[發(fā)明專利]一種凈化有害氣體的鐵炭微電解氣固液三相反應(yīng)器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210392565.X
• 申請(qǐng)日: 2012-10-03
• 公開（公告）號(hào): CN102872701A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃立維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃立維
• 主分類號(hào): B01D53/78
• 分類號(hào): B01D53/78;B01D53/76;B01D53/52;B01D53/60;B01D53/58;B01D53/72
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種凈化有害氣體的鐵炭微電解氣固液三相反應(yīng)器，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、氮氧化物和氨等無機(jī)物的反應(yīng)器，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)

各種有害氣體如烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等揮發(fā)性有機(jī)物，硫化氫、二氧化硫、氮氧化物和氨等無機(jī)物，惡臭氣體，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(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化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易降解，或閾值較低，水溶性差，給凈化處理帶來很大的困難。

一般地，吸收法是去除這些有害氣體的主要方法之一，但此方法在實(shí)際應(yīng)用中面臨的主要問題是液體吸收容量有限，由于相平衡關(guān)系無法完全吸收；特別對(duì)溶解度小的氣態(tài)污染物如二氯甲烷和甲苯等有害物吸收時(shí)，吸收效果不佳，同時(shí)吸收后的溶液如不經(jīng)過進(jìn)一步處理，被吸收處理后的產(chǎn)物又會(huì)揮發(fā)出來，將會(huì)導(dǎo)致二次污染的產(chǎn)生。因此如何提高吸收液的吸收率，防止二次揮發(fā)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。

液相微電解法的基本原理是利用微電解過程在電極表面發(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)化為無害物。一般微電解法用于化工難降解的廢水處理，在中國專利文獻(xiàn)庫中也對(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)和提供一種凈化有害氣體的鐵炭微電解氣固液三相反應(yīng)器，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轉(zhuǎn)化和降解，從而達(dá)到有害氣體凈化的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是對(duì)現(xiàn)有的背景技術(shù)而提供一種凈化有害氣體的鐵炭微電解氣固液三相反應(yīng)器，其使用簡單方便，效率高，費(fèi)用低廉。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種凈化有害氣體的鐵炭微電解氣固液三相反應(yīng)器，其特征是采用活性炭吸附結(jié)合鐵炭微電解化學(xué)反應(yīng)，其中包括固定相鐵質(zhì)材料作為微電解的陽極和流動(dòng)相活性炭作為有害物的吸附劑和微電解的陰極，其處理過程是把被處理氣體導(dǎo)入該裝置，使被處理氣體中含有的有害氣體被吸收液吸收和吸收液中的活性炭吸附，然后在由鐵炭組成的微電解作用下，有害氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最終使氣流中的有害物被降解，達(dá)到氣體凈化的目的。

本發(fā)明所述的一種凈化有害氣體的鐵炭微電解氣固液三相反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)一般為柱狀結(jié)構(gòu)，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)，其凈化效果大體相當(dāng)。網(wǎng)狀電極網(wǎng)孔面積一般為1mm²-2500mm²，網(wǎng)板距離一般為3mm-300mm，網(wǎng)板數(shù)量、網(wǎng)孔和距離可視反應(yīng)器大小和處理氣量選配，規(guī)整填料可根據(jù)塔器化工設(shè)備手冊上的相關(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0.1mm-40mm，活性碳在液相的充填率一般為0.1％-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。反應(yīng)器內(nèi)所有固定電極材料應(yīng)在吸收液液面100mm以下，以使其起有效作用。廢氣由反應(yīng)器底部通入，經(jīng)過由鐵網(wǎng)或填料與活性炭組成的區(qū)域形成的氣固液三相反應(yīng)區(qū)后，由上部排出。在氣流的作用下，液相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)。液體加液口和氣體出口設(shè)置在反應(yīng)器的上部，液體排出口和氣體進(jìn)口設(shè)置在反應(yīng)器的下部。反應(yīng)器還可以由上述的多個(gè)并聯(lián)或串聯(lián)組成交替工作。鐵質(zhì)材料和活性炭消耗后可定期更換，吸收液也可定期更換。

本發(fā)明所述的吸收液一般采用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0.1％-25％。

當(dāng)本發(fā)明所述的反應(yīng)器工作時(shí)，廢氣由反應(yīng)器底部通入，經(jīng)過由鐵網(wǎng)或填料與活性炭組成的區(qū)域形成的氣固液三相反應(yīng)區(qū)，有害氣體首先被吸收液吸收和活性炭吸附，然后活性炭與反應(yīng)器中的鐵網(wǎng)或填料在構(gòu)成無數(shù)個(gè)微電池，發(fā)生電極反應(yīng)，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)，最終把氣相有害物有效吸收去除。通過液相成分分析，有機(jī)物的主要降解產(chǎn)物為有機(jī)酸，最終可降解為二氧化碳和水；氮氧化物的主要吸收產(chǎn)物為硝酸根離子。