專利名稱：一種電化學(xué)氧化吸收凈化有害氣體的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電化學(xué)氧化吸收凈化有害氣體的方法及裝置，用于從氣流中去氣態(tài)有害污染物，特別涉及從氣流中去除各種等惡臭氣體的方法，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)：
各種惡臭氣體如烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯、腈、胺和呋喃等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫和氨等無機(jī)物，產(chǎn)生于化學(xué)、制藥、噴漆、污水處理站等各種生產(chǎn)過程。這些污染物不僅對人體有害，有些還是致癌物質(zhì)，而且大量排放還對局部區(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，給凈化處理帶來很大的困 難。一般地，采用液體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)物又會揮發(fā)出來，將會導(dǎo)致二次污染的產(chǎn)生。因此，在提高吸收效率的同時(shí)，把它轉(zhuǎn)化為能被吸收的化學(xué)穩(wěn)定的物質(zhì)，避免二次污染物的產(chǎn)生是該技術(shù)工業(yè)應(yīng)用過程中急需解決的問題。本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)和提供一種電化學(xué)氧化收凈化有害氣體的方法及其專用裝置，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)問題是提供一種電化學(xué)氧化吸收凈化有害廢氣的方法，且設(shè)備成本低，運(yùn)行使用費(fèi)用低廉。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供上述方法中使用的、操作費(fèi)用低廉、處
理效率高的裝置。本發(fā)明解決上述首要技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種電化學(xué)氧化吸收凈化有害廢氣的方法，其特征在于把待處理含有害氣體的氣體通過水噴射真空器吸入和吸收液混合后導(dǎo)入吸收塔，在吸收塔內(nèi)有害氣體進(jìn)一步被吸收液吸收和降解，凈化后的氣體從塔下部氣體出口排出，吸收飽和的吸收液進(jìn)入吸收塔底部的吸收液循環(huán)槽后，經(jīng)加壓泵加壓后導(dǎo)入到電化學(xué)反應(yīng)器，在電化學(xué)反應(yīng)器的電極上加直流或脈沖電后，在電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)，使吸收液中的被吸收的有害氣體得到降解，然后吸收液再經(jīng)水噴射真空器減壓和水噴射真空器吸入的有害氣體混合后導(dǎo)入吸收塔循環(huán)吸收。所述的吸收液循環(huán)槽、加壓泵、電化學(xué)反應(yīng)器、水噴射真空泵和吸收塔構(gòu)成吸收液的循環(huán)回路。有益的是，本發(fā)明采用吸收液經(jīng)加壓后導(dǎo)入電化學(xué)反應(yīng)器，在電解過程產(chǎn)生具有強(qiáng)化學(xué)活性的物質(zhì)如Cl2和O等，這些物質(zhì)在加壓后的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)的液相的溶解度大大提高，從而大大提高了吸收液中有害物的降解效果。同時(shí)，一方面采用加壓后的吸收液作為水噴射真空器的動力吸入有害氣體，提高了能源利用效率，另一方面，使有害氣體與吸收液得到充分混合后導(dǎo)入吸收塔，從而大大提高了氣液傳質(zhì)效率。本發(fā)明所述的水噴射真空器為化工常用的水噴射真空泵抽氣設(shè)備，材料一般為增強(qiáng)聚丙烯或不銹鋼材料，水噴射真空器的氣體入口通過管道、閥門連通需處理的有害氣體氣源，可通過閥門調(diào)節(jié)抽氣量和氣液混合比，一般氣液混合體積比O. 1-20，具體可根據(jù)有害氣體濃度、氣量等參數(shù)要求設(shè)定和調(diào)節(jié)。本發(fā)明所述的電化學(xué)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)一般為圓筒或方形，處理效果相當(dāng)，但圓筒形耐壓較好。所述的電化學(xué)反應(yīng)器為長方形反應(yīng)器時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)電極形狀一般為網(wǎng)狀或板狀電極，具體可參看專利ZL2005100602543的有關(guān)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)內(nèi)容；所述的電化學(xué)反應(yīng)器為圓筒形時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)電極形狀可為圓柱狀，可由多個(gè)圓筒并聯(lián)組成。陽極通常采用DSA電極，采用電極鈦基帶有金屬氧化物涂層如Ir02、RuO2> PbO2或SnO2等,這幾種陽極材料的實(shí)際使用效果大體相當(dāng)，其中析氯電極一般采用釕鈦電極，析氧電極一般采用鉛鈦電極。陰極·材料一般為鈦或鋼質(zhì)材料。所述的電化學(xué)反應(yīng)器的供電方式包括直流和脈沖，直流供電電壓一般為O. 5-30V，脈沖供電電壓一般為O. 