[發明專利]揮發性有機廢氣處理工藝

在審

• 申請號: 201910256217.1
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109925875A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 李波;侯建國;王學謙;李斌;李嬋
• 申請（專利權）人: 萍鄉市華星環保工程技術有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/44;F23G7/06
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 李迎春

本發明提供一種揮發性有機廢氣處理工藝，主要過程為將微波輻射引入揮發性有機廢氣的催化燃燒處理工藝中，3000?4000MHz的輻射能量最為適宜，輻射能量過低則催化劑活化程度不足，無法得到催化活性優良的催化劑，而微波輻射能量過高則催化劑溫度過高物化性質的改變無法控制，同時耗費的能源較大，生產成本過高。此外在廢氣持續通入過程中進行微波輻射，還有利于催化劑較長時間保持較高活性，其原因是微波輻射的能量促使催化劑中的金屬離子在氧化吸附態VOCs的過程中完成氧化?還原循環，經微波輻射作用后，催化劑的金屬分散度提高，催化劑表面的積炭會減輕，從而使得催化劑能在長時間內保持著較高的活性。

技術領域

本發明涉及一種大氣污染治理方法，尤其是涉及揮發性有機廢氣的治理方法。

背景技術

揮發性有機物(VOCs)一般是指在標準大氣壓下沸點小于260℃，且室溫下蒸氣壓大于71Pa的有機化合物，通常VOCs物質分子中的碳原子數小于12(不包括金屬有機物和有機酸)，VOCs多含有惡臭或有毒性，甚至部分還有“三致”作用，即使有的VOCs本身沒有太大的危害，但可與NOx、HCS及氧化劑發生光化學反應，生成光化學煙霧，對環境也會造成嚴重的危害。大氣中的VOCs主要來源于化工、石油化工生產過重(如溶劑、干洗劑、某些油氣的生產過程)排放的氣體以及汽車尾氣等。針對VOCs的控制，主要包括兩類方法，一類是破壞性方法，如燃燒法，將VOC直接燃燒生成CO₂和H₂O；另一類主要是非破壞法方法，如活性炭吸附法、冷凝法、膜分離法，將VOC凈化并回收。而對于低濃度VOCs(低濃度通常指VOCs濃度在2000mg/m³以下)通過非破壞的方法其處理效果差，一般采用燃燒法。燃燒法處理有分為直接氧化燃燒法和催化氧化燃燒法，兩者對于VOC的去除率均較好，其中直接氧化燃燒法一次性投資少但是后期處理VOCs時需要的輔助燃料費用高，催化氧化燃燒法與之相反，初期投資高，但是由于采用了催化劑，因此使得VOCs的焚燒溫度降到315℃以下，從而大大降低了輔助燃料費用。催化氧化燃燒法在持續投入成本方面具有一定優勢，然而其也具有相應的缺陷，例如催化劑易受到待處理廢氣中鹵素、硫化物、氮氧化物等物質的影響，催化活性降低甚至失活。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種能夠提高催化氧化效率，提高VOCs處理效率的工藝。

本發明的技術方案是提供一種揮發性有機廢氣處理工藝，步驟包括：

(1)廢氣通過除塵裝置除塵，再通過熱交換器升溫，然后通入聯合處理塔中；

(2)經步驟(1)處理的廢氣經過聯合處理塔中填充的填料，并且聯合處理塔內進行微波輻射；填料上負載有MnO₂、納米Fe₂O₃、納米V₂O₅混合催化劑；微波輻射能量為3000～4000MHz；

(3)催化處理后的廢氣進入燃燒器燃燒；

(4)燃燒后的廢氣通過熱交換器降溫，經過干燥處理、檢測達標后排放。

進一步地，上述步驟(2)中填料為沸石分子篩、γ-Al₂O₃、硅膠、活性炭等作為催化劑載體，采用多孔吸附材料作為催化劑載體能夠濃集VOCs，增加VOCs在反應區的停留時間，從而延長VOCs與催化劑接觸的時間，促進催化反應進行。

進一步地，在廢氣進入聯合處理塔前，預先向塔內進行微波輻射，其目的是微波輻射將催化劑或者填料溫度迅速升高，而催化劑在這種高溫度環境中其物化性質發生變化，激活催化劑的活性中心降低反應的活化能，同時促進分子運動擴大催化劑活性組分的分布使催化劑形成更多的活性中心從而有利于催化反應的進行；在廢氣開始處理后微波輻射也具有上述效用，但由于廢氣干擾，催化劑的改變和活性中心的形成減弱，因此為更好提升催化性能，優選在廢氣進入聯合處理塔前對塔內進行微波輻射。