[发明专利]固态萃取－电催化氧化法处理气态VOCs的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学萃取技术领域的方法及装置，具体地说，涉及的是一种固态萃取-电催化氧化法处理气态VOCs的方法及装置。

背景技术

挥发性有机污染物(VOCs)包括烃类、卤代烃、芳香烃、多环芳香烃，是一类重要的空气污染物。机动车排放的尾气中未完全燃烧的烃类物质，室内装修、装饰材料如油漆及其溶剂、木材防腐剂、涂料、胶合板等常温下释放出来的甲苯、苯、二甲苯、甲醛等多种VOCs主要来源于石油化工行业所排放的废气；废弃物焚烧的烟气；造纸、油漆涂料、采矿、金属电镀和纺织等行业所排出的有机溶剂；交通工具所排放的废气及其他可能排放有毒有害有有机废气；室内装修、装饰材料如油漆及其溶剂、木材防腐剂、涂料、胶合板等常温下释放出来多种挥发性有机废气。VOCs对环境、动植物的生长及人类健康造成了极大的危害，因此越来越受到重视。

目前常用的含VOCs的废气处理方法是吸附/吸收法，但是吸附/吸收实际上是对污染物的转移，浓缩后有机物易造成二次污染；国外多采用吸附/催化燃烧(ARTO)相结合的方式，对机械、化工等行业的各种烘道、表面喷涂等工序产生的有机废气经吸附富集后进一步采用催化燃烧的技术进行处理，但处理费用昂贵，催化剂易中毒因此维护频繁；生物法正处于探索阶段，该方法不会产生二次污染，但水溶性差、毒性大的有机物很难被生物膜利用，同时产生的污泥需要后继处理；此外研究中的高压电晕法由于会在过程中产生NOx而应用受到置疑；光催化法对进气要求较高，如果催化剂被颗粒物、油污覆盖或毒化，处理效率将受到极大影响。电化学催化氧化可以彻底矿化有机物，与热处理、吸附吸收法相比，具有占地小、无二次污染等优点。

经对现有技术的文献检索发现，贾金平等发表的“活性炭纤维电极法处理草浆造纸黑液的应用研究.”(上海环境科学.2000，19(3)：120-123)采用电化学法处理有机废水，但是传统的电化学技术无法直接应用于有机废气电解氧化处理，主要原因有：一是不存在电极反应需要的电解质体系；二是气态电极反应效率低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种固态萃取-电催化氧化法处理气态VOCs的方法及装置，解决了传统电化学因不存在电极反应所需电解质体系或因气态电极反应效率低，而无法直接应用于处理气态污染物的难题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及的固态萃取-电催化氧化法处理气态VOCs的方法，是在水溶液电解质体系中、利用高接触面积微孔曝气的方式、以吸附性导电多孔材料(ACF)作为电极、吸附-电催化氧化降解非水溶性气态VOCs，实现了在水溶液支持电解质体系中，对非水溶性气态VOCs的降解。

本发明上述方法包括如下步骤：

第一步，电磁式空压机通过玻璃转子流量计控制气体流速，将气体洗瓶中的污染物溶液(苯)中的污染物(苯)稳定连续的吹脱进电化学反应器。

第二步：电化学反应器中布有微孔曝气头。气体吹脱进入电化学反应器后，通过微孔曝气头分布于电化学反应器内，气体通过剪切、机械搅拌溶液扩散到电极表面，参加电化学反应。气体克服溶液重力作用，自下而上流动，依次经过通过吸附性导电多孔材料(ACF)阴极和Fe片阳极。

第三步，经处理后的气体最后从电化学反应器顶端流出进入气体吸收溶液。

所述微孔曝气头是直径为2cm、高为5cm的圆柱体曝气头。

本发明电磁式空压机通过玻璃转子流量计控制气体流速在20～100L/h，气体洗瓶中的溶液体180～200ml，电化学反应器中电解质为Na₂SO₄，电解质浓度为1～3g/L，体积为600～800ml，处理时间为2～3h。