本發明涉及環保廢氣處理，特別涉及一種高濃度與低濃度有機廢氣摻混裝置及摻混方法。
背景技術：
1、vocs是光化學煙霧和霧霾的重要前體物，對周圍環境及人體健康造成嚴重危害。據統計，工業源排放vocs占總vocs排放的56％以上，其中石化行業造成的vocs排放約占40％左右，成為大氣污染防治的管控重點。石化行業產生的廢氣，除氧化瀝青尾氣、重整催化劑再生煙氣、氧化脫硫醇尾氣等有組織源以外，還包括大量的無組織源廢氣，需將其進行妥善封閉、收集并集中治理后達標排放。不同種類無組織源廢氣的排放特點不同，如罐區廢氣vocs濃度會隨著儲罐大小呼吸量的不同，廢氣濃度呈現忽高忽低的變化，但即使處于低排放期，其排放的vocs濃度依然較高；橡膠生產過程中所排放的廢氣不僅vocs排放量大、濃度較低，而且污染物成分復雜；污水處理場隔油池、氣浮池、污油池、浮渣池等散發的廢氣，廢氣量較小但濃度較高；污水處理場來自曝氣池、a/o池、氧化溝、膜生物反應器、厭氧池等廢水生物處理設施散發的廢氣，廢氣量較大但濃度較低。在進行廢氣處理時，需將不同種類的復雜有機廢氣混合均勻后再送入后續廢氣處理裝置。
2、在眾多廢氣處理技術中，催化氧化與蓄熱氧化是vocs廢氣凈化處理的主要方法，可滿足近零排放標準。無論采用催化氧化技術還是蓄熱氧化技術，要實現裝置的安全、高效、穩定運行，均需進口vocs廢氣滿足一定要求，即進口廢氣濃度范圍應滿足裝置設計要求，且廢氣濃度分布應比較均勻。
3、工業上常采用均化罐來完成高低濃度有機廢氣均勻混合，各路廢氣同時送入均化罐，均化罐內一般設有均化劑層，在均化劑的作用下可實現對廢氣濃度的“削峰”與“填谷”，達到迅速平抑vocs濃度波動的目的。但由于均化罐體積較大、占地面積較大，且均化罐內均化劑需定期更換，增加了裝置的投資及運行成本。
4、現有技術中還有一些未使用均化劑、僅通過混合裝置中的內構件設計來優化vocs廢氣混合效果的技術方案。例如，中國專利cn214261415u公開了一種有機廢氣混合裝置，包括：殼體中設置有混合腔體，第一進氣口與混合腔體連通，第二進氣口與混合腔體通過若干個導氣管連接；第一進氣口和第二進氣口的進氣方向之間夾角為45～90°；殼體上安裝有爆破片；擾流板安裝在混合腔體中；排氣口與混合腔體連通。該方案可解決普通的混合箱中高濃度和低濃度廢氣混合不均勻的問題。通過設置第一進氣口和第二進氣口實現將高風量低濃度廢氣與低風量高濃度廢氣同時輸送至混合腔體中，通過若干個導氣管連接使得低風量高濃度廢氣可以分為多股氣流分散性進入混合腔體中。但該方案在高濃度廢氣的濃度較高且氣量較大時，難以控制高濃度廢氣入口局部區域的混合廢氣濃度低于爆炸下限，存在一定的安全隱患。
5、因此，亟需一種適用于有機廢氣濃度差別較大且流量差別較大的情況下，使得混合后廢氣濃度分布比較均勻的有機廢氣摻混裝置及摻混方法。
6、公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種高濃度與低濃度有機廢氣摻混裝置及摻混方法，具有結構簡單、占地面積小、摻混后廢氣濃度分布比較均勻的特點，有利于后續有機廢氣處理裝置的安全、高效、穩定運行，尤其適用于有機廢氣濃度差別較大且流量差別較大的場合。
2、為實現上述目的，根據本發明的第一方面，本發明提供了一種高濃度與低濃度有機廢氣摻混裝置，包括：內、外筒體結構，其內筒體套設在外筒體內部，內、外筒體之間形成一環形空間；高濃度廢氣分布器，其為多級設置并位于內筒體中、且與環形空間連通，用于接收環形空間中的高濃度廢氣并將高濃度廢氣均勻向下分布和水平分布；每級高濃度廢氣分布器由多個管狀結構組成，且沿內筒體軸向間隔交錯布置；低濃度廢氣分布器，其設于內筒體底部的低濃度廢氣進口處，且位于第一級高濃度廢氣分布器的另一側區域，用于將低濃度廢氣均勻分布至第一級廢氣通道中；混合廢氣分布板，其為多級設置并位于內筒體中，每個混合廢氣分布板占據內筒體橫截面的全部空間且一半區域為開孔設置，開孔區域與高濃度廢氣分布器的位置相對應；螺旋葉片，其固定于每級高濃度廢氣分布器頂部，并位于混合廢氣分布板的開孔區域正下方。
3、進一步，上述技術方案中，混合廢氣分布板可將混合廢氣流通通道分隔成多個流道空間，多個流道空間構成混合廢氣的折流通道。
4、進一步，上述技術方案中，高濃度廢氣分布器包括：第一分布管，其數量為多個且自內筒體內壁向內筒體軸心延伸，該第一分布管的底部和側面開設第一通孔；第二分布管，其長度可小于第一分布管且在水平方向上與第一分布管均勻間隔設置；該第二分布管的底部和側面開設所述第一通孔。
