[实用新型]用于降解焚烧烟气中二噁英的光催化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及焚烧法处置固体废弃物过程中二恶英排放控制的技术，特别是涉及用于降解焚烧烟气中二噁英的光催化反应器。

背景技术

在我国国民经济高速发展和人民物质生活水平不断提高的背景下，工业废弃物和城市生活垃圾的产生量也迅速增加。焚烧法处理废弃物，与其他垃圾处理方法比较，能更好地达到“减量化、资源化和无害化”的目标，在国内外广泛应用。我国许多城市也先后建立了大型的垃圾焚烧厂。焚烧过程中会产生有毒物质，其中以二噁英的毒性最大，排放至环境中后很难降解，而且具有脂溶性和蓄积性的特点，对人体健康存在潜在危害。因此，如何控制二恶英的产生和排放已成为迫在眉睫，急待解决的问题。

焚烧过程中二噁英排放控制技术主要分为两类：一类是抑制二噁英在焚烧过程中的生成；一类是将已生成的二噁英进行脱除以减少进入环境中的量。后者目前广泛采用的是布袋除尘器结合活性炭吸附技术。该方法是通过将粉末状的活性炭喷射入烟道中来吸附气相中的二恶英，然后用除尘器过滤下飞灰和活性炭，从而减少通过烟囱排放的二恶英量。但该方法存在两个主要的缺陷：一是该方法本身不能减少二恶英的总量，只是将气相中的二恶英通过活性炭的吸附转移到固相中然后收集，产生的混有活性炭的飞灰富集了高浓度的二恶英，对环境的危害很大，目前对于废弃物焚烧飞灰的处置也没有很好的办法，国内主要采用填埋的方法处置这类飞灰，对环境的潜在危害很大；二是该方法需要消耗大量的活性炭，运行费用较高。

因此，寻求更经济、对烟气中二噁英处理更彻底的方法是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于降解烟气中二噁英的光催化反应器。

光催化反应器是一个透光容器，光催化反应器中内置多孔介质，多孔介质上装载光催化剂；所述光催化剂是纳米TiO₂、贵金属修饰的纳米TiO₂或通过与半导体催化剂复合的纳米TiO₂中的任意一种。

作为一种改进，所述的多孔介质是活性炭、硅藻土或膨润土其中任意一种。

光催化反应器采用的光是紫外线或可见光中的任意一种。

光催化反应器中光催化剂的活化方法，包括以下步骤：

(1)在N₂气的保护气氛下，用光照射失活的光催化剂；

(2)在含O₂气的气氛下，用光照射经过上步处理的光催化剂；

(3)用清水清洗经上步处理的光催化剂，完成活性恢复备用。

所述光照射处理的两个步骤中采用的光是紫外线或可见光中的任意一种。

所述在N₂气的保护气氛下用光照射失活的光催化剂的过程是在光催化还原反应器中进行的，光催化还原反应器是设置进口和出口的石英容器。

所述在含O₂气的气氛下用光照射光催化剂的过程是在光催化氧化降解反应器中进行的，光催化还原反应器是设置进口和出口的石英容器。

本实用新型中的光催化降解焚烧炉烟气中二噁英的过程，是在焚烧炉尾气处理中设置光催化反应器，光反应器中的光催化剂用多孔介质装载置于透光容器中，并利用光进行照射，光催化剂可以吸附降解烟气中的二噁英。当光催化剂饱和后，将其取出，在光照射条件下经过光催化还原反应器和光催化氧化降解反应器，最后经过清洗室，即可使光催化剂恢复活性，再次加入光催化反应器循环使用。

包括以下步骤：

(1)将光催化剂装载于多孔介质中，放入光催化反应器中，反应器中的光反生源可以直接通过透光容器照射到催化剂。将光反应器安装在除尘器后部，经处理过的烟气直接排放；

(2)光催化反应器运行一段时间后，由于光催化表面吸收的二噁英等物质逐渐积累，使其活性变弱，这时光催化剂取出，换上备用光催化剂；

(3)将取出的光催化剂放入光催化还原反应器，在N₂气的保护气氛下，用光照射反应；

(4)经上步处理的光催化剂放入光催化氧化降解反应器，在含O₂气的气氛下，用光照射反应；

(5)经上步处理的光催化剂放入清洗室，用清水清洗；

(6)处理过的光催化剂再次放入光催化反应器工作。

本实用新型的有益效果在于：采用本实用新型中的光催化反应器比传统工艺更经济，对烟气中二噁英处理更彻底。

附图说明

图1为本实用新型的工艺流程图。

图中的实线方向箭头为烟气的工艺路径，中空方向箭头为纳米TiO₂复合催化降解路径。

具体实施方式