專利名稱：一種吸收結(jié)合微電解凈化有害氣體的方法及其專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸收結(jié)合微電解凈化有害氣體的方法及其專用裝置，特別涉及從氣流中去除烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨等無(wú)機(jī)物的方法和裝置，屬于大氣污染控制和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
含烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨等無(wú)機(jī)物，產(chǎn)生于化學(xué)、制藥、噴漆、污水處理站等各種生產(chǎn)過(guò)程。這些污染物不僅對(duì)人體有害，有些還是致癌物質(zhì)，而且大量排放還對(duì)局部區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。但是由于這些氣體或具有化學(xué)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，不易降解的特點(diǎn)，或閾值較低，給凈化處理帶來(lái)很大的困難。一般地，采用水溶液吸收法是去除這些有害氣體的主要方法之一，但此方法的主要問(wèn)題是吸收容量有限，吸收液容易飽和。吸收后的溶液須進(jìn)一步處理，如果直接送回廢水池，被吸收處理后的產(chǎn)物又會(huì)揮發(fā)出來(lái)，將會(huì)導(dǎo)致二次污染的產(chǎn)生。如何在提高吸收效率的同時(shí)，又避免二次污染物的產(chǎn)生是該技術(shù)工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中急需解決的問(wèn)題。液相微電解法的基本原理是利用微電解過(guò)程在電極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)氧化自由基OH、HO2和H2O2等，這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)與有害物反應(yīng)，最終把有害物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物。一般微電解法用于化工難降解的廢水處理，在中國(guó)專利文獻(xiàn)庫(kù)中也對(duì)微電解的技術(shù)報(bào)道，但文獻(xiàn)都集中在廢水的處理上進(jìn)行應(yīng)用。尚未看到把微電解技術(shù)應(yīng)用于廢氣治理的報(bào)道。本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)和提供一種液體吸收結(jié)合微電解的方法和裝置，用于從氣流中除去有害氣體，使氣流中含有的這些有害氣體得到有效吸收和降解，從而達(dá)到有害氣體凈化的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有背景技術(shù)而提供一種凈化有害廢氣的方法，它是采用吸收結(jié)合微電解化學(xué)反應(yīng)，用于從氣流中除去烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨等無(wú)機(jī)物，將這些氣態(tài)污染物降解為化學(xué)穩(wěn)定的物質(zhì)，使吸收液恢復(fù)吸收能力，從而達(dá)到氣體凈化和避免二次污染產(chǎn)生目的。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種在上述方法中使用的結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、容易操作使用、處理效率高的專用裝置。本發(fā)明解決上述首要技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種吸收結(jié)合微電解凈化有害廢氣的方法，其特征在于把待處理含烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨等無(wú)機(jī)物的氣體導(dǎo)入吸收裝置，其中有害氣體被吸收液吸收后，吸收液導(dǎo)入微電解反應(yīng)器，所述的微電解反應(yīng)器由鐵網(wǎng)或填料與活性炭組成，液相中的有害氣體組分進(jìn)一步被活性炭吸付，然后在活性炭與鐵網(wǎng)或填料構(gòu)成的無(wú)數(shù)個(gè)微電池的作用下，產(chǎn)生了具有強(qiáng)反應(yīng)性的物質(zhì)如OH、HO2等自由基，這些物質(zhì)與溶解在溶液中的和被活性炭吸附的有害物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使被吸收的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為化學(xué)穩(wěn)定的物質(zhì)，使吸收液恢復(fù)吸收能力，最終把氣相有害物有效吸收去除。