5、進一步，上述技術方案中，混合廢氣分布板可以為水平設置的板體結構，該板體上與第一分布管和第二分布管相對應的區域開設第二通孔。
6、進一步，上述技術方案中，混合廢氣分布板可固定在內筒體壁面上。
7、進一步，上述技術方案中，第一分布管和第二分布管的截面當量直徑可以為40～200mm；第一通孔的形狀可以為圓形，開孔當量直徑可以為10～40mm；開孔數量與總面積可根據高濃度廢氣的氣量以及高濃度廢氣分布器的數量確定，總開孔面積滿足高濃度廢氣流速為0.2～3m/s。
8、進一步，上述技術方案中，第二通孔的形狀可以為圓形，開孔數量與面積可根據混合廢氣的氣量確定，每個混合廢氣分布板總開孔面積滿足混合廢氣流速與高濃度廢氣流速相同。
9、進一步，上述技術方案中，螺旋葉片可在第一分布管和第二分布管上端均勻分布，螺旋葉片整體呈錐形，底部大端與第一分布管和第二分布管固定連接，頂部小端與混合廢氣分布板的所述開孔區域距離可以為20～100mm。
10、進一步，上述技術方案中，底部大端直徑可以為分布管直徑的0.8～1.2倍；相鄰兩螺旋葉片中心距可以為底部大端直徑的1.2～2倍；螺旋葉片的數量可根據分布管的長度以及螺旋葉片中心距確定。
11、進一步，上述技術方案中，低濃度廢氣分布器可以為表面開孔的錐筒結構。
12、進一步，上述技術方案中，內筒體頂部可設有混合廢氣出口；外筒體側壁可設有高濃度廢氣進口。
13、進一步，上述技術方案中，內筒體和外筒體之間可設有支撐桿。
14、進一步，上述技術方案中，環形空間的內、外筒壁面間距可以為50～300mm；高濃度廢氣分布器與其上方的混合廢氣分布板之間的距離可以為相鄰混合廢氣分布板距離的0.3～0.5倍。
15、根據本發明的第二方面，本發明提供了一種高濃度與低濃度有機廢氣摻混方法，應用前述的裝置，包括如下步驟：a、將低濃度廢氣從內筒體底部通入并均勻向第一級廢氣通道分布；將高濃度廢氣從外筒體側壁通入內、外筒體之間的環形空間，進而通過每一級高濃度廢氣分布器均勻向下和水平分布；b、均勻分布的低濃度廢氣與來自第一級高濃度廢氣分布器的均勻向下和水平分布的高濃度廢氣接觸并自由擴散，完成第一級第一次混合；c、混合廢氣流經螺旋葉片時，氣體繞螺旋葉片向上流動，增加局部氣流的湍流強度，完成了第一級第二次混合；d、螺旋氣流進一步沿內筒體軸向方向上升穿過第一級混合廢氣分布板，氣體重新分布并完成第一級第三次混合；e、以此類推，混合廢氣依次與來自各級向下和水平注入的高濃度廢氣自由擴散、混合，并依次通過各級螺旋葉片、混合廢氣分布板形成折返運行，最終從混合廢氣出口排出。
16、進一步，上述技術方案中，在混合初始階段，各級高濃度廢氣分布器的分布時間可根據低濃度廢氣的流速以及內筒體的尺徑大小逐級延遲。
17、與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：
18、1)本發明的高濃度廢氣可通過多級高濃度廢氣分布器逐級分散注入低濃度廢氣中，而不是一次性全部加入低濃度廢氣，可有效避免局部區域內的混合廢氣濃度過高，保證全區域的混合廢氣濃度均低于爆炸下限，更加安全可靠；
19、2)本發明的高濃度廢氣通過多級高濃度廢氣分布器沿水平及垂直向下不同方向注入混合廢氣中，在自由擴散的過程中，不同方向的氣流接觸混合，形成渦流效應；大流量低濃度廢氣攜帶多股小流量高濃度廢氣繼續朝向混合廢氣分布板開孔區域流動，在此過程中，流經高濃度廢氣分布器上的螺旋葉片時氣體繞螺旋葉片向上流動，增加了局部氣流的湍流強度，提高了高、低濃度廢氣之間的傳質效率；
20、3)本發明的混合廢氣分布板將混合廢氣流通通道分隔成多個流道空間，多個流道空間可構成混合廢氣的折流通道，在有限的空間內增加了混合廢氣的流通長度，延長了混合時間，增強了傳質效果；
21、4)本發明的摻混裝置結構簡單，體積與占地面積小，無需采用均化劑，可節省投資及運行成本；
22、5)采用本發明的摻混裝置和方法，混合后的廢氣濃度分布均勻，有利于后續有機廢氣處理裝置的高效穩定運行，尤其適用于有機廢氣濃度差別較大且流量差別較大的場合；
23、6)本發明的混合方法可通過考量氣體流速以及折返路程等因素，在各級高濃度廢氣分布器的入口處控制各級高濃度廢氣分布器的延遲分布時間，避免在混合初始階段一部分高濃度廢氣在未與低濃度廢氣發生混合即流出混合廢氣出口的情況。
24、上述說明僅為本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚地了解本發明的技術手段并可依據說明書的內容予以實施，同時為了使本發明的上述和其他目的、技術特征以及優點更加易懂，以下列舉一個或多個優選實施例，并配合附圖詳細說明如下。