5-40V，脈沖重復(fù)頻率一般為20_2000Ηζ，電流密度一般為50-1000A/m2，具體可視有害氣體凈化要求而調(diào)節(jié)。電極板間距一般為1_30厘米，電極板間距越寬，槽電壓越高。電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)壓力一般在2-20個(gè)大氣壓，壓力越高，效果越好，但考慮到設(shè)備投資成本，可控制在4-6個(gè)大氣壓左右，可以通過前后閥門調(diào)節(jié)的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)的壓力和循環(huán)量。本發(fā)明所述的吸收液一般為酸性水溶液，可為稀鹽酸或稀硫酸溶液，pH值一般為1-6，最佳為2-3，可加入適量的氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉或硫酸鉀等鹽來增加溶液的電導(dǎo)率，常用的鹽為氯化鈉或硫酸鈉，鹽的質(zhì)量百分比濃度一般為O. 05 20%。酸溶液為鹽酸時(shí)的吸收效果較硫酸溶液要好一些。吸收液可定期從吸收液排出口排出更換。本發(fā)明所述的吸收塔為通用的氣液傳質(zhì)設(shè)備如噴淋塔、填料塔和板式塔等。本發(fā)明所述的有害氣體主要為易被氧化的惡臭氣體，為下列之一種或一種以上烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯、腈、胺和呋喃等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫和氨等無機(jī)物。本發(fā)明還提供了一種電化學(xué)氧化吸收有害廢氣的專用裝置，所述的裝置設(shè)有吸收液循環(huán)槽(10)，加壓泵(I)，電化學(xué)反應(yīng)器(4)，水噴射真空器(6)和吸收塔(8)，所述的吸收液循環(huán)槽通過吸收液出口(2)及管道、閥門與廢水加壓泵相連，所述的吸收液循環(huán)槽設(shè)置有吸收液進(jìn)口(3)和吸收液排出口(11)，所述的加壓泵通過管道、閥門與電化學(xué)反應(yīng)器相連，所述的電化學(xué)反應(yīng)器通過管道和閥門與水噴射真空器相連，所述的水噴射真空器通過管道與吸收塔入口(7)的相連，所述的水噴射真空器設(shè)置有有害氣體入口(5)，所述的水噴射真空器與有害氣體吸入口之間還設(shè)置閥門控制的氣體吸入量，所述的吸收塔下部與吸收液循環(huán)槽連通，所述的吸收液循環(huán)槽、加壓泵、電化學(xué)反應(yīng)器、水噴射真空器和吸收塔通過管道、閥門連接構(gòu)成封閉的吸收液循環(huán)回路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用加壓電化學(xué)氧化和水噴射真空器氣體吸收相結(jié)合的方式，加壓電化學(xué)氧化大大提高了吸收的有害廢氣的降解效率，利用加壓后吸收液作為水噴射真空泵吸入有害氣體的動力，進(jìn)一步提高了能源利用率和氣液傳質(zhì)效率，吸收液循環(huán)使用。具有去除效率高、運(yùn)行使用費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。所采用的裝置將和電化學(xué)反應(yīng)器和水噴射真空器相結(jié)合，操作簡單，適合推廣使用。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I所用裝置示意圖1加壓泵；2吸收液出口 ；3吸收液進(jìn)口 ；4電化學(xué)反應(yīng)器；5氣體入口 ；6水噴射真空器；7吸收塔入口 ；8吸收塔；9氣體出口； 10吸收液循環(huán)槽；11吸收液排出口。圖2為本發(fā)明實(shí)施例I所用電化學(xué)反應(yīng)器裝置示意圖1吸收液入口 ；2反應(yīng)器筒體；3廢水出口 ；4陽極；5陰極。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(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。一種電化學(xué)氧化吸收凈化有害廢氣的方法及其專用裝置，如圖I所示所述的裝置設(shè)有吸收液循環(huán)槽(10)、加壓泵(I)、電化學(xué)反應(yīng)器(4)、水噴射真空器(6)和吸收塔
(8)，所述的吸收液循環(huán)槽吸收液出口(2)通過管道、閥門與加壓泵(I)相連，所述的吸收液循環(huán)槽(10)設(shè)置有吸收液進(jìn)口(3)和吸收液排出口(11)，所述的加壓泵(I)通過管道、閥門與電化學(xué)反應(yīng)器(4)相連，所述的電化學(xué)反應(yīng)器通過管道和閥門與水噴射真空器(6)相連，所述的水噴射真空器(6)通過管道與吸收塔入口(7)的相連，所述的水噴射真空器設(shè)置有氣體入口(5)，所述的吸收塔下部還設(shè)置有氣體出口(9)，所述的水噴射真空器還設(shè)置有氣體入口(7)，所述的吸收塔(8)下部與吸收液循環(huán)槽(10)連通，所述的吸收液循環(huán)槽、水加壓泵、電化學(xué)反應(yīng)器、水噴射真空泵和吸收塔通過管道、閥門連接構(gòu)成封閉的循環(huán)回路。本實(shí)施例采用的電化學(xué)反應(yīng)器為多組圓筒式并聯(lián)，單筒的結(jié)構(gòu)尺寸為Φ 50_X 800mm,共4個(gè)。陽極為Ru02/Ti圓棒電極,尺寸為Φ 15mmX 500mm,陰極材料為筒 形網(wǎng)狀不銹鋼材料。所述的陽極與直流電壓相連，電流密度為150A/m2。氣液分離塔為填料塔，結(jié)構(gòu)尺寸為Φ300πιπιΧ2500mm。，塔內(nèi)填料(Φ25鮑爾環(huán))高度為1.5m。