專利名稱：處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)與應(yīng)用，尤其涉及一種處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備和使用方法。
背景技術(shù)：
大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一，工業(yè)廢氣是大氣污染物的重要來源。工業(yè)廢氣中危害最大又難處理的就是有機(jī)廢氣；不同行業(yè)的有機(jī)廢氣的組成不同，對(duì)處理方法和裝置也有不同的要求。目前有機(jī)廢氣的處理方法主要分為兩類回收法和消除法。回收法即在一定條件下選擇合適的吸附劑和選擇性滲透膜等方法來分離揮發(fā)性有機(jī)污染物。消除法是通過化學(xué)或者生物反應(yīng)，將污染物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，包括熱氧化、催化燃燒、生物氧化、電暈法、等離子體分解法、光分解法等。一般工業(yè)廢氣都采用先回收再消除的策略。
回收法中，最為常用的是吸附法。而吸附劑的選擇對(duì)吸附效率起著決定性的作用。目前吸附劑主要有顆?；蛘叻涓C活性炭、活性炭纖維、分子篩、硅膠、高聚合物吸附樹脂等?；钚蕴恳?yàn)楸砻娣e高、吸附容量大且價(jià)格較低而常被應(yīng)用。但是活性炭存在不耐高溫、在濕潤(rùn)條件下不能保持良好的吸附能力的缺點(diǎn)。活性炭纖維具有比表面積大、熱容量小、吸附解吸速度快、耗能低等特點(diǎn)，是較受歡迎的一種新型吸附劑；吸附效率非常高，根據(jù)所處理廢氣的有機(jī)氣體含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85％至98％之間，多級(jí)吸附工藝可以達(dá)到99.99％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于活性碳顆粒吸附法的最高吸附率88％，而且體積及總重量也都很??；但由于價(jià)格太高，難以處理高濕度的有機(jī)廢氣，應(yīng)用受到限制。國內(nèi)已有含水蒸氣有機(jī)廢氣處理的公知方法，如CN1112228C，將含有大量水蒸氣的有機(jī)廢氣冷凝，去除其中大部分水蒸氣，然后與空氣混合進(jìn)入濃度均化器，最后進(jìn)入催化反應(yīng)器去除其中的有害組分；但難以去除有機(jī)廢氣中難降解的疏水性有機(jī)污染物。高聚物吸附樹脂又具有吸附容量較小的缺點(diǎn)。因此尋找合適的替代吸附劑具有重要的意義。本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)廢氣的天然吸附材料，能夠經(jīng)濟(jì)有效的處理高濕度且有機(jī)物濃度變化大的復(fù)雜的有機(jī)廢氣。
一般有機(jī)廢氣如制藥廠廢氣中主要成分包括親水性有機(jī)污染物和疏水性有機(jī)污染物。對(duì)于親水性組分采用水或者溶液淋洗法可以達(dá)到很好的效果；但對(duì)于疏水性組分，目前還沒有合適的處理方法。本發(fā)明專利旨在提供一種天然的生物吸附劑，用于同時(shí)處理制藥、農(nóng)藥、化工等行業(yè)的有機(jī)廢氣中的疏水性和親水性組分。我們研究發(fā)現(xiàn)，天然植物角質(zhì)是一種多功能的高效吸附劑，具有疏水性結(jié)構(gòu)和親水性結(jié)構(gòu)，具有抗?jié)穸饶芰?qiáng)，具有同時(shí)高效去除有機(jī)廢氣中的疏水性有機(jī)物和親水性有機(jī)物的能力。
隨著農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展，大量的廢棄植物角質(zhì)組分被拋棄閑置，占用大量土地，影響景觀。利用植物角質(zhì)層組分處理有機(jī)廢氣，達(dá)到以廢治廢的目的，解決了當(dāng)前制藥行業(yè)等有機(jī)廢氣中疏水性有機(jī)污染物治理的難題。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于可以將有機(jī)廢氣中的疏水性有機(jī)污染物和親水性有機(jī)污染物兩步處理和為一步，減少工藝程序。處理結(jié)束后，角質(zhì)易于和溶液分離，有用成分的回收和角質(zhì)的回用容易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備和使用方法。
處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備方法包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)，干燥，粉碎，過篩20～200目，制得有機(jī)廢氣的初級(jí)天然吸附劑；2)將初級(jí)天然吸附劑加入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶1000～1∶10000，經(jīng)噴淋，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中的親水性和疏水性有機(jī)污染物；沉淀后，回收吸附有有機(jī)污染物的初級(jí)天然吸附劑，經(jīng)干燥，在100～200℃下炭化2～6小時(shí)，制得次級(jí)天然吸附劑。
所述的植物角質(zhì)包括西紅柿、蘋果、青椒、土豆或冬瓜的表皮。初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶2000～1∶6000。有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物為苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、正己烷、庚烷、石腦油、環(huán)己烷、三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷、亞甲基氯化物、二氯苯、三氯苯、四氯化碳、氯仿、氟里昂、丙酮、丁酮、甲基異丁酮、環(huán)己酮、醋酸酯、丁酸酯、乙醚、二氯乙烷、四氫呋喃、糠醛、甲醇、乙醇、丁醇、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸、萘、菲、芘。有機(jī)廢氣的溫度為40～200℃、濕度為40～100％。有機(jī)廢氣的操作空速為100～10000h-1。