有益的是，所述的吸收與微電解化學(xué)反應(yīng)是一連續(xù)過(guò)程的兩個(gè)操作單元步驟。本發(fā)明采用的吸收裝置為通用的氣液吸收設(shè)備如噴淋塔、填料塔、旋流板塔或篩板塔等，吸收液一般采用PH值小于7. 5的酸性水溶液，如鹽酸和硫酸，在酸性環(huán)境下的有害物的降解率較高。可添加一定量的氯化鈉或硫酸鈉等鹽作為電解質(zhì)，電解質(zhì)質(zhì)量百分比濃度濃度一般為O. 1% -25%。本發(fā)明所述的微電解反應(yīng)器一般為圓筒或方型結(jié)構(gòu)，其中包括鐵質(zhì)材料作為微電解的固定陽(yáng)極和活性炭作為有害物的吸附劑和微電解的陰極，作為固定電極的鐵質(zhì)材料一般為網(wǎng)狀或規(guī)整填料結(jié)構(gòu)，兩種類型材料的處理效果大體相當(dāng)。網(wǎng)狀電極網(wǎng)孔面積一般為lmm2-2500mm2,相鄰兩網(wǎng)板距離一般為3mm-300mm,網(wǎng)板數(shù)量、網(wǎng)孔和距離可視裝置大小、活性碳形狀和處理氣量等參數(shù)選配，規(guī)整填料可根據(jù)塔器化工設(shè)備手冊(cè)上的相關(guān)填料結(jié)構(gòu)如 拉西環(huán)、鮑爾環(huán)或階梯環(huán)等選配。作為流化態(tài)電極的活性炭一般為球形或柱形，直徑一般為O. lmm-40mm，活性碳在液相的充填率一般為O. 1% -90%，最佳為5% -20 %，具體根據(jù)需處理的有害氣體濃度、處理氣量和處理要求等參數(shù)選定。微電解反應(yīng)器內(nèi)所有固定電極材料應(yīng)在吸收液液面IOOmm以下，以使其起有效作用。所述的微電解反應(yīng)器的下部還設(shè)置有曝氣管向反應(yīng)器內(nèi)鼓入空氣加強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)器中的活性炭處于流化狀態(tài)，與浸在液相中的鐵網(wǎng)或填料不斷接觸，發(fā)生微電解反應(yīng)。曝氣氣體出口設(shè)置在反應(yīng)器的上部與吸收塔相通。鐵質(zhì)材料和活性炭消耗后可定期更換，吸收液也定期更換。本發(fā)明解決上述另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種上述凈化有害廢氣的方法中的專用裝置，其特征在于吸收塔與微電解反應(yīng)器組成連續(xù)操作的廢氣處理裝置。所述的吸收塔下部設(shè)置有含有害氣體進(jìn)口，吸收塔的頂部設(shè)置有凈化后氣體出口，吸收塔的底部設(shè)置有液體循環(huán)槽，循環(huán)槽的下部出液口通過(guò)循環(huán)泵、管道和閥門(mén)與吸收塔上部的進(jìn)液口連接，吸收塔的下部通過(guò)回液管與微電解反應(yīng)器的頂部連通，使吸收飽和后的液體進(jìn)入微電解反應(yīng)器，微電解反應(yīng)器下部的出液管接到吸收塔底部的液體循環(huán)槽，微電解反應(yīng)器下部還設(shè)置有曝氣管和閥門(mén)，微電解反應(yīng)器頂部氣體出口管與塔下部連接。該裝置容易安裝使用，操作方便，處理效率高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用氣液吸收和活性炭吸附和微電解反應(yīng)相結(jié)合的方式，使烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨等無(wú)機(jī)物被循環(huán)吸收液吸收和液相中的活性碳吸附，通過(guò)鐵炭微電解化學(xué)反應(yīng)使有害物被降解，從而大大提高了吸收效果，避免了有害物二次揮發(fā)的可能性，特別適用于水溶性不好的有害氣態(tài)污染物如含氯有機(jī)物、甲苯等有機(jī)物的處理，具有處理效率高，操作簡(jiǎn)單，可靠實(shí)用。