處理工藝流程如下先把吸收液通過吸收液入口(3)加入到吸收液循環(huán)槽(10)后關(guān)閉吸收液加入口管道上閥門，吸收液通過吸收液出口(2)、管道和閥門經(jīng)加壓泵(I)導(dǎo)入電化學(xué)反應(yīng)器(4)，通過設(shè)置在電化學(xué)反應(yīng)器前后管路上的閥門調(diào)節(jié)電化學(xué)反應(yīng)器(4)內(nèi)吸收液的壓力至5個(gè)大氣壓左右，同時(shí)向電化學(xué)反應(yīng)器(4)的電極上加直流電壓，吸收液經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)器、管道、閥門和水噴射真空器氣體入口(7)吸入的有害氣體混合后，形成氣液混合物后導(dǎo)入吸收塔(8)，通過調(diào)整水噴射真空器氣體吸入口(7)和水噴射真空器(6)之間閥門使氣液體積比為2左右，氣液混合物在吸收塔從上而下運(yùn)動，吸收液進(jìn)入吸收塔底部的吸收液循環(huán)槽(10)，尾氣從塔下部氣體出口(9)排出。處理過程中實(shí)驗(yàn)條件控制如下氣體吸入量lm3/h，氣體溫度25°C吸收循環(huán)液量0. 5m3/h吸收液0. 5%氯化氫溶液與I %氯化鈉混合溶液或O. 5%硫酸溶液與I %硫酸鈉。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
1.一種電化學(xué)氧化吸收凈化有害廢氣的方法，其特征在于把待處理的有害氣體通過水噴射真空器吸入和吸收液混合后導(dǎo)入吸收塔，在吸收塔內(nèi)有害氣體被吸收液吸收和降解，凈化后的氣體從吸收塔下部氣體出口排出，吸收飽和后的吸收液進(jìn)入吸收塔底部的吸收液循環(huán)槽后，經(jīng)加壓泵加壓后導(dǎo)入電化學(xué)反應(yīng)器，在電化學(xué)反應(yīng)器的電極上加直流或脈沖電后，在電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)，使吸收液中的被吸收的有害氣體得到降解，然后吸收液經(jīng)水噴射真空器減壓和水噴射真空器吸入的有害氣體混合后導(dǎo)入吸收塔，吸收液循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在所述的電化學(xué)反應(yīng)器為圓筒或方形結(jié)構(gòu)，陽極為鈦基帶有IrO2、RuO2、PbO2或SnO2涂層，陰極為鈦或鋼質(zhì)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于所述的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)吸收液的壓力為2-20個(gè)大氣壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的方法，其特征在于所述的電化學(xué)反應(yīng)器的供電方式包括直流或脈沖，電流密度50-1000A/m2。
5.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傳質(zhì)設(shè)備噴淋塔、填料塔或板式塔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的水噴射真空器為通用水噴射抽真空設(shè)備，加壓后的吸收液作為抽氣動力。
7.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為下列之一種或一種以上的組合烴、醇、醚、醒、酮、酯、腈、胺、呋喃、硫化氫或氨。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法的裝置，其特征在于所述的裝置設(shè)有吸收液循環(huán)槽、力口壓泵、電化學(xué)反應(yīng)器、水噴射真空器和吸收塔，所述的吸收液循環(huán)槽通過吸收液出口及管道、閥門與廢水加壓泵相連，所述的吸收液循環(huán)槽設(shè)置有吸收液進(jìn)口和吸收液排出口，所述的加壓泵通過管道、閥門與電化學(xué)反應(yīng)器相連，所述的電化學(xué)反應(yīng)器通過管道和閥門與水噴射真空器相連，所述的水噴射真空器通過管道與吸收塔入口的相連，所述的水噴射真空器設(shè)置有有害氣體入口，所述的水噴射真空器與有害氣體吸入口之間還設(shè)置閥門控制的有害氣體吸入量，所述的吸收塔下部與吸收液循環(huán)槽連通，所述的吸收液循環(huán)槽、加壓泵、電化學(xué)反應(yīng)器、水噴射真空器和吸收塔通過管道、閥門連接構(gòu)成封閉的吸收液循環(huán)回路。
全文摘要
一種電化學(xué)氧化吸收凈化有害廢氣的方法及裝置，其特征在于把待處理的有害氣體通過水噴射真空器吸入和吸收液混合后導(dǎo)入吸收塔，在吸收塔內(nèi)有害氣體被吸收液吸收和降解，凈化后的氣體從吸收塔下部氣體出口排出，吸收飽和后的吸收液經(jīng)加壓泵加壓后導(dǎo)入電化學(xué)反應(yīng)器，在電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)，使吸收液中的被吸收的有害氣體得到降解，然后吸收液經(jīng)水噴射真空器減壓和水噴射真空器吸入的有害氣體混合后導(dǎo)入吸收塔吸收，吸收液循環(huán)使用。具有去除效率高、運(yùn)行使用費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B01D53/76GK102895864SQ20121043312
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者黃立維 申請人:黃立維