一种用于电氧化处理气相VOCs的设备及其应用制造技术

本发明专利技术属于VOCs净化设备技术领域，具体涉及一种气相VOCs电氧化处理方法及设备，该设备包括电氧化反应装置、及与所述电氧化反应装置连接的气液输送装置，所述电氧化反应装置包括反应主体，所述反应主体包括交替排布的阴极电极和阳极电极，该装置可实现VOCs多次循环电催化氧化，极大地提升了装置的电氧化效率，充分利用了电极催化面积，另外，所述装置能在室温下降解VOCs，且生成产物绝大部分为CO2。

An apparatus for electro oxidation treatment of gaseous VOCs and its application

The invention belongs to the technical field of VOCs purification equipment, in particular to a gas phase VOCs electro-oxidation treatment method and equipment, which comprises an electro-oxidation reaction device and a gas-liquid conveying device connected with the electro-oxidation reaction device, the electro-oxidation reaction device comprises a reaction main body, and the reaction main body comprises alternately arranged anions. Electrode electrode and anode electrode, the device can realize multiple cyclic electro-catalytic oxidation of VOCs, greatly improving the electro-oxidation efficiency of the device, making full use of the electrode catalytic area, in addition, the device can decompose VOCs at room temperature, and most of the products are CO2.

【技术实现步骤摘要】
一种用于电氧化处理气相VOCs的设备及其应用
本专利技术属于VOCs净化设备
，具体涉及一种用于电氧化处理气相VOCs的设备及其应用。
技术介绍
挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds)，常用缩写VOCs表示，当居室中VOCs超过一定浓度时，在短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力，严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。同时，VOCs可以伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。当前，我国VOCs处理设备以蓄热燃烧法以及催化氧化法为主，均需要高温处理，具有极大的风险性，并且投入成本较高。近年来，VOCs的处理系统有着不同的改进，但仍存在一定的不足。电催化氧化技术的显著优势是能够在常温常压的条件下，通过改变界面电场，有效地降低反应体系的能垒，是一种基本对环境无污染、低能耗的“绿色”技术，并且所有的有机分子都可以通过电化学方法氧化。专利CN104043327A公开了“一种船舶尾气电催化处理系统”，虽然该专利也声称是用电催化处理，但其实际操作是通过电催化产生活性水，然后再用活性水去氧化氮氧化物或硫氧化物。这种做法虽然也有一定的效果，但是由于所谓活性水中的羟基自由基等活性物质寿命很短，经过系统传输后效果大大降低，不能很好地降解有机物。近年来，电氧化技术应用于液相有机污染物消除的研究广泛，从简单的直链有机物到复杂的多环芳烃类化合物，电催化方法都可以将这些有毒污染物氧化成二氧化碳和水。但目前没有气体液体相结合方式电催化氧化技术应用于处理气相VOCs的报道。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提出一种用于电氧化处理气相VOCs的设备及其应用，该方法通过强制气液混合和原位电氧化有效克服了原有技术中的不足。方法简单有效，处理设备的运行费用低，处理效率高，且无二次污染产生。本专利技术提出的一种用于电氧化处理气相VOCs的设备，包括电氧化反应装置、及与所述电氧化反应装置连接的气液输送装置，所述电氧化反应装置包括反应主体，所述反应主体包括交替排布的阴极电极和阳极电极。进一步的，所述阴极电极与所述阳极电极呈上下交替排布。进一步的，所述反应主体包括设置在所述阴极电极与所述阳极电极之间的绝缘密封圈。进一步的，所述绝缘密封圈设置在所述阴极电极与所述阳极电极的边缘。进一步的，所述阴极电极上设有第一通孔，所述阳极电极上设有第二通孔。进一步的，所述第一通孔与所述第二通孔相互交错。进一步的，所述第一通孔与所述第二通孔之间的距离设置为最大。进一步的，所述第一通孔和所述第二通孔的数量分别为1个或多个。进一步的，所述阴极电极和所述阳极电极的数量分别为若干个，各所述阴极电极和各所述阳极电极分别通过导线连接。进一步的，所述阴极电极和所述阳极电极的总数为单数，且最上层和最下层为阴极电极。进一步的，各所述阴极电极上设有第一金属片，各所述阳极电极上设有第二金属片，各所述第一金属片和各所述第二金属片分别通过导线连接。进一步的，所述导线连接有电源。