處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的使用方法包括如下步驟1)將初級(jí)天然吸附劑投入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶1000～1∶10000，經(jīng)噴淋，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)系預(yù)處理，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物；2)經(jīng)預(yù)處理后的有機(jī)廢氣經(jīng)過填充有次級(jí)天然吸附劑的吸附器，經(jīng)吸附，進(jìn)一步同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明可同時(shí)去除有機(jī)廢氣中的疏水性有機(jī)污染物和親水性有機(jī)污染物，解決工業(yè)排放有機(jī)廢氣中疏水性有機(jī)污染物難以達(dá)標(biāo)的問題；特別是適合于高濕度高濃度有機(jī)廢氣的吸附處理。吸附材料源自天然、含量豐富、無毒害作用、成本低廉，操作流程簡(jiǎn)單、凈化效果顯著，吸附處理后，固-液易分離，易回收利用。


附圖是處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的使用方法的流程圖。
具體實(shí)施方法實(shí)施例11)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)，干燥，粉碎，過篩20目，制得有機(jī)廢氣的初級(jí)天然吸附劑；2)將初級(jí)天然吸附劑加入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶1000，經(jīng)噴淋，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中的親水性和疏水性有機(jī)污染物；沉淀后，回收吸附有有機(jī)污染物的初級(jí)天然吸附劑，經(jīng)干燥，在200℃下炭化2小時(shí)，制得次級(jí)天然吸附劑。
實(shí)施例21)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)，干燥，粉碎，過篩200目，制得有機(jī)廢氣的初級(jí)天然吸附劑；2)將初級(jí)天然吸附劑加入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶10000，經(jīng)噴淋，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中的親水性和疏水性有機(jī)污染物；沉淀后，回收吸附有有機(jī)污染物的初級(jí)天然吸附劑，經(jīng)干燥，在200℃下炭化6小時(shí)，制得次級(jí)天然吸附劑。
實(shí)施例31)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)，干燥，粉碎，過篩150目，制得有機(jī)廢氣的初級(jí)天然吸附劑；2)將初級(jí)天然吸附劑加入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶8000，經(jīng)噴淋，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中的親水性和疏水性有機(jī)污染物；沉淀后，回收吸附有有機(jī)污染物的初級(jí)天然吸附劑，經(jīng)干燥，在150℃下炭化4小時(shí)，制得次級(jí)天然吸附劑。
實(shí)施例41)將初級(jí)天然吸附劑投入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶1000，經(jīng)噴淋，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)系預(yù)處理，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物；2)經(jīng)預(yù)處理后的有機(jī)廢氣經(jīng)過填充有次級(jí)天然吸附劑的吸附器，經(jīng)吸附，進(jìn)一步同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，達(dá)標(biāo)排放。
實(shí)施例51)將初級(jí)天然吸附劑投入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶10000，經(jīng)噴淋，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)系預(yù)處理，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物；2)經(jīng)預(yù)處理后的有機(jī)廢氣經(jīng)過填充有次級(jí)天然吸附劑的吸附器，經(jīng)吸附，進(jìn)一步同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，達(dá)標(biāo)排放。
實(shí)施例61)將初級(jí)天然吸附劑投入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶8000，經(jīng)噴淋，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)系預(yù)處理，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物；2)經(jīng)預(yù)處理后的有機(jī)廢氣經(jīng)過填充有次級(jí)天然吸附劑的吸附器，經(jīng)吸附，進(jìn)一步同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，達(dá)標(biāo)排放實(shí)施例7將初級(jí)天然吸附劑加入淋洗液中，攪拌混勻，吸附制藥有機(jī)廢氣中的苯、甲苯、二甲苯、酯、酮、醇、醛、醚、酚等有機(jī)污染物，初級(jí)天然吸附劑的用量與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶1000時(shí)，廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物的削減率大于90％；處理后的有機(jī)廢氣再經(jīng)過填充有級(jí)天然吸附劑的吸收器，進(jìn)一步去除廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，總削減率大于98％。