圖I為本發(fā)明所述的一種吸收結(jié)合微電解凈化有害氣體專用裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中標(biāo)號(hào)1循環(huán)泵；2吸收液循環(huán)槽；3液位計(jì)；4加液口 ；5氣體進(jìn)口 ；6吸收塔；7吸收塔進(jìn)液口 ；8氣體出口 ；9出氣管；10回液管；11微電解反應(yīng)器；12出液管；13曝氣管。
該專用裝置結(jié)構(gòu)是吸收塔6下部設(shè)置有進(jìn)氣口 5，吸收塔的頂部設(shè)置有出氣口 8，吸收塔6的底部設(shè)置有吸收液循環(huán)槽2，循環(huán)槽2的下部有出液口通過(guò)循環(huán)泵I、管道和閥門(mén)與吸收塔6頂上部的吸收塔進(jìn)液口 7相連接，吸收塔6的下部還通過(guò)回液管10與微電解反應(yīng)器11的頂部連通，微電解反應(yīng)器11下部的出液管12接到吸收塔底部的循環(huán)槽2，微電解反應(yīng)器11下部還設(shè)置有曝氣管13和閥門(mén)，吸收塔6的下部還通過(guò)出氣管9和閥門(mén)與微電解反應(yīng)器11的頂部連通。處理工藝流程是待處理廢氣由進(jìn)氣口 5進(jìn)入吸收塔6內(nèi)與噴淋液接觸，進(jìn)行吸收反應(yīng),處理后的廢氣從塔頂出氣口 8排出。吸收液通過(guò)塔底部的回液管10進(jìn)入微電解反應(yīng)器11，微電解反應(yīng)器的下部設(shè)置有曝氣管13向反應(yīng)器內(nèi)鼓入氣體如空氣或氮?dú)饧訌?qiáng)化學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)器中的活性炭處于流化狀態(tài)，與浸在液相中的鐵網(wǎng)或填料不斷接觸，使吸收液發(fā)生微電解反應(yīng)，然后通過(guò)出液管12進(jìn)入吸收液循環(huán)槽2后，經(jīng)循環(huán)泵I打回吸收塔。圖2為本發(fā)明所述的專用裝置實(shí)施例I微電解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖部件標(biāo)號(hào)I 出液管，2回液管，3出氣管，4鐵網(wǎng)陽(yáng)極(從上起共4塊，實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)處理氣量和裝置變化)，5活性炭，6為氣體分布器，7曝氣管。圖3為本發(fā)明所述的專用裝置實(shí)施例2微電解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖圖中部件標(biāo)號(hào)I出液管，2回液管，3出氣管，4活性炭，5鐵質(zhì)填料，6為氣體分布器，7曝氣管。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。實(shí)施例I :實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)流程如圖I所示，微電解反應(yīng)器采用圖2所示結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器外體材料為聚丙烯，尺寸為400mmX400mmX 1200mm,相鄰鐵網(wǎng)距離為50mm,鐵網(wǎng)厚度為2mm,網(wǎng)孔為5mmX5mm。作為流動(dòng)極的活性炭顆粒，平均幾何直徑約為1mm，在液相的充填率約為15%。吸收塔為填料塔，塔徑為Φ300mm，填料層高度為2500mm，填料為聚丙烯階梯環(huán)。模擬廢氣由塔底部進(jìn)氣口通入，經(jīng)過(guò)吸收反應(yīng)區(qū)后，由上部排出。實(shí)驗(yàn)條件為吸收液為2%的氯化納水溶液+鹽酸。溶液pH = 3±0. 5。氣體流量200m3/h，氣體溫度25°C。廢氣種類以常見(jiàn)的有表代表性的烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨等無(wú)機(jī)廢氣烴、醇、醚、醛、酮、酯、二氧化硫和氮氧化物。載氣空氣。循環(huán)泵流量5m3/h。曝氣量2m3/h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表I所示。表I有害物去除效果
權(quán)利要求
