通过锰系混合物而氧化有害性化合物的方法及锰系混合物技术

本发明专利技术涉及一种通过锰系混合物而氧化有害性化合物的方法及锰系混合物。根据本发明专利技术的所述方法使有害性化合物与锰系混合物接触，从而借助于吸附而浓缩有害性化合物，然后使吸附有所述有害性化合物的锰系混合物升温，从而使吸附的有害性化合物随之脱附并同时发生氧化反应，由此将有害性化合物转化为无害的化合物。而且，根据本发明专利技术的锰系混合物作为比表面积为150m2/g以上的氧化锰至少含有10wt％以上的混合物，其对有害性化合物的吸附能力和/或低温氧化能力优异，因此如果使用该锰系混合物，则可用低成本处理有害性化合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过锰系混合物而氧化有害性化合物的方法及锰系混合物，尤其涉及一种在使有害性化合物接触于锰系混合物之后使有害性化合物被吸附于锰系混合物并提高温度而使有害性化合物得到脱附和氧化的方法及该锰系混合物。
技术介绍
在液晶、半导体、LED、等离子显示器、树脂或涂料等的生产工艺或印刷、涂刷或清洁等设备中，排出含有挥发性有机化合物和/或恶臭化合物(以下，称为“有害性化合物”)的空气，所述有害性化合物例如包含丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯(Propylene glycol monomethyl ether acetate；PGMEA)等有机溶剂。有害性化合物对人类的健康和环境起到消极影响，其长期被视为大气污染源，有害性化合物在大气中移动性强并引起气味，而且还作为麻醉性强的污染物质而闻名，因此有必要利用恰当的方法将生产工艺或印刷、涂刷、清洁等设备的排出空气中的有害性化合物去除。然而，通常在产生挥发性有机化合物等的环境中挥发物以1000ppm以下的低浓度产生的情况较多，为了将其转化为无害的形态而消除，利用氧化反应的情况较多。然而，为了将这些低浓度物质直接燃烧或者通过催化剂氧化燃烧等方式处理，不仅需要加热所述有害物质，而且还需要加热包含有害物质的空气等，因此燃料费过高，从而存在处理成本增加的问题。为了解决这样的问题，韩国授权专利公报10-1311269号及10-2007-0092114号等中公开有如下技术：利用具有承载有吸附剂的吸附部件的吸附装置，并使具有填充有氧化催化剂的燃烧炉的挥发性有机化合物去除装置与之联动，从而将低浓度的有害物质即挥发性有机化合物和/或恶臭性物质先用吸附剂吸附，并通过升温过程等而使浓缩于吸附剂的有害物质脱附，据此使有害物质成为高浓度而减少处理成本，其中，作为吸附剂使用了活性炭、沸石等。这些现有技术构成为同时连续执行如下工序：吸附去除工序，将包含有挥发性有机化合物的处理对象空气导入到吸附部件，从而吸附并去除处理对象空气中的挥发性有机化合物；再生工序，使再生的空气回流到吸附有挥发性有机化合物的吸附部件，从而再生吸附部件；燃烧工序，将再生工序中产生的挥发性有机化合物得到浓缩的空气供应到燃烧炉，从而将空气中的浓缩的挥发性有机化合物进行燃烧。在这种构成方式中，除了执行吸附工序的吸附区以外还需要用于燃烧挥发性有机化合物的燃烧区，且燃烧区中承载有沸石吸附剂和铂催化剂以使挥发性有机化合物得到吸附且被催化燃烧。因此，需要独立于吸附工序而安排额外的燃烧工序，因此工艺复杂，并由于将高价的贵重金属使用为催化剂，因此在成本方面存在待改善的部分。韩国授权专利公报10-0887545号及10-1403991号中通过制造比表面积为150m2/g以上的氧化锰系催化剂而加热并催化氧化挥发性有机化合物。然而其不经过吸附浓缩工序，而只是加热而催化氧化，故存在能量消耗大的缺点。Applied Catalysis B 60(2005)49-55论文中通过臭氧-氧化锰系催化剂方式将挥发性有机化合物分解和氧化。然而，由于包含C-H、C＝O、COO-基团的分解物残留在催化剂表面而毒害催化剂，因此通过升温而使其脱附。在分解和氧化工序中臭氧与挥发性有机化合物的比率为10:1左右，由于注入如此高浓度的臭氧，因此在空速较快而高达10,000h-1以上的情况下，催化剂的臭氧分解率降低而存在臭氧从催化剂层后端排出的问题。等离子-氧化锰系催化剂式挥发性有机化合物分解及氧化在空速较快的情况下也同样存在臭氧从催化剂层后端排出的问题。为了省去专门的挥发性有机化合物氧化工序，韩国授权专利公报第10-0834800号中也曾公开吸附剂中承载贵金属的方法。这是一种将挥发性有机化合物浓缩于吸附剂并再加热而借助于贵金属成分予以氧化的方法，然而由于将贵金属使用为催化剂，因此在成本方面存在待改善的部分。