實(shí)施例8將初級(jí)天然吸附劑投入淋洗液中攪拌混勻，吸附制藥有機(jī)廢氣中的苯、甲苯、二甲苯、酯、酮、醇、醛、醚、酚等有機(jī)污染物，初級(jí)天然吸附劑的用量與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶10000時(shí)，廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物的削減率大于80％；處理后的有機(jī)廢氣再經(jīng)過填充有級(jí)天然吸附劑的吸收器，進(jìn)一步去除廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，總削減率大于95％。
實(shí)施例9將初級(jí)天然吸附劑投入淋洗液中攪拌混勻，吸附焦化廠有機(jī)廢氣中的苯、甲苯、萘、菲、芘等有機(jī)污染物，初級(jí)天然吸附劑的用量與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶10000時(shí)，廢氣中疏水性有機(jī)污染物的削減率大于95％；處理后的有機(jī)廢氣再經(jīng)過填充有級(jí)天然吸附劑的吸收器，進(jìn)一步去除廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，總削減率大于99％。
實(shí)施例10將初級(jí)天然吸附劑投入淋洗液中攪拌混勻，吸附化工廠有機(jī)廢氣中的環(huán)己酮、石油醚、乙醇、氯苯、甲醇、正己烷、正庚烷、氨等有機(jī)污染物，吸附劑的用量與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶5000時(shí)，廢氣中疏水性有機(jī)污染物的削減率大于88％；處理后的有機(jī)廢氣再經(jīng)過填充有級(jí)天然吸附劑的吸收器，進(jìn)一步去除廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，總削減率大于95％。
權(quán)利要求
1.一種處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)，干燥，粉碎，過篩20～200目，制得有機(jī)廢氣的初級(jí)天然吸附劑；2)將初級(jí)天然吸附劑加入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶1000～1∶10000，經(jīng)噴淋，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中的親水性和疏水性有機(jī)污染物；沉淀后，回收吸附有有機(jī)污染物的初級(jí)天然吸附劑，經(jīng)干燥，在100～200℃下炭化2～6小時(shí)，制得次級(jí)天然吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的植物角質(zhì)包括西紅柿、蘋果、青椒、土豆或冬瓜的表皮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶2000～1∶6000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物為苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、正己烷、庚烷、石腦油、環(huán)己烷、三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷、亞甲基氯化物、二氯苯、三氯苯、四氯化碳、氯仿、氟里昂、丙酮、丁酮、甲基異丁酮、環(huán)己酮、醋酸酯、丁酸酯、乙醚、二氯乙烷、四氫呋喃、糠醛、甲醇、乙醇、丁醇、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸、萘、菲、芘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)廢氣的溫度為40～200℃、濕度為40～100％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理有機(jī)廢氣的天然吸附劑的制備和使用方法，其特征在于所述的有機(jī)廢氣的操作空速為100～10000h-1。
7.一種如權(quán)利要求1所述方法制備的處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的使用方法，其特征在于包括如下步驟1)將初級(jí)天然吸附劑投入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶1000～1∶10000，經(jīng)噴淋，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)系預(yù)處理，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物；2)經(jīng)預(yù)處理后的有機(jī)廢氣經(jīng)過填充有次級(jí)天然吸附劑的吸附器，經(jīng)吸附，進(jìn)一步同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物，達(dá)標(biāo)排放。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理有機(jī)廢氣的多級(jí)天然吸附劑的制備和使用方法。制備方法如下1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)，干燥，粉碎，過篩20～200目，制得有機(jī)廢氣的初級(jí)天然吸附劑；2)將初級(jí)天然吸附劑加入淋洗液中，初級(jí)天然吸附劑與淋洗液的質(zhì)量體積比為1∶1000～1∶10000，經(jīng)噴淋，同時(shí)去除有機(jī)廢氣中的親水性和疏水性有機(jī)污染物；沉淀后，回收吸附有有機(jī)污染物的初級(jí)天然吸附劑，經(jīng)干燥，在100～200℃下炭化2～6小時(shí)，制得次級(jí)天然吸附劑。本發(fā)明解決了同時(shí)去除有機(jī)廢氣中親水性和疏水性有機(jī)污染物的難題，可用于制藥、石油化工、農(nóng)藥等行業(yè)的含水蒸氣的高濃度有機(jī)廢氣的吸附處理；其優(yōu)點(diǎn)在于吸附材料源自天然、含量豐富、無毒害作用、成本低廉，操作流程簡(jiǎn)單、凈化效果顯著，吸附處理后，固－液易分離，易回收利用。
文檔編號(hào)B01J20/24GK101091907SQ20071006814
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者陳寶梁, 李云桂 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)