电解法处理二甲苯废气的固定床反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及环境污染废气治理设备领域，尤其是一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，包括反应器本体，反应器本体内部为电解室，在反应器本体上设置有进气口、排气口、出水口，在电解室的上端设置有喷淋系统，在喷淋系统下方的电解室内设置有电极板，所述的电极板包括阳极板和阴极板，在电极板的底部设置承托网，在承托网上设置固定床，固定床的下部为承托层，固定床的上部为催化剂，催化剂位于承托层上；所述的电极板通过导线管与反应器本体的外部电源连接。本实用新型专利技术所得到的一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，具有设备占地小，处理效果佳，运行成本低，无二次污染等特点。

Fixed bed reactor for treatment of xylene waste gas by electrolysis

The utility model relates to the field of environmental pollution and waste gas treatment equipment, especially in a fixed bed reactor for electrolysis of xylene waste gas, comprising a reactor body, inside the reactor body for the electrolytic chamber, the reactor body is provided with an air inlet and an air outlet and a water outlet, spray system is arranged at the upper end of the electrolytic chamber, in the electrolytic chamber below the sprinkler system is provided with an electrode plate, the plate electrode comprises an anode plate and a cathode plate, set in the bottom of the supporting net electrode plate, arranged in a fixed bed supporting net, lower fixed bed for supporting layer, upper part of the fixed bed as the catalyst, the catalyst is located in the bearing layer on the electrode plate; connected by the external power supply and the reactor body conduit. The utility model relates to a fixed bed reactor for treating xylene waste gas by electrolysis, which has the advantages of small equipment occupation, good treatment effect, low operation cost, no two pollution, etc..

【技术实现步骤摘要】
电解法处理二甲苯废气的固定床反应器
本技术涉及环境污染废气治理设备领域，尤其是一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器。
技术介绍
二甲苯废气是典型的挥发性有机物（VOCs），它主要来源于喷漆、印刷、涂料、制药等化工行业和垃圾、污水、废料池等场所。其较强的挥发性，使得这类气体在生产及使用过程中，大量地挥发到大气中，对刺激人体、动物的感觉器官，甚至对神经系统、造血功能、生殖等器官造成不同程度的毒性影响。因此，对二甲苯废气的治理是十分必要的。目前工业上处理二甲苯废气的技术主要分为降解处理技术和回收利用技术两类。降解技术主要包括燃烧法、光分解法、生物法等，回收技术主要包括吸附法、吸收法和膜分离法等，但二甲苯废气无太大回收意义。燃烧法是通过高温燃烧，将有机废气氧化为CO2和H2O的方法，使用催化剂可有效降低燃烧温度，燃烧法具有处理效果好，无二次污染的特点，但其缺点为运行费用过高；光分解法具有设备占地小、操作简单、无二次污染等特点，但其处理效果较差，只能针对低浓度、小风量废气；生物法利用微生物在好氧条件下对污染物的降解，其特点运行成本低、处理效果好，但其设备占地面积较大。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种能对二甲苯废气进行高效处理且占地面积小的电解法处理二甲苯废气的固定床反应器。为了达到上述目的，本技术所设计的一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，包括反应器本体，反应器本体内部为电解室，在反应器本体上设置有进气口、排气口、出水口，在电解室的上端设置有喷淋系统，在喷淋系统下方的电解室内设置有电极板，所述的电极板包括阳极板和阴极板，在电极板的底部设置承托网，在承托网上设置固定床，固定床的下部为承托层，固定床的上部为催化剂，催化剂位于承托层上；所述的电极板通过导线管与反应器本体的外部电源连接。其中反应器各零部件无特殊说明均采用不锈钢材质；反应器本体采用不锈钢板制作而成；作为优化，所述的进气口、出水口均位于反应器本体的底部；所述的排气口位于反应器本体的顶部。其中进气口为管道形式，废气自反应器底部进入；所述的电解室内设置电极板，以卡槽的形式固定于反应器内，其中阳极板采用具有钌、铱、钽等稀土元素镀层的钛板，阴极板可采用钛板、石墨板或不锈钢板等材料，电极板间距为200-2000cm，极板厚度为1-5mm，电极板组数为1-2组，卡槽采用玻璃钢、聚四氟乙烯或UPVC材质，避免电解过程腐蚀的同时与反应器绝缘，外部电源和电极板上的导线之间通过导线管连接，外部电源为恒压直流电源，电极板底部设置承托网，固定床置于承托网上，固定床下部为承托层，承托层起到承托和布气作用，催化剂置于承托层上；优选的是，所述的电解室的水平截面为矩形，高径比为3-12，所述的阳极板采用铱钽镀层的钛板，阴极板采用不锈钢板，极板间距为400-1000cm，卡槽采用聚四氟乙烯材质，导线管采用PVC材质，承托网网孔直径为5-8mm，承托层采用粒径为8-12mm砾石，承托层填充度为5-20%，催化剂为球状，球体直径为3-5mm，催化剂填充度为30%-80%；所述的喷淋系统设于电解室顶端，包括进水管和喷头，喷头直接设置在进水管上，进水管自反应器侧面横向进入电解室，喷头采用下垂型喷头，喷淋水为含有一定浓度硫酸钠的盐水；优选的是，所述的进水管为PPR材质，喷头为钛合金材质，喷头溅水盘与催化剂顶部间高差为200-1000mm，喷头数设2-8个，喷淋水含盐量为200-10000mg/L；所述的排气口，在喷淋系统上方，包括集气罩和排气管，集气罩采用玻璃钢材质，集气罩顶部高度与溅水盘高差为25-100mm，排气管设于集气罩顶部，处理后废气经排气管排出；所述的出水口，设于进气口下部，包括出水管和集水槽，集水槽直接汇集电解室留下的喷淋水，出水管设于集水槽底部，将汇集的喷淋水排出。所述的催化剂，是以纳米Mn/Ti材料和粉末活性炭为主要成分的，通过粘合成型制备为电解法处理二甲苯废气的催化剂；优选的是，所述的催化剂成型为球体，直径为3-5mm，纳米Mn/Ti材料中活性组分为MnO2和TiO2，活性组分摩尔比为Ti：Mn=（10-200）:（5-100），纳米Mn/Ti材料与活性炭质量比为（10-50）：（50-90）；本技术将催化电解技术应用于处理二甲苯废气的反应器中，以固定床形式将催化剂置于电解槽内，实现了电解技术处理二甲苯废气的可行性；其应用表现于：废气自反应器底部进入，经过承托层布气均匀进入催化层，废气经过催化层时，挥发性的污染物被吸附于催化剂表面及内部孔道内，喷淋水撒到催化剂上，使催化剂层的电阻大幅降低，在电极通电条件下，通过静电感应使催化剂带电，每个催化剂颗粒均形成微小的原电池，被吸附的污染物在催化剂表面及内部孔道内通过电解作用被降解；相比光催化技术和等离子技术，其固定床巨大的面体比协同活性组分的催化效能极大的提高了反应速率和电流效率，使二甲苯废气可在反应器内高效的降解；本技术将催化电解技术应用于处理二甲苯废气的固定床反应器内，主要反应机制为“吸附-电解”的循环反应过程，详细反应机制如下：（1）吸附体系纳米Mn/Ti双金属复合型材料，以模板剂作为结构引导，使金属晶体生长于一定的骨架结构中，材料具有一定的空间结构，活性炭自身可作为吸附材料使用，两者均具有巨大的比表面积，内部孔道发达，吸附性能极佳，吸附容量大，废气中污染物经过催化层时可被完全吸附；（2）电解体系：经过喷淋水的湿润，催化剂层电阻极大的降低，电极板通电后，通过静电感应使催化剂颗粒带电，形成微小原电池，被吸附在催化剂表面及内部孔道的污染物直接被电解，通过得失电子发生氧化还原反应而降解；水在阴极得电子与氧发生反应生成强氧化性·OH，·OH间接氧化污染物；（3）催化剂体系：；Mn和Ti两种金属氧化物具有协同作用，在通电条件下，水和氧在催化剂表面可快速生成·OH对污染物进行氧化，在电场作用下，TiO2外围电子轨道电子发生跃迁，在TiO2表面形成电子“空穴”，“空穴”具有极强的氧化性，可间接氧化污染物。本技术所得到的一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，具有设备占地小，处理效果佳，运行成本低，无二次污染等特点。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面通过实施例结合附图对本技术作进一步的描述。实施例1：如图1所示，本实施例描述的一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，包括反应器本体1、进气口6、电解室2、排气口3、喷淋系统4、出水口5、固定床9和催化剂92，反应器各零部件无特殊说明均采用不锈钢材质，避免腐蚀；所述进气口6为管道形式，废气自反应器底部进入；所述的电解室2的水平截面为矩形，高径比为8，内设置电极板7，以卡槽的形式固定于反应器内，其中阳极板采用铱、钽镀层的钛板，阴极板采用钛板，极板间距为1000mm，极板厚度为2mm，电极组数为1组，卡槽采用聚四氟乙烯材质，避免电解过程腐蚀的同时与反应器绝缘，外部电源和电极板7的导线之间通过PVC材质导线管10连接，外部电源为220V恒压直流电源，电极板7底部设置承托网8，网孔直径为7mm，固定床9置于承托网8上，固定床9下部用粒径为10mm的砾石作为承托层91，承托层91起到承托和布气作用，固定床9的上部为催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，其特征是：包括反应器本体，反应器本体内部为电解室，在反应器本体上设置有进气口、排气口、出水口，在电解室的上端设置有喷淋系统，在喷淋系统下方的电解室内设置有电极板，所述的电极板包括阳极板和阴极板，在电极板的底部设置承托网，在承托网上设置固定床，固定床的下部为承托层，固定床的上部为催化剂，催化剂位于承托层上；所述的电极板通过导线管与反应器本体的外部电源连接。

【技术特征摘要】
1.一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，其特征是：包括反应器本体，反应器本体内部为电解室，在反应器本体上设置有进气口、排气口、出水口，在电解室的上端设置有喷淋系统，在喷淋系统下方的电解室内设置有电极板，所述的电极板包括阳极板和阴极板，在电极板的底部设置承托网，在承托网上设置固定床，固定床的下部为承托层，固定床的上部为催化剂，催化剂位于承托层上；所述的电极板通过导线管与反应器本体的外部电源连接。2.根据权利要求1所述的一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，其特征是：所述的进气口、出水口均位于反应器本体的底部；所述的排气口位于反应器本体的顶部。3.根据权利要求1或2所述的一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，其特征是：所述的阳极板采用具有钌、铱、钽稀土元素镀层的钛板，阴极板为钛板或石墨板或不锈钢板。4.根据权利要求3所述的一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，其特征是：阳极板与阴极板之间的间距为200-2000cm，极板厚度为1-5mm，电极板组数为1-2组。5.根据权利要求4所述的一种电解法处理二甲苯废气的固定床反应器，其特征是：电解室为水平截面为矩形，高径比为3-12；所述的1...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦华达，
申请(专利权)人：浙江恒诺环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33