一種處理高濃度有機廢水生產甲烷氣體的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種處理高濃度有機廢水生產甲烷氣體的裝置，包括催化反應塔，所述催化反應塔內從下至上依次分成四個區間：下部空塔區、負載層區、催化劑層區、上部空塔區；所述下部空塔區的頂部安裝金屬網狀支撐架，所述負載層區為填充在金屬網狀支撐架上的催化劑載體；所述催化劑層區為負載層區上部填充的催化劑；所述催化劑層上部安裝金屬網，金屬網的孔徑小于催化劑顆粒的粒徑。該裝置在高效凈化廢水中有機類物質的同時，生產甲烷氣體，實現了廢水的資源化利用，有助于降低廢水處理的總體成本。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種熱化學法處理高濃度有機廢水的裝置，屬于環保
，更準確地說，涉及到一種催化處理含高濃度有機物廢水，同時生產甲烷氣體的裝置。
技術介紹
在中國，2009年廢水的排放量已經達到600億噸，COD接近1300萬噸；同時，社會的發展對環保的要求日益提高。廢水尤其是高濃度有機廢水的高效處理成為目前社會關注的焦點。高濃度有機物廢水的處理方法主要有物化法、化學法、生物法等幾種。物化法主要指電解法；化學法主要指化學氧化法；生物法包括好氧生物法與厭氧生物法。雖然，物化法與化學法對廢水處理比較徹底，但是這兩類方法處理廢水的基本原理是對有機物質進行分解、礦化，因此，廢水中的有機物質得不到利用；生物法是目前應用比較多的廢水處理方法，此種方法在經濟上具有一定的優勢，不過存在菌體中毒的問題，尤其對于エ業廢水，這種現象比較普遍，而且，當對エ業廢水進行處理時，還需要額外添加營養物質以維持微生物的生長，處理過程還容易受水質波動的影響，污泥的后續處理也是個問題。
技術實現思路
為了克服生物法處理有機廢水的缺點，本技術提供了一種處理高濃度有機廢水并生產甲烷氣體的裝置，該裝置在高效凈化廢水中的有機物質的同時，生產甲烷氣體，最終實現廢水處理的資源化，降低廢水處理的總體成本；該裝置具有高效、清潔的特點，運行穩定且不存在污泥的后續處理問題；裝置安裝占地面積小，自動化控制程度高。本技術的技術方案是一種處理高濃度有機廢水生產甲烷氣體的裝置，包括催化反應塔，所述催化反應塔內從下至上依次分成四個區間下部空塔區、負載層區、催化劑層區、上部空塔區；所述下部空塔區的頂部安裝金屬網狀支撐架，所述負載層區為填充在金屬網狀支撐架上的催化劑載體；所述催化劑層區為負載層區上部填充的催化劑；所述催化劑層上部安裝金屬網，金屬網的孔徑小于催化劑顆粒的粒徑。優選的是，所述上、下部空塔區的高度等于催化反應塔的塔徑；所述負載層區與催化劑層區的高度比例為1/1(Γ /3。優選的是，還包括和催化反應塔連接的ニ氧化碳吸收塔，所述吸收塔內分成三個區間下部空塔區、中部填料區、上部空塔區；所述下部空塔區頂部安裝金屬網狀支撐架，所述中部填料區為設置在金屬網狀支撐架上的填料。優選的是，所述催化反應塔、ニ氧化碳吸收塔的材質為不銹鋼，塔內與有機廢水接觸的表面、金屬網外表面加襯有鈦材。優選的是，還包括用于上料的進料泵，所述進料泵為耐酸堿腐蝕的正位移泵；在催化反應塔之前還設有加熱器，在ニ氧化碳吸收塔之后還依次設有冷凝器和氣液分離器，所述加熱器、冷凝器、氣液分離器的材質為不銹鋼，其內部與有機廢水接觸的表面加襯有鈦材。該裝置在高效凈化廢水中有機類物質的同時，生產甲烷氣體，實現了廢水的資源化利用，有助于降低廢水處理的總體成本。該裝置具有高效、清潔的特點，運行穩定且不存在污泥的后續處理問題；裝置安裝占地面積小，自動化控制程度高，便于在エ廠內安裝運行。附圖說明圖I示出了本技術的エ藝流程圖。圖2示出了本技術催化反應塔內的結構示意圖。圖3示出了本技術ニ氧化碳吸收塔的結構示意圖。圖4示出了本技術操作溫度對催化反應影響的測試結果圖。圖5示出了本技術操作壓カ對催化反應影響的測試結果圖。圖中標號1沉降池，2進料泵，3加熱器，4催化反應塔，5 ニ氧化碳吸收塔，6冷凝器，7氣液分離器，8堿液儲罐，9金屬網，10金屬網狀支架，11催化劑層區，12負載層區，13中部填料層區。具體實施方式以下結合附圖對本技術的具體實施方式做進ー步說明。本技術首先提供ー種催化處理有機廢水生產甲烷氣體的方法，該方法的原理是，在催化劑的作用下，同時提供一定的溫度、壓カ條件，廢水中的有機物進行催化甲烷化反應，廢水得以凈化的同時，收獲甲烷等燃料氣體。下面以部分エ業廢水中存在的幾種醇類有機物質催化甲烷化反應為例來說明該方法凈化廢水的原理CH3OH — 3/4CH4+l/4C02+l/2H20C2H5OH — 3/2CH4+1/2C02C3H7OH+1/2H20 — 9/4CH4+3/4C02C4H90H+H20 — 3CH4+C02可以看出，通過上述反應醇類物質完全轉變為甲烷與ニ氧化碳，從而能夠實現廢水的凈化處理。