[發明專利]處理復雜工業有機廢氣的一體化物理化學凈化方法及設備與應用

有效

• 申請號: 201210472546.8
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN102941005A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 安太成;陳江耀;黃勇;李桂英
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州地球化學研究所
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/02;B03C3/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蘇運貞;裘暉

1.一種處理復雜工業有機廢氣的一體化物理化學凈化方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）靜電除塵：通過集氣罩收集有機廢氣，經靜電除塵器將有機廢氣中粒徑大于2.5μm的顆粒物去除，從而大大消除顆粒物對光催化劑的遮蔽作用，延長光催化劑的壽命；

（2）光催化氧化：除塵后的有機廢氣進入光催化反應裝置，在光催化劑的作用下，有機廢氣中的大部分揮發性有機物分解為小分子有機物或礦化為CO₂和H₂O；

（3）臭氧氧化吸附協同深度氧化：將經過光催化氧化后的有機廢氣中殘留的有機物首先通過光催化技術產生的剩余臭氧和臭氧發生器產生的臭氧進行氣相氧化，然后通過吸附劑吸附濃縮氧化后的混合氣體，再利用吸附的臭氧將所吸附的有機廢氣進行進一步氧化降解，這樣既保證了有機廢氣的安全深度達標排放，又完全消除了光催化技術產生的剩余臭氧排放對大氣的二次污染問題；混合氣體包括有機廢氣和臭氧。

2.根據權利要求1所述的處理復雜工業有機廢氣的一體化物理化學凈化方法，其特征在于：所述的有機廢氣為各類工廠排放的復雜工業有機廢氣。

3.根據權利要求1所述的處理復雜工業有機廢氣的一體化物理化學凈化方法，其特征在于：步驟（1）和（2）中所述的光催化劑為負載在泡沫鎳上的納米TiO₂光催化劑或者納米ZnO-SnO₂復合氧化物光催化劑。

4.根據權利要求1所述的處理復雜工業有機廢氣的一體化物理化學凈化方法，其特征在于：步驟（3）中所述的吸附劑為Au負載的活性炭和分子篩，其通過以下方法制備得到：將HAuCl₄與水配成浸漬液，再將活性炭與分子篩混合物加入到浸漬液中，而后用0.1mol/L?NaOH溶液調節浸漬液的pH值到7，在40～100℃下反應5～120min后，過濾，洗滌，常溫下自然晾干，200～400℃煅燒1～12h，得到Au負載的活性炭和分子篩吸附劑；其中HAuCl₄和活性炭與分子篩混合物的質量比為0.002～0.02：1。

5.根據權利要求4所述的處理復雜工業有機廢氣的一體化物理化學凈化方法，其特征在于：所述的活性炭和分子篩混合物按以下質量百分含量組成：活性炭5～95%，分子篩5～95%。

6.根據權利要求1所述的處理復雜工業有機廢氣的一體化物理化學凈化方法，其特征在于：步驟（3）中所述的臭氧產生量范圍為1～15g/h。

7.實現權利要求1～6任一項所述處理復雜工業有機廢氣的一體化物理化學凈化方法的設備，其特征在于：包括依次連接的用于收集氣體的集氣罩、反應箱體和用于抽出氣體的風機；按照氣體的走向，反應箱體內依次設置有靜電除塵器、光催化反應裝置、臭氧發生器和吸附床層；在光催化反應裝置和吸附劑之間為臭氧發生區；吸附床層上設置有吸附劑。

8.根據權利要求7所述的設備，其特征在于：所述的靜電除塵器為高壓靜電除塵器。

9.根據權利要求7所述的設備，其特征在于：所述的光催化反應裝置包含用于激發光催化劑的紫外燈、光催化劑和流過式光催化固定床；紫外燈、光催化劑和流過式光催化固定床依次排布，光催化劑固定在流過式光催化固定床上。

10.權利要求7所述的設備在復雜工業有機廢氣處理中的應用。