对此，本申请的专利技术人在为了解决以往的有害性化合物去除方法所暴露的技术问题而致力于研究的过程中开发出一种将具有宽大的比表面积的锰系化合物既使用为用于吸附有害性化合物的吸附剂又使用为可同时执行脱附及氧化反应的脱附氧化剂的方法，从而完成了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术的问题而提出的，以往使用的吸附剂为活性炭、沸石等，这样的吸附剂由于具有高比表面积而吸附容量大，然而无法氧化挥发性有机化合物，因此在再生时再次排出污染物质，故存在需要额外的燃烧工序或氧化工序的缺点。本专利技术涉及一种使用含有氧化锰的吸附催化剂而使再生时的污染物质的排出量减少的挥发性有机化合物去除方法，本专利技术的目的在于提供一种有害性化合物的氧化方法及用于此的锰系混合物，其可利用吸附剂吸附包含于空气中的有害性化合物而减少空气中的有害性化合物浓度，被吸附的有害物质随着吸附剂自身温度的升高而脱附并同时发生氧化反应，据此可以省去现有技术中在吸附工序之后为了去除有害性化合物而额外附加的燃烧工序或氧化工序。为了达到上述目的及其以外的目的，本专利技术提供一种氧化有害性化合物的方法，包括如下步骤：接触步骤，使包含有害性化合物的气体与至少包含有10wt％以上的比表面积为150m2/g以上的氧化锰的锰系混合物接触；吸附步骤，包含于所述气体中的有害性化合物被所述锰系混合物所吸附；升温步骤，对所述吸附步骤过后的锰系混合物施加热量而使锰系混合物升温；脱附和氧化步骤，通过所述升温步骤而使吸附于锰系混合物的有害性化合物从所述锰系混合物脱附并发生氧化反应。在根据本专利技术的一个实施例的氧化有害性化合物的方法中，在所述吸附步骤中，所述有害性化合物可在-20℃～50℃的温度下被所述锰系混合物所吸附。并且，在所述脱附和/或氧化步骤中，吸附于所述锰系混合物的有害性化合物可在50℃～350℃温度下脱附并发生氧化反应。而且，在根据本专利技术的一个实施例的氧化有害性化合物的方法中，所述锰系混合物还可以包括氧化铜、氧化铈、氧化铁、沸石中的至少一种。另外，所述方法还可以在所述接触步骤之前包括如下步骤：预处理步骤，利用臭氧或等离子而对有害性化合物进行预处理，或者利用臭氧与等离子而对有害性化合物进行预处理。本专利技术的另一实施例提供一种锰系混合物，其至少包含有10wt％以上的比表面积为150m2/g以上的氧化锰，并在-20℃～50℃温度下将包含于气体中
的有害性化合物吸附而浓缩，并在50℃～350℃的温度下使浓缩的所述有害性化合物同时发生脱附与氧化，从而去除气体中的有害性化合物。并且，根据本专利技术的锰系混合物还可以包括氧化铜、氧化铈、氧化铁、沸石中的至少一种。通常，对于化学吸附剂而言，再生时消耗大量成本或无法再生的情况较多，对于活性炭、沸石之类的物理吸附剂而言，通过施加热量而使所吸附的物质脱附的再生工序比较简单，然而存在需要另行处理再生时产生的有害气体的问题。但是，根据本专利技术，被吸附于使用为吸附剂的锰系混合物的有害性化合物从吸附剂脱附的同时发生氧化反应，从而将有害物质氧化之后排出，因此排出的有害气体的量显著减少，由此可以节省基于燃烧工序的再处理成本。对于根据本专利技术的锰系混合物而言，通过调节其物性而不仅可以使用为氧化用催化剂而且还可以使用为吸附剂，并可以在产生恶臭或有毒气体的现场中轻而易举地将有害物质吸附而去除。借助于吸附的有害本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化有害性化合物的方法，包括如下步骤：接触步骤，使包含有害性化合物的气体与至少包含有10wt％以上的比表面积为150m2/g以上的氧化锰的锰系混合物接触；吸附步骤，包含于所述气体中的有害性化合物被所述锰系混合物所吸附；升温步骤，对所述吸附步骤过后的锰系混合物施加热量而使锰系混合物升温；脱附和/或氧化步骤，通过所述升温步骤而使吸附于锰系混合物的有害性化合物从所述锰系混合物脱附并发生氧化反应。

【技术特征摘要】
2014.12.19 KR 10-2014-01847031.一种氧化有害性化合物的方法，包括如下步骤：接触步骤，使包含有害性化合物的气体与至少包含有10wt％以上的比表面积为150m2/g以上的氧化锰的锰系混合物接触；吸附步骤，包含于所述气体中的有害性化合物被所述锰系混合物所吸附；升温步骤，对所述吸附步骤过后的锰系混合物施加热量而使锰系混合物升温；脱附和/或氧化步骤，通过所述升温步骤而使吸附于锰系混合物的有害性化合物从所述锰系混合物脱附并发生氧化反应。2.如权利要求1所述的氧化有害性化合物的方法，其中，在所述吸附步骤中，所述有害性化合物在-20℃～50℃的温度下被所述锰系混合物所吸附。3.如权利要求1所述的氧化有害性化合物的方法，其中，在所述脱附和/或氧化步骤中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴钟铉，闵昌基，池在贤，高萦德，孙民永，李镇九，
申请(专利权)人：普尔斯菲尔株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR