[發明專利]用于降解煙氣二惡英的光催化反應器及光催化劑活化方法

有效

• 申請號: 200910095646.1
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101485958A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 陸勝勇;嚴建華;李曉東;池涌;王飛;蔣旭光;馬增益;金余其;黃群星;楊家林;倪明江;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/70
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 唐銀益

技術領域

本發明涉及焚燒法處置固體廢棄物過程中二惡英排放控制的技術，特別是 涉及用于降解煙氣中二惡英的光催化反應器及光催化劑活化方法。

背景技術

在我國國民經濟高速發展和人民物質生活水平不斷提高的背景下，工業廢 棄物和城市生活垃圾的產生量也迅速增加。焚燒法處理廢棄物，與其他垃圾處 理方法比較，能更好地達到“減量化、資源化和無害化”的目標，在國內外廣 泛應用。我國許多城市也先后建立了大型的垃圾焚燒廠。焚燒過程中會產生有 毒物質，其中以二惡英的毒性最大，排放至環境中后很難降解，而且具有脂溶 性和蓄積性的特點，對人體健康存在潛在危害。因此，如何控制二惡英的產生 和排放已成為迫在眉睫，急待解決的問題。

焚燒過程中二惡英排放控制技術主要分為兩類：一類是抑制二惡英在焚燒 過程中的生成；一類是將已生成的二惡英進行脫除以減少進入環境中的量。后 者目前廣泛采用的是布袋除塵器結合活性炭吸附技術。該方法是通過將粉末狀 的活性炭噴射入煙道中來吸附氣相中的二惡英，然后用除塵器過濾下飛灰和活 性炭，從而減少通過煙囪排放的二惡英量。但該方法存在兩個主要的缺陷：一 是該方法本身不能減少二惡英的總量，只是將氣相中的二惡英通過活性炭的吸 附轉移到固相中然后收集，產生的混有活性炭的飛灰富集了高濃度的二惡英， 對環境的危害很大，目前對于廢棄物焚燒飛灰的處置也沒有很好的辦法，國內 主要采用填埋的方法處置這類飛灰，對環境的潛在危害很大；二是該方法需要 消耗大量的活性炭，運行費用較高。

因此，尋求更經濟、對煙氣中二惡英處理更徹底的方法是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供用于降解煙氣中二惡英的 光催化反應器及光催化劑活化方法。

本發明提供了一種用于降解煙氣中二惡英的光催化反應器，所述光催化反 應器是一個透光容器，光催化反應器中內置多孔介質，多孔介質上裝載光催化 劑；所述光催化劑是納米TiO₂、貴金屬修飾的納米TiO₂或通過與半導體催化劑 復合的納米TiO₂中的任意一種。

作為一種改進，所述的多孔介質是活性炭、硅藻土或膨潤土其中任意一 種。

作為一種改進，光催化反應器采用的光是紫外線或可見光中的任意一種。

本發明還提供了一種前述光催化劑的活化方法，包括以下步驟：

(1)在N₂氣的保護氣氛下，用光照射失活的光催化劑；

(2)在含O₂氣的氣氛下，用光照射經過上步處理的光催化劑；

(3)用清水清洗經上步處理的光催化劑，完成活性恢復備用。

作為一種改進，所述光照射處理的兩個步驟中采用的光是紫外線或可見光 中的任意一種。

作為一種改進，所述在N₂氣的保護氣氛下用光照射失活的光催化劑的過程 是在光催化還原反應器中進行的，光催化還原反應器是設置進口和出口的石英 容器。

作為一種改進，所述在含O₂氣的氣氛下用光照射光催化劑的過程是在光催 化氧化降解反應器中進行的，光催化還原反應器是設置進口和出口的石英容 器。

本發明中的光催化降解焚燒爐煙氣中二惡英的方法，是在焚燒爐尾氣處理 中設置光催化反應器，光反應器中的光催化劑用多孔介質裝載置于透光容器 中，并利用光進行照射，光催化劑可以吸附降解煙氣中的二惡英。當光催化劑 飽和后，將其取出，在光照射條件下經過光催化還原反應器和光催化氧化降解 反應器，最后經過清洗室，即可使光催化劑恢復活性，再次加入光催化反應器 循環使用。

包括以下步驟：

(1)將光催化劑裝載于多孔介質中，放入光催化反應器中，反應器中的 光反生源可以直接通過透光容器照射到催化劑。將光反應器安裝在除塵器后 部，經處理過的煙氣直接排放；

(2)光催化反應器運行一段時間后，由于光催化表面吸收的二惡英等物 質逐漸積累，使其活性變弱，這時光催化劑取出，換上備用光催化劑；

(3)將取出的光催化劑放入光催化還原反應器，在N₂氣的保護氣氛下， 用光照射反應；

(4)經上步處理的光催化劑放入光催化氧化降解反應器，在含O₂氣的氣 氛下，用光照射反應；