[发明专利]一种去除废气中苯系物的钨线圈表面活化-臭氧氧化处理装置

说明书

本发明公开了一种去除废气中苯系物的钨线圈表面活化‑臭氧氧化处理装置，该装置由气体预混区和氧化反应区两部分组成，包括进气阀门、超细滤网、气体预混四通阀、臭氧发生器、氮气储罐、混合气体喷头、金属钨线圈、稳压电源、排气阀门。本发明创造性的利用了臭氧在某些金属单质表面所特有的表面活化特性，当钨金属线圈处于通电炽热的状态下，臭氧在其表面可迅速释放出活化氧原子，可在钨金属表面产生一种强氧化环境，当诸如苯系物等含有共轭效应C‑C键的分子处于此种强氧化环境下时，其共轭C‑C键会被活化氧原子打破，苯系物分子最终被氧化分解为H₂O和CO₂等无机分子，从而达到去除废气中苯系物的目的。

技术领域

本发明涉及一种去除废气中苯系物的钨线圈表面活化-臭氧氧化处理装置，属于环境保护中的废气处理领域。

背景技术

苯系物是苯及其衍生物的总称。广义上的苯系物包括全部芳香族化合物，狭义上的苯系物特指包括BTEX在内的在人类生产生活环境中有一定分布并对人体造成危害的含苯环化合物。

人类对苯系物的提炼获取最早可追溯到19世纪。1825年，英国科学家法拉第（Faraday）用蒸馏的方法从鱼油等类似物质的热裂解产品中分离得到较高纯度的苯，称其为“氢的重碳化合物”，并测定了其基本物理性质和化学组成。此后又相继发现了甲苯，二甲苯等物质，并统一命名为苯系物。苯系物的工业生产始于1865，最初是从煤焦油中回收。随着其用途的扩大，产量不断上升，到1930年已经成为世界十大吨位产品之一。随着苯系物的广泛生产和应用，其对空气的污染特性和毒理学研究逐渐引起了人们的关注，上世纪70年代前后，空气中苯系物污染的监测和研究逐渐成为热点。

苯系物对区域特别是城市大气环境具有严重的负面影响。由于多数苯系物（如苯、甲苯等）具有较强的挥发性，在常温条件下很容易挥发到气体当中形成挥发性有机气体（VOCs），会造成VOCs气体污染。比如BTEX作为工业上经常使用的有机溶剂，被广泛应用于油漆、脱脂、干洗、印刷、纺织、合成橡胶等行业。在BTEX的生产、储运和使用过程中均会由于挥发而造成大气污染。BTEX在大气中光化学反应活性较高，对大气中光氧化剂（如臭氧和过氧乙酰基硝酸酯等）和二次有机气溶胶的形成有相当作用。

苯系物污染的来源主要有固定源和移动源两种。移动源主要有汽车、轮船和飞机等以石油产品为燃料的交通工具的排放气；固定源的种类极多，主要为石油化工工艺过程和储存设备等的排出物及各种使用有机溶剂的场合，如喷漆、印刷、金属除油和脱脂、粘合剂、制药、塑料、涂料和橡胶加工等。

根据生产工艺流程及废气的排放方式的不同，苯系物有着不同的控制技术。目前广泛采用并且研究较多的有：吸附法、热破坏法、冷凝法、吸收法等，近年来开发出的新的控制技术包括：生物膜法、光分解法、等离子体分解法、臭氧分解法等。

（1）吸附法：

用多孔性固体处理流体混合物，使其中所含的一种或几种组分富集在固体表面，而与其它组分分离的过程称为吸附。吸附法主要用于低浓度高通量苯系物的净化。

（2）热破坏法：

热破坏法是目前应用比较广泛、研究较多的苯系物治理方法，特别适用于含有低浓度苯系物的废气。该方法可分为直接火焰燃烧和催化燃烧，其过程复杂并且可能包括一系列分解、聚合及自由基反应。而最重要的苯系物热破坏法机理包括氧化、热裂解和热分解，热破坏法正是基于此机理进行的。

（3）冷凝法：

冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸汽状态的苯系物冷凝并从废气中分离出来的过程。

（4）吸收法：

吸收法主要利用苯系物能与大部分油类物质互溶的特点，用高沸点、低蒸汽压的油类作为吸收剂来吸收废气中的苯系物，常见的吸收器是填料洗涤吸收塔。

（5）生物膜法：