CN102872703A

CN102872703A - 一种气液吸收结合微电解净化有害气体的装置及其工艺

Info

Publication number: CN102872703A
Application number: CN2012103925838A
Authority: CN
Inventors: 黄立维
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2013-01-16

Abstract

一种吸收结合微电解净化有害废气的装置及其工艺，由吸收塔、由活性炭和铁质填料组成的填料层以及吸收液循环槽组成。其处理工艺是把待处理含有害气体的气流由吸收塔下部导入，经过由铁质填料与活性炭组成的填料层区域时，有害气体在活性炭与铁质填料构成的无数个微电池的电极反应作用下得到有效吸收和降解，净化后的气流从吸收塔的上部的气体出口排出。本发明采用液体吸收和微电解反应相结合的方式，大大提高了吸收效果，也避免了有害物二次挥发的可能性，特别适用于水溶性不好的有害气态污染物如含氯有机物、甲苯等有机物的处理，具有处理效率高，处理气量大，操作简单，可靠实用。

Description

一种气液吸收结合微电解净化有害气体的装置及其工艺

技术领域

本发明涉及一种气液吸收结合微电解净化有害气体的装置及其工艺，特别涉及从气流中去除烃、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等挥发性有机物，硫化氢、二氧化硫、氮氧化物和氨等无机物的方法和装置，属于大气污染控制和环境保护技术领域。

背景技术

含烃、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等挥发性有机物，硫化氢、二氧化硫、氮氧化物和氨等无机物，产生于化学、制药、喷漆、污水处理站等各种生产过程。这些污染物不仅对人体有害，有些还是致癌物质，而且大量排放还对局部区域环境产生了严重的影响。但是由于这些气体或具有化学结构较稳定，不易降解的特点，或阈值较低，给净化处理带来很大的困难。

一般地，采用液体吸收法是去除这些有害气体的主要方法之一，但此方法的主要问题是吸收容量有限，吸收液容易饱和。吸收后的溶液须进一步处理，如果直接送回废水池，被吸收处理后的产物又会挥发出来，将会导致二次污染的产生。如何在提高吸收效率的同时，又避免二次污染物的产生是该技术工业应用过程中急需解决的问题。

液相微电解法的基本原理是利用微电解过程在电极表面发生电化学反应，产生强氧化自由基如OH、HO₂和H₂O₂等，这些强氧化性物质与有害物反应，最终把有害物转化为无害物。一般微电解法用于化工难降解的废水处理，在中国专利文献库中也对微电解的技术报道，但文献都集中在废水的处理上进行应用。尚未看到把微电解技术应用于废气治理的报道。

本发明的目的是设计和提供一种气液吸收结合微电解净化有害气体的装置及其工艺，用于从气流中除去有害气体，使气流中含有的这些有害气体得到有效吸收和降解，从而达到有害气体净化的目的。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是针对现有背景技术而提供一种吸收结合微电解净化有害废气的装置及其工艺，它是采用吸收结合微电解技术，用于从气流中除去烃、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等挥发性有机物，硫化氢、二氧化硫、氮氧化物和氨等无机物，将这些气态污染物转化为化学稳定的物质，使吸收液恢复吸收能力，从而达到气体净化和避免二次污染产生目的。

本发明所述的一种吸收结合微电解净化有害废气的装置及其工艺，其特征在于所述的装置为通用的气液吸收设备-填料吸收塔结构，吸收塔内设置有作为微电解阳极的铁质材料和作为微电解阴极和有害气体吸附剂的活性炭组成的填料层，铁质材料一般为规整填料结构，可根据塔器化工设备手册上的相关填料结构如拉西环、鲍尔环和阶梯环等选配，效果大体相当。活性炭结构一般为球形或柱形，直径一般为1-50mm，也可根据铁质填料形状和结构定制和匹配，使填料层内铁质填料和活性碳均匀接触混合放置，以便有效形成铁炭微电解系统，一般铁质填料和活性碳的装填比按外表面积比(不含内表面积)可为1∶0.5-1∶10，铁质填料和活性碳的大小、形状、结构和配比可根据吸收塔径、有害气体浓度和处理气量等参数选配。一般所述的填料层孔隙率为10％-90％，最佳为20％-40％。吸收塔下部设置有有害气体进口，吸收塔的顶部设置有净化后气体出口，吸收塔的下部设置有吸收液循环槽，循环槽的下部出液口通过循环泵、管道和阀门与吸收塔上部的进液口连接。

将所述的装置用于有害气体的净化处理，采用如下工艺：把含有有害气体的待处理气流导入所述的吸收塔，经过由铁质填料与活性炭组成的填料层区域，与从吸收塔上部流下的吸收液形成的气固液三相反应区，有害气体首先被沿铁质填料和活性碳表面流下的液相吸收和液相中的活性炭吸付，然后在活性炭与铁质填料构成的无数个微电池的电极反应作用下，产生了具有强反应性的物质如OH、HO₂和H₂O₂等自由基，这些物质与溶解在溶液中的和被活性炭吸附的有害物发生化学反应，最终把气相有害物降解，使有害气体得到有效吸收和净化。

