[发明专利]高效去除气体中低浓度有机物的导电型含碳规整填料、装置及方法

说明书

本发明提出一种高效去除气体中低浓度有机物的导电型含碳规整填料及装置，通过在装置中填装有导电型、含碳规整填料的固定床，将规整填料整体或分段，形成可加电极的结构。并在规整填料段间设置换热管及在筒壁外设置夹套。该固定床的使用方法为吸附时，向换热管或夹套内通冷却水降温。脱附时，通过电极通电使规整填料整体迅速加热，达到快速脱附的效果。该方法既实现了低压降，高通量下的快速吸附，又实现了电加热强化的原位快速脱附，具有成本低，易放大的优点。

技术领域

本发明涉及有机废气处理技术领域，具体涉及一种高效去除气体中低浓度有机物的装置及方法。

背景技术

各种生产加工过程，如化工，建筑，材料，油品填加等行业，常产生含低浓度的挥发性有机物(VOCs)的气体，对环境造成了极大的危害。处理这些VOCs的方法包括焚烧，吸收，吸附等。焚烧法具有添加辅助燃料，能耗大，CO₂排放量大的缺点。吸收法由于气液平衡限制，常不能完全去除低浓度的VOCs到合格排放的水平。吸附法是利用固体吸附剂，将气体在孔内吸附的方法，具有气体中的有机物处理彻底的优点。固体吸附剂通常是条块或球形颗粒，填充在固定的容器中，称为填充床或固定床。通常采用间接的换热方法，在吸附时进行冷却，在脱附时进行加热。这样的好处在于，脱附时只产生浓缩的有机物，不会再带来别的污染。

然而，这种填充床或固定床没有流体流动，换热系统很低，无论升温与降温，均需要很长时间与能耗很大。特别是在脱附时，能耗更大。这不利于目前各行各业的低碳技术的实施。

发明内容

本发明的目的克服现有吸附法填充床或固定床存在的弊端，提供一种高效去除气体中低浓度有机物的装置及方法，通过在装置中填装有导电型、含碳规整填料的固定床，将规整填料整体或分段，形成可加电极的结构。并在规整填料段间设置换热管及在筒壁外设置夹套。该固定床的使用方法为吸附时，向换热管或夹套内通冷却水降温。脱附时，通过电极通电使规整填料整体迅速加热，达到快速脱附的效果。该方法既实现了低压降，高通量下的快速吸附，又实现了电加热强化的原位快速脱附，具有成本低，易放大的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高效去除气体中低浓度有机物导电型含碳规整填料，其包括碳与无机氧化物,碳的质量比例为10-90％,其余为无机氧化物。

其中，所述碳的种类包括碳纳米管，石墨烯，纳米碳纤维，纳米碳颗粒，活性炭中的一种或多种。

其中，所述无机氧化物包括氧化铝，氧化硅，氧化锆中的一种或多种。

其中，所述导电型含碳规整填料的空隙率为50-70％。其比表面积为100-1500m²/g,孔径分布为0.5-20nm。

本发明还提供上述导电型含碳规整填料的制备方法，其包括：

第一步，将所述碳和无机氧化物对应的可溶性盐、水，机械搅拌混合，获得糊状物；

第二步，将第一步制备的糊状物挤压成型，形成规整填料。

其中，所述第一步中机械搅拌在30-100℃的条件下搅拌混合0.5-5小时。

其中，所述第二步中，挤压成型后在70-120℃干燥10-20小时，然后在300-500℃焙烧1-20小时，自然冷却后，隔绝空气密封，备用。

本发明还提供一种高效去除气体中低浓度有机物的装置，其包括固定床、填装在固定床上的上述导电型含碳规整填料作为吸附剂、电极。

本发明还提供一种高效去除气体中低浓度有机物的方法，其采用上述高效去除气体中低浓度有机物的装置去除气体中低浓度有机物，包括：

第一步，将上述制备的电型含碳规整填料堆放在固定床中，筒壁与规整填料间的缝隙进行密封，避免气体短路；