同時，在催化反應塔中，大分子的有機物的長鏈被打斷，在重新組合的過程中，CO、C02、H2等氣體，還有另外的基團在催化劑的作用下發生甲烷化反應，生成甲烷。參考圖1，該方法的基本エ藝流程如下所述。首先，高濃度有機廢水經匯集后進入沉降池1，廢水中的固體顆粒物進行沉降；上清液經進料泵2送入加熱器3，隨后進入催化反應塔4，在一定的壓力、溫度條件下進行催化反應，廢水中的有機物質反應生成甲烷與ニ氧化碳氣體；反應后的流體進入到ニ氧化碳氣體吸收塔5，將反應生成的ニ氧化碳脫除；而后，進入到冷凝器6，流體溫度冷凝到常溫；最后，進入到氣液分離器7，氣液發生分離，分離后富含甲烷的氣體進行收集儲存，出水外排后進入到后續的處理工序。本方法所用催化劑為復合型催化劑，活性成分為，釕、鈀、銠、鉬、銥、鎳、鈷、錳、鈰中的至少ー種，或者至少ー種上述金屬物質形成的不溶于水或難溶于水的化合物；載體為氧化鋯、ニ氧化鈦、氧化鋁、硅石等，或者為復合金屬氧化物，比如，ニ氧化鈦-鋯石、氧化鋁-硅石、氧化鋁-硅石-鋯石等。催化劑活性成分的量占載體重量的O. Ol 10%，最好為O. I 3%。本技術對于催化劑的形狀不做特別限定，可以是球狀、弾丸狀、圓柱狀、粉末狀、蜂巣狀等形狀。催化劑的等體積粒徑通常采用3 50mm，最好采用5 25mm ;若采用蜂巢狀構造的催化劑，構造體開ロ部分可以為四角形、六角形、圓形等任意形狀；催化劑填充的單位體積面積、孔隙率不做特別限定，通常単位體積面積為200 800m2/m3，孔隙率為40 80%。載體和活性成分之間的配合方式采用靜置涂覆的方法，屬于現有的技術，在此不再具體說明。參考圖4、圖5，通過實驗研究確定了本技術最佳催化反應溫度為27(T300°C， 最佳催化反應壓カ為9(Tl00kg/Cm2，根據廢水水質的不同，催化反應時間在f60min之間不坐寸ο催化反應后的廢水進入到ニ氧化碳吸收塔5，與進入到塔內的堿液混合，混合過程中ニ氧化碳氣體被吸收；用于吸收ニ氧化碳的溶液可以為碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿液中的ー種或多種的混合溶液。本エ藝流程中所用的進料泵2為耐酸堿腐蝕的正位移泵，其出ロ壓カ不應低于90kg/cm2，功率可以根據實際廢水的處理量確定。參考圖2，本エ藝流程中所用催化反應器為塔式結構，材質為不銹鋼，內層與廢水接觸的部分加襯有鈦材料。整個催化反應塔4內部被分成四個不同區間下部空塔區，負載層區12、催化劑層區11、上部空塔區。其中上、下部空塔區的高度近似等于塔徑；下部空塔區頂部安裝金屬網狀支撐架10，其上填充的載體，顆粒的粒徑l(Tl5mm，構成負載層區12，金屬網狀支撐架10的孔徑小于載體粒徑；負載層區12上部填充催化劑，構成催化劑層區11 ;催化劑層上部安裝有金屬網9，金屬網9的孔徑小于催化劑顆粒粒徑；負載層區12與催化劑層區11的高度比例為1/1(Γ /3。催化反應塔4的外部最好包裹有保溫層；整個催化反應塔4的高度要根據廢水處理量以及廢水的停留時間進行確定。參考圖3，本エ藝流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種處理高濃度有機廢水生產甲烷氣體的裝置，其特征在于：包括催化反應塔，所述催化反應塔內從下至上依次分成四個區間：下部空塔區、負載層區、催化劑層區、上部空塔區；所述下部空塔區的頂部安裝金屬網狀支撐架，所述負載層區為填充在金屬網狀支撐架上的催化劑載體；所述催化劑層區為負載層區上部填充的催化劑；所述催化劑層上部安裝金屬網，金屬網的孔徑小于催化劑顆粒的粒徑。

【技術特征摘要】
1.一種處理高濃度有機廢水生產甲烷氣體的裝置，其特征在于包括催化反應塔，所述催化反應塔內從下至上依次分成四個區間下部空塔區、負載層區、催化劑層區、上部空塔區；所述下部空塔區的頂部安裝金屬網狀支撐架，所述負載層區為填充在金屬網狀支撐架上的催化劑載體；所述催化劑層區為負載層區上部填充的催化劑；所述催化劑層上部安裝金屬網，金屬網的孔徑小于催化劑顆粒的粒徑。2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于所述上、下部空塔區的高度等于催化反應塔的塔徑；所述負載層區與催化劑層區的高度比例為1/1(Γ /3。3.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于還包括和催化反應塔連接的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李國文，蘇貞峰，郭春生，張學輝，胡彥龍，
申請(專利權)人：北京緯綸華業環保科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：