的。

(2)對(duì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)起著重要作用。

(3)系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量可進(jìn)行熱量利用，用于廠區(qū)供熱、污泥干化等工藝。

(4)二氧化碳與二氧化碳吸收溶液接觸形成的液相溶液可進(jìn)行回收。

（發(fā)明人：仝啟杰;劉永偉;聶樹(shù)理;劉兵;范光宇;張英磊）