[发明专利]一种VOC芬顿降解活性炭氧化再生方法与设备

说明书

技术领域

本发明针对多种行业VOC降解过程，重点在于开发VOCs芬顿降解和活性炭氧化再生技术，形成全过程系统解决方案。具体地说，本发明提供了一种VOC芬顿降解活性炭氧化再生方法与设备。

背景技术

挥发性有机化合物简称VOC，当VOC在空气中达到一定浓度时，不仅造成大气污染，同时会对人类健康产生巨大危害，症状轻者出现头痛、恶心、呕吐、四肢乏力等现象，重者甚至造成抽搐昏迷。

现今VOCs降解技术主要以燃烧技术为主。燃烧技术是指在高温和充足空气条件下VOCs废气完全氧化降解为二氧化碳和水的废气处理方法，在处理石化、橡胶等生产方法产生的高浓度VOCs气体时具有较高效率，该技术在上世纪70年代被用于VOCs废气的净化，当时采用陶瓷材料作为蓄热体，热效率达80％～85％，到90年代中期，蓄热式热力燃烧技术(RTO)在欧美国家开始流行，经过几十年来的发展，技术相对成熟，降解效率可达95％以上，具有热效率高、有机物降解效率高等优点。国内RTO技术发展非常迅速，通过技术引进及自己研发，在蓄热体、阀门等关键组成发面有重大突破，国内不少企业也已采用RTO技术净化生产废气，如艾瑟尔新能源环保公司等，通过进口核心部件制作的RTO系统具有温控精确、温度恒定、设备密封性佳、安全性高等优点，广泛应用在汽车喷涂、印刷、炼钢等行业。但时现阶段国内RTO装置核心部件几乎都依赖进口，造成RTO成本居高不下，中小型企业难以承担。

相较于RTO方法，储蓄式催化燃烧技术RCO具有更大的经济效益，目前，有的国家已经开始使用RCO技术取代RTO进行VOCs废气的净化处理，很多RTO设备也已经开始向RCO转变。我国对RTO技术的研究始于上世纪70年代，经过四十多年的发展，我国RCO技术取得了一定成果，虽仍与发达国家有差距，但还是在工业VOCs废气处理中广泛应用。然而上述技术存在着设备复杂难以放大、操作不稳定、效率低、成本高等问题。

因此，本领域迫切需要开发一种能够低成本，操作稳定，同时不产生二次污染的VOC芬顿降解活性炭氧化再生方法与设备。

发明内容

为了克服上述现有方法的不足，本发明提供了一种VOC芬顿降解活性炭氧化再生方法与设备。

一种VOC芬顿降解活性炭氧化再生方法，其特征在于：

富含VOCs的饱和活性炭经管道输送至降解再生槽，与来自外管的H₂O₂芬顿试剂和Fe纳米例子实现活性炭颗粒内部的VOCs芬顿氧化降解，通过芬顿反应生成的羟基自由基将所吸附的VOCs氧化降解为二氧化碳和水，与此同时实现活性炭内部孔道结构的清理，恢复活性炭的吸附功能，使得活性炭的得到再生。再生后活性炭从降解再生槽底部流出，经浆料泵送至碳球加料罐，循环使用。降解生成的二氧化碳并入高空外排管线，水并入工业外排水线，少量残渣由降解再生槽底部送至外管。

优选的，所述的降解再生槽底部出液管装有调节阀，用于调控出口流量。

优选的，所述的活性炭吸附剂带有Fe纳米粒子，与H₂O₂在降解再生装置内发生自催化歧化反应，产生具有高氧化活性的羟基自由基。

优选的，所述的VOCs芬顿氧化降解过程温度控制在30°左右。

优选的，所述的芬顿氧化降解过程需调控一定的pH值至偏酸性。

另一方面，本发明提供了一种VOC芬顿降解活性炭氧化再生设备。

降解再生槽，用于提供反应场所，用于实现VOCs芬顿氧化降解及活性炭吸附颗粒再生；

与降解再生槽相连的碳球加料罐，用于储存再生活性炭；

与降解再生槽相连的浆料泵，用于提供动力运输；

管线上的流量调节阀，用于调节进料流量。

优选的，所述的降解再生槽内装有搅拌器，通过支架固定安装，该搅拌装置的转轴及扇叶伸入到反应池内部，用于将各组分搅拌混合均匀，提高传质，传热速率。

优选的，所述的炭球加料罐设有两个进料管和出料管，可实现一开一关。

优选的，所述的流量调节阀安装在进料管线上，用于调控芬顿试剂及H₂O₂流量。

优选的，其特征在于，所述的降解再生槽内再生活性炭颗粒回收率达99.9％以上。

本发明采用低温芬顿氧化技术，实现VOCs芬顿氧化降解和活性炭再生。可实现大气量气体中的低浓度VOCs深度、高效脱除，可在室温实现吸附剂的连续催化再生，不产生二次污染。适用于多种行业VOCs的控制技术。

本发明的装置特点如下：