[发明专利]一种低浓度VOCs吸附-原位变温催化臭氧氧化处理方法

说明书

本发明公开了一种低浓度VOCs吸附‑原位变温催化臭氧氧化处理方法，属于有机废气治理领域。该方法是将低浓度VOCs的废气通入吸附床进行富集，富集过程中还包含了低温再生过程和高温再生过程，利用具有高吸附能力和催化臭氧氧化VOCs能力的双功能材料对低浓度VOCs废气进行吸附‑原位变温催化臭氧氧化再生，吸附过程VOCs去除率高，原位再生过程VOCs降解彻底，不产生固体废物，无二次污染，无需更换吸附剂。

技术领域

本发明涉及有机废气治理领域，特别涉及一种低浓度VOCs废气的吸附浓缩-原位变温催化臭氧氧化方法。

背景技术

工业废气是大气污染物的主要来源之一，其中的挥发性有机物(VOCs)对人体健康和环境均存在巨大危害。VOCs进入人体后主要对呼吸系统和神经系统造成损害；VOCs进入环境后，则易在大气中发生化学反应，形成二次污染物，其氧化过程中产生的二次有机气溶胶是PM_2.5的重要构成物。同时VOCs还是臭氧层空洞和光化学烟雾的主要诱因之一。在过去的几十年中，我国的VOCs工业排放量逐年提升，排放标准也愈发严格。

目前针对低浓度大风量的VOCs废气，工业上常采用生物降解、化学降解、吸附等工艺进行处理，其中生物法成本较低，二次污染小，但适用浓度窄，抗波动性差；化学降解法去除彻底，但能耗、物耗较高；吸附法去除效率高，运行成本低，但需要对使用后的吸附剂进行固废处置或进行脱附、再生后循环利用。吸附剂再生过程一般采用热脱附法，并通过后续工艺处理脱附下的高浓度VOCs，处理过程能耗高且易产生二次污染。因此，本发明基于具备吸附和催化臭氧氧化VOCs双重功能的整体式催化剂进行设计，形成能耗低、物耗低，不产生固体废物或二次污染的吸附浓缩-原位变温催化臭氧氧化工艺。

目前，采用臭氧降解VOCs的工艺中，大部分进行周期性吸附和催化，为实现不间断处理连续流废气的目的至少需两床吸附床交替使用，如CN104492255A、CN107158909A、CN108096994A、CN211988018U；部分工艺采用两段式工艺，如专利CN108079780A，于前段进行富集吸附，饱和后脱附并在后段进行臭氧氧化。上述双塔或双床的设计普遍占地面积大，建造成本高昂，运行过程复杂。部分应用中采用类似催化燃烧的单床设计工艺，将臭氧与废气混合后通入催化剂床层。但是，低温条件下CO₂选择性较低、副产物多、催化剂失活迅速，且臭氧稀释后与低浓度VOCs反应不充分；高温条件下体系能耗较高，臭氧在高温下自分解迅速，造成臭氧大量浪费，物耗较高。此外，由于通入的臭氧浓度难以与波动的VOCs浓度匹配，尾气VOCs和臭氧浓度波动明显，易超标排放。

发明内容

本发明通过吸附床层变温设计、脉冲式通入臭氧原位再生吸附床的方法，仅使用单床吸附床实现连续流废气不间断地高效处理低浓度有机废气，相比已有技术在处理效率、稳定性和能耗上均有较大提升。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种低浓度挥发性有机物废气处理方法，该方法包含以下步骤：

吸附过程包括以下步骤：

S1：将含低浓度VOCs的废气通入吸附床进行富集；

S2：当靠近吸附床出口处的VOCs浓度监测仪测量到VOCs时，保持含VOCs废气持续通入，开启原位低温再生过程；

原位低温再生过程包括以下步骤：

S3：开启臭氧发生器，将含臭氧的氧气压入废气中同步进行吸附和催化臭氧降解过程；

S4：当床层靠近出口处臭氧浓度监测仪测量到臭氧浓度时进入高温再生过程；

高温再生过程包括以下步骤：

S5：开启气路加热装置，提高废气温度，催化剂床层温度提高至70℃～90℃；