进一步的，所述电氧化反应装置包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板上分别设有第一凹槽和第二凹槽，所述反应主体的两端分别卡设在所述第一凹槽和所述第二凹槽内。进一步的，所述反应主体不完全填充所述第一凹槽和所述第二凹槽。进一步的，所述第一盖板设置在所述反应主体的上端，所述第二盖板设置在所述反应主体的下端。进一步的，所述第一盖板和所述第二盖板通过螺杆和螺母紧固。进一步的，所述气液输送装置包括泵、与所述泵连接的进液管和出液管、与所述出液管连接的进气口，所述进液管和所述出液管分别与所述电氧化反应装置连接。进一步的，所述进液管与所述第一凹槽连通，所述出液管与所述第二凹槽连通。进一步的，所述第一盖板上设有出气口，所述出气口与所述第一凹槽连通。进一步的，所述泵为射流泵。进一步的，所述阴极电极和所述阳极电极为圆形。进一步的，所述阴极电极的材质包括金属材料或导电石墨材料。进一步的，所述阳极电极的材质包括金属及其表面修饰后的材料。进一步的，所述阳极电极的材质包括铁、铜、钛中的任一种或多种及其表面修饰后的材料。进一步的，修饰材料包括金属铱、钌、鈰、铅或它们的氧化物中的任一种或多种。进一步的，所述绝缘密封圈的材质包括橡胶或塑料中的任一种或多种。进一步的，所述绝缘密封圈的材质包括聚四氟乙烯、有机硅橡胶中的任一种或多种。本专利技术的另一目的是提出一种利用上述设备电氧化处理气相VOCs的方法，VOCs溶解在溶液中后，进入电氧化反应装置，在阳极电极表面发生氧化反应，经过逐层不断反应，VOCs被逐渐降解。进一步的，处理时，可将2台以上的上述设备进行串联。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：1、采取电氧化实现VOCs降解，能够在室温下进行，降解产物为水和二氧化碳，节能环保。2、VOCs不易溶解，通过设计多层电解通道，液体中的VOCs在流动过程被电解，浓度下降，然后再进一步溶解VOCs气体成分，通过反复溶解和电解，使气相中的VOCs被逐渐消除。3、反应液可以和电极充分接触，可以通过改变叠加电极数目来控制催化效率，也可以通过串联多个电氧化处理设备来提高催化效率。4、通过射流泵实现溶液反复循环电解，提高了电解效率，减小了反应主体的体积。附图说明图1是实施例1中用于电氧化处理气相VOCs的设备的结构示意图。图2是实施例1中阴极电极的结构示意图。图3是实施例1中阴极电极、阳极电极和绝缘密封圈叠加的结构示意图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例1用于电氧化处理气相VOCs的设备参见图1-3，用于电氧化处理气相VOCs的设备包括电氧化反应装置、及与电氧化反应装置连接的气液输送装置。电氧化反应装置包括反应主体、设置在反应主体两端的第一盖板1和第二盖板2。反应主体包括上下交替排布的阴极电极3和阳极电极4，及设置在阴极电极3与阳极电极4之间的绝缘密封圈5。阴极电极3和阳极电极4的总数为单数，且最上层和最下层为阴极电极3。绝缘密封圈5设置在阴极电极3与阳极电极4的边缘，绝缘密封圈5的材质为聚四氟乙烯。在本实施例中阴极电极3和阳极电极4为圆形，材质分别为铁和镀铱钛板，在其他实施方式中，阴极电极3和阳极电极4还可以是方形、三角形等任意形状，阳极材质还可以是沉积了钌、鈰、铅或相应氧化物的铁板或铜板。阴极电极3上设有第一通孔6，阳极电极4上设有第二通孔7，第一通孔6和第二通孔7的数量分别为2个。第一通孔6与第二通孔7相互交错，在本实施例中，第一通孔6和第二通孔7之间的距离设置为最大，这样可以使液体或未溶解气体具有最大流程，即有最大的停留时间，有利于充分的电解。阴极电极3和阳极电极4的数量分别为若干个，各阴极电极3上设有第一金属片8，各阳极电极4上设有第二金属片9，且第一金属片8与第一通孔6相对设置，第二金属片9与第二通孔7相对设置，各第一金属片8和各第二金属片9分别通过导线10连接。导线10连接有电源11。第一盖板1设置在反应主体的上端，第二盖板2设置在反应主体的下端，第一盖板1和第二盖板2通过螺杆19和螺母紧固。第一盖板1和第二盖板2上分别设有第一凹槽12和第二凹槽13，反应主体的两端分别卡设在第一凹槽12和第二凹槽13内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电氧化处理气相VOCs的设备，其特征在于：包括电氧化反应装置、及与所述电氧化反应装置连接的气液输送装置，所述电氧化反应装置包括反应主体，所述反应主体包括交替排布的阴极电极和阳极电极。

【技术特征摘要】
1.一种用于电氧化处理气相VOCs的设备，其特征在于：包括电氧化反应装置、及与所述电氧化反应装置连接的气液输送装置，所述电氧化反应装置包括反应主体，所述反应主体包括交替排布的阴极电极和阳极电极。2.根据权利要求1所述的用于电氧化处理气相VOCs的设备，其特征在于：所述阴极电极与所述阳极电极呈上下交替排布。3.根据权利要求1所述的用于电氧化处理气相VOCs的设备，其特征在于：所述反应主体包括设置在所述阴极电极与所述阳极电极之间的绝缘密封圈。4.根据权利要求1所述的用于电氧化处理气相VOCs的设备，其特征在于：所述阴极电极上设有第一通孔，所述阳极电极上设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔相互交错。5.根据权利要求1所述的用于电氧化处理气相VOCs的设备，其特征在于：所述电氧化反应装置包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板上分别设有第一凹槽和第二凹槽，所述反应主体的两端分别卡设在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋启军，金广夏，王婵，张杰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32