本发明所述的吸收液一般采用pH值小于7.5的酸性水溶液，如盐酸或硫酸，在酸性环境下的有害物的降解率较高。并在溶液中可添加一定量的氯化钠或硫酸钠等盐作为电解质，电解质质量百分比浓度浓度一般为0.1％-25％。

与现有技术相比，本发明优点在于：采用液体吸收和微电解反应相结合的方式，使有害气体通过吸收塔时被吸收液吸收和其中的活性炭吸附，大大提高了吸收液的吸收能力，进一步通过铁炭微电解化学反应使有害气体得到降解，从而大大提高了吸收效果，也避免了有害物二次挥发的可能性，特别适用于水溶性不好的有害气态污染物如含氯有机物、甲苯等有机物的处理，具有处理效率高，处理气量大，操作简单，可靠实用。

附图说明

附图为本发明所述的一种吸收结合微电解净化有害气体的装置结构示意图，其中标号：1循环泵；2出液口；3吸收液循环槽；4液位计；5加液口；6气体进口；7气体分布板；8吸收塔进液口；9气体出口；10活性碳；11铁质填料；12排液口。

该装置结构是吸收塔下部设置有进气口5，吸收塔的上部设置有出气口8，吸收塔的下部设置有吸收液循环槽3，循环槽2的下部有出液口2通过循环泵1、管道和阀门与吸收塔顶上部的吸收塔进液口8相连接，吸收塔内设置由活性碳10和铁质填料11组成的微电解系统，吸收塔的下部还设置由排液口12。

本发明所述的装置的处理工艺流程是待处理废气由进气口6进入吸收塔内与喷淋液接触，进行吸收反应，处理后的废气从塔顶出气口8排出。吸收液通过塔中部由活性碳10和铁质填料11组成的填料层时发生微电解反应区进入吸收液循环槽3，然后通过出液管2经循环泵1打回吸收塔。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1：实验装置系统流程如附图所示，吸收塔为填料塔结构，塔体材料为聚丙烯，塔径为Ф300mm，填料层高度为2500mm，由铁质鲍尔环和活性碳组成，其中鲍尔环直径25mm，厚度为2mm。活性炭直径约为15mm，填料层孔隙率约为25％左右。模拟废气由塔底部进气口通入，经过气固液三相反应区后，由上部排出。

实验条件为：吸收液为2％的氯化纳水溶液+盐酸。溶液pH＝3±0.5。

气体流量：200m³/h，气体温度：25℃。

废气种类以常见的有表代表性的烃、醇、醚、醛、酚、酮、酯和胺等挥发

性有机物，硫化氢、二氧化硫、氮氧化物和氨等无机物。

载气：空气。

循环泵流量：5m³/h。

实验结果如表1所示。

表1有害物去除效果

实施例2：实验装置系统流程附图所示。

实验条件为：吸收液为2％的硫酸纳水溶液+硫酸。溶液pH＝5±0.5。

其他条件同实施例1。

实验结果：如表2所示。

表2有害物去除效果

Claims

1.一种吸收结合微电解净化有害废气的装置，其特征在于所述的装置包括吸收塔、由活性碳和铁质填料组成的填料层以及吸收液循环槽；所述的吸收塔的下部设置有气体进口和吸收液循环槽，吸收塔的上部设置有气体出口和进液口，所述的吸收液循环槽通过循环泵、管道、阀门与吸收塔上部的进夜口相连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的由活性碳和铁质填料组成的填料层设置在吸收塔内部，铁质填料和活性碳均匀接触混合放置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述的填料层孔隙率为10％-90％。

4.根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于铁质材料为化工设备手册上的相关规整填料，包括拉西环、鲍尔环或阶梯环，活性炭为球形或柱形，直径为1mm-50mm。

5.一种利用权利要求1所述的装置净化有害废气的工艺，其特征在于所述的工艺是把待处理含有害气体的气流由吸收塔下部导入，经过由铁质填料与活性炭组成的填料层区域时，有害气体首先被沿铁质填料和活性碳表面流下的吸收液吸收和吸收液中的活性炭吸付，然后在活性炭与铁质填料构成的无数个微电池的电极反应作用下，使有害气体得到有效吸收和降解，净化后的气流从吸收塔的上部的气体出口排出。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于所述的吸收液采用pH值小于7.5的盐酸或硫酸水溶液。

7.根据权利要求5或6所述的工艺，其特征在于所述的吸收液添加一定量的氯化钠或硫酸钠，电解质质量百分比浓度浓度一般为0.1％-25％。

8.根据权利要求5或6或7所述的工艺，其特征在于所述的有害气体为下列一种或两种以上的混合：烃、醇、醚、醛、酚、酮、酯、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、氨。