1.一種吸收結(jié)合微電解凈化有害廢氣的方法，其特征在于是把待處理含有害氣體的氣流導(dǎo)入吸收塔，其中有害氣體被吸收液吸收后，凈化后的氣體從塔頂?shù)某鰵饪谂懦觯找簞t進(jìn)一步進(jìn)入微電解反應(yīng)器，所述的微電解反應(yīng)器由鐵網(wǎng)或鐵質(zhì)填料與活性炭顆粒組成，吸收液中被吸收的有害氣體在微電解反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)一步被活性炭吸付，然后在流化態(tài)的活性炭與鐵網(wǎng)或鐵質(zhì)填料構(gòu)成的無(wú)數(shù)個(gè)微電池的作用下，發(fā)生微電解化學(xué)反應(yīng)，使有害物質(zhì)降解為化學(xué)穩(wěn)定的物質(zhì)，吸收液恢復(fù)吸收能力，重新返回吸收塔吸收有害氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的有害氣體含烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨無(wú)機(jī)物的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的吸收與微電解化學(xué)反應(yīng)是一連續(xù)過(guò)程的兩個(gè)操作單元步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的吸收塔為通用的氣液吸收設(shè)備噴淋塔、填料塔、旋流板塔或篩板塔。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在所述的微電解反應(yīng)器為圓筒或方型結(jié)構(gòu)，其中裝填有作為微電解陽(yáng)極的鐵質(zhì)材料和作為有害物吸附劑和微電解陰極的活性炭；所述的鐵質(zhì)材料為網(wǎng)狀或規(guī)整填料結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀電極網(wǎng)孔面積為lmm2-2500mm2,相鄰兩網(wǎng)板距離為3mm-300mm,規(guī)整填料為化工塔器設(shè)備手冊(cè)上的相關(guān)填料結(jié)構(gòu)，包括拉西環(huán)、鮑爾環(huán)或階梯環(huán)；所述的活性炭為球形和柱形，直徑為O. lmm-30mm，在液相充填率為O. 1% -90%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或3或5所述的方法，所述的微電解反應(yīng)器的下部設(shè)置有曝氣管向反應(yīng)器內(nèi)鼓入空氣或氮?dú)饧訌?qiáng)化學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)器中的顆?；钚蕴刻幱诹骰癄顟B(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種吸收結(jié)合微電解凈化有害廢氣的方法的專用裝置，其特征在于所述的裝置包括吸收塔、吸收液循環(huán)槽以及微電解反應(yīng)器；所述的吸收塔下部設(shè)置氣體進(jìn)口、回液管和回氣管，上部設(shè)置有進(jìn)液口，頂部設(shè)置有凈化后的氣體出口 ；所述的吸收液循環(huán)槽的下部出液口通過(guò)循環(huán)泵、管道和閥門(mén)與吸收塔上部的進(jìn)液口連接，所述的微電解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有鐵網(wǎng)或鐵質(zhì)填料與活性炭，下部還設(shè)置有氣體分布器、曝氣管和閥門(mén)；所述的吸收塔的下部的回液管和出氣管分別與微電解反應(yīng)器頂部連通，微電解反應(yīng)器下部的出液管與液體循環(huán)槽連通。
全文摘要
一種吸收結(jié)合微電解凈化有害廢氣的方法及其專用裝置，用于除去氣流中含有的烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨等無(wú)機(jī)物。該方法的處理過(guò)程是把被處理氣體導(dǎo)入吸收塔，其中有害氣體被吸收液吸收后，吸收液導(dǎo)入由鐵網(wǎng)或鐵質(zhì)填料與活性炭顆粒組成的微電解反應(yīng)器，使被吸收的有害物質(zhì)得到降解，從而大大提高了吸收效果，避免了有害物二次揮發(fā)的可能性，特別適用于水溶性不好的有害氣態(tài)污染物如含氯有機(jī)物、甲苯等有機(jī)物的處理。本發(fā)明還公開(kāi)了該專用裝置，具有結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、容易操作使用、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/78GK102872702SQ20121039257
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月3日
發(fā)明者黃立維 申請(qǐng)人:黃立維