[发明专利]一种多相催化净化气体中有机污染物的装置及方法

说明书

一、技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及到挥发性有机污染物净化技术。

二、背景技术

挥发性有机物(VOCs)通常是指常压下沸点为50-260℃的有机化合物，如烷烃、烯烃、芳香烃、氯代芳烃以及饱和、不饱和的醛、酮等。VOCs主要来源于石油、化工、造纸、油漆涂料、采矿、金属电镀和纺织等行业排放的废气，以及众多交通工具所排放的废气。

我国每年VOCs排放总量约2650-3100万吨。苯系物、醇、醋、醚、酮等五类化合物是当前涂料应用排放有机废气的主要成分，分别占到总量的29%、19%、13%、10%和11%，其中31%为有毒有害物质，以甲苯和二甲苯为主。随着社会发展和人们对环境质量要求的提高，世界各国对有机废气的排放制定了严格的环保法规，如美国、日本、德国等都制定了严格的有机废气排放标准，特别是对苯系物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英等常见的和强毒性的工业有机废气，更是引起了人们和环保工作者的关注。美国清洁空气修正案(l990年)要求监测的189种优先控制的有毒空气污染物中，约有100种为挥发性有机污染物；我国1997年颁布并实施的《大气污染物综合排放标准》中共限定了33种污染物的排放限值，其中就包括苯系物(苯、甲苯和二甲苯)等多种VOCs。目前我国大气污染的控制和治理多集中于电厂和锅炉等大型固定源的烟气除尘、脱硫、脱硝等的技术研究和工业推广上，相比之下挥发性有机废气，如苯系物有机废气的排放未引起足够的重视。故开发经济、高效的有机废气处理技术，将对改善我国的大气质量，实现大气污染的控制和治理具有重要的环境、经济和社会意义。

专利文件 CN1277888公开了一种由电晕放电和固体吸收剂联合组成的化学反应吸收方法，用于含氯、硫、氮和氟的各种有机废气的净化。该方法的处理过程是把有机废气导入由电晕放电和固体吸收剂组成的反应吸收器，在电晕放电非平衡等离子体的作用下，使废气中的有机物被分解氧化为无害物，在分解的同时，有机废气中含有的氯、硫、氮和氟被装在反应器内的固体吸收剂吸收，从而达到气体净化的目的。

专利文件CN101138713公开了一种室内有机污染气体净化剂的制备和使用方法。包括如下步骤：1）收集废弃的果皮等植物角质，去除剩余果肉等杂质，得到天然植物角质/生物聚合物；2）将植物角质干燥，粉碎，过筛10～200目；3）加入0.5～6mol/L的盐酸，水浴加热处理0.5～6小时后，过滤，用水冲洗至中性，得到绿色净化剂；4）绿色净化剂用于吸附处理室内空气中有机污染物，达到饱和后，于 70-100℃热再生0.5-2小时，重新使用。发明制备的净化剂对室内空气中有机污染物的吸附性能快速高效，吸附量高达2.0g/g，且不受温度、湿度和共存有机污染物的影响，特别适合室内复合污染有机物的净化处理；该净化剂廉价易得，且易回收利用或再生使用。  

专利文件CN101147861公开了一氧化碳优先氧化的催化剂及其制备方法，主要用于燃料电池氢源技术中一氧化碳的去除及净化、CO 防毒面具及CO气体探测器等，也可用于含CO有毒气体环境下的气体净化与提纯。

 

三、发明内容

本发明旨在提供一种挥发性有机污染物净化方法，所要解决的技术问题是设计合适的反应器结构、工艺技术参数使其能在室温下通过催化化学氧化的方式去除气体中的挥发性有机污染物。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

净化气体中有机污染物的装置由上、中、下3部分构成的多功能反应器，包括反应器外壳（1）、进气口（2）、双氧水加料口（3）、穿孔板（4）、紫外灯（5）、铁氧化物滤料层（6）、出气口（7）、双氧水储池（8）、喷淋装置（9）、喷淋液体输送泵（10）、液体出口（11）、液体入口（12）。

含挥发性有机污染物的气体从进气口（2）通入多功能化学反应器，由顶部出气口（7）排出，气体中的有机污染物在多功能反应器中经过液体洗涤吸收、二氧化钛-紫外光-双氧水催化氧化、铁氧化物-芬顿氧化联合作用被高效彻底清除。

气体中有机污染物净化装置净化有机污染物的方法在于：

该反应器自下而上由液相吸收-催化氧化反应室、气相催化氧化反应室、气-固相非均相催化氧化反应室构成，气体从底部进入，底部排除；

在液体反应室和气体反应室内部加入紫外光源，单位体积内功率50-500W/m³；

液相吸收-催化氧化反应室液体为含双氧水、纳米二氧化钛的水悬浮液，双氧水的质量百分浓度0.02-20%，二氧化钛的质量百分浓度0.01-1%；