一种VOCs吸附及催化氧化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及VOCs处理领域，一种VOCs吸附及催化氧化方法，包括VOCs气体吸附‑催化氧化和气固分离两个步骤：S1吸附‑催化氧化：所述VOCs气体在吸附‑催化氧化装置内被吸附剂吸附，同时在催化剂、氧化剂以及UV协同作用下完成降解；S2气固分离：所述降解后的VOCs气体经气固分离后，吸附剂重新回到吸附‑催化氧化装置循环利用，分离后的气体直接排放。本发明专利技术与同类催化氧化处理工艺相比较，具有显著的效果：本发明专利技术工艺流程简短，采用吸附剂与氧化剂同时与VOCs气体作用，经过多级吸附与催化氧化降解，有效分解VOCs气体，一步法实现吸附和催化氧化，经气固分离后洁净气体排出，吸附剂回到系统中循环使用，节省成本。

A method and device for VOCs adsorption and catalytic oxidation

【技术实现步骤摘要】
一种VOCs吸附及催化氧化方法及装置
本专利技术涉及VOCs处理领域，特别涉及一种催化氧化VOCs装置及处理方法。
技术介绍
VOCs(volatileorganiccompounds,挥发性有机化合物)是指在常温下，沸点在50℃～260℃的各种有机物，按化学结构可进一步分为烷类、芳烃类、脂类、醛类和其他，最常见的有苯、甲苯、苯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烯、三氯乙烷等。工业生产中生成的废气中含有VOCs，需要处理后才能排放至大气中，传统末端处理技术包含两类，第一类为非破坏方法，既采用物理方法将VOCs回收；第二类是通过生化反应将VOCs氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法，其中催化氧化技术被认为是一种最具前景的消除VOCs的方法，常规催化氧化存在吸附效率较低、催化剂易堵塞失活、催化氧化效率低、能耗高等各种问题。蓄热式热氧化(RTO)不需要消耗太多的电，但在VOCs浓度较低时，需要燃烧柴油或燃气来维持800-900℃操作温度。不仅运行费用高，也会因燃料燃烧火焰温度高，排放NOx，造成二次污染。而对浓度较高的VOCs，由于RTO采用蓄热结构，难以及时控制内部温度，造成蓄热体损坏，带来额外的维护成本，影响长期稳定运行。催化燃烧反应器(CO)，不仅能够在较低温度下(～350℃)将所有VOCs完全氧化，但依然存在再生时间长、催化剂床层阻力大、催化剂用量高等缺点。名称为“一种苯类有机蒸汽回收装置”，专利号为201420557512.3，采用低温冷凝处理、变温吸附及变压吸附组合的三级苯类有机蒸汽回收装置，其解决了苯类有机蒸汽毫克级排放，但缺少催化氧化装置，无法实现VOCs的彻底无害化排放。名称为“一种VOCs气体的冷凝回收装置及回收方法”，专利号为201510289894.5，采用冷凝、变温变压吸附回路回收并净化有机溶剂中各种物质，最终VOCs气体浓度达到毫克级，并且有效地降低了机组在运行中的二次污染。该工艺所采用的是单一的冷凝、变温吸附方法，一方面能耗较高，另一方面对于较小VOCs分子的处理能力较弱，普适性不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决目前吸附催化氧化分步进行，效率低的问题，提供一种一种VOCs吸附及催化氧化方法，吸附与催化氧化一步进行，采用流动的粉体吸附催化材料，利用微粉体材料的强大吸附剂催化能力，在氧化剂的协同作用下，实现VOCs气体的连续分离及无害化处理；本专利技术另一目的是解决目前吸附催化氧化系统结构复杂，系统配套装置多，成本高且占地面积大的问题，提供一种一种VOCs吸附及催化氧化装置，设置多级吸附催化氧化腔室，同时经气固分离后吸附催化材料重新回到催化氧化装置，实现吸附催化材料的循环使用。本专利技术为解决上述问题所采用的技术方案是：一种VOCs吸附及催化氧化方法，其特征在于，包括VOCs气体吸附-催化氧化和气固分离两个步骤：S1吸附-催化氧化：所述VOCs气体在吸附-催化氧化装置内被吸附剂吸附，同时在催化剂、氧化剂以及UV协同作用下完成降解；S2气固分离：所述降解后的VOCs气体经气固分离后，实现固体吸附介质的完全分离，吸附剂重新回到吸附-催化氧化装置循环利用，分离后的气体直接排放。进一步地，所述吸附剂采用粉体吸附剂或多孔材料。进一步地，所述粉体吸附剂选自以下种类：活性炭粉体、Al2O3粉体、NiO粉体、Fe2O3粉体、SiO2粉体、CoO粉体等，以及其他经添加活性催化组分改性的上述各类粉体材料或多孔材料。进一步地，所述氧化剂选自以下种类：O2、O3、H2O2、NaClO、ClO2、KMnO4、K2Cr2O7、KCIO3等，液体氧化剂需经雾化后与VOCs气体混合。进一步地，所述粉体粒径为1nm-10μm。进一步地，所述S1吸附-催化氧化：所述VOCs气体在吸附-催化氧化装置内停留时间为0.1–100s。本专利技术方法所采用的一种VOCs吸附及催化氧化装置，所述装置内部设有若干独立腔室，相邻腔室S形连通，每个腔室设有氧化剂进入口，并且每个腔室内分布若干UV紫外灯管，一级腔室还设置有VOCs气体进入口和吸附材料进入口，最后一级腔制连接气固混合物出口。进一步地，所述各级腔室中设置中折流板，折流板分别在腔室相对的壁面上交错设置形成S形流道。进一步地，所述VOCs气体进入口外接风机。进一步地，所述气固混合物出口连通气固分离装置，气固分离装置气体吸附剂经管道连通第一级腔室的吸附材料进入口，气体出口排空；所述气固分离装置包括但不限于磁力分离装置、旋风分离装置、布袋式分离装置、多管陶瓷分离装置、静电分离装置。本专利技术与同类催化氧化处理工艺相比较，具有显著的效果：本专利技术工艺流程简短，采用吸附剂与氧化剂同时与VOCs气体作用，经过多级吸附与催化氧化降解，有效分解VOCs气体，一步法实现吸附和催化氧化，经气固分离后洁净气体排出，吸附剂回到系统中循环使用，节省成本。本专利技术VOCs气体吸附-催化氧化装置结构简单，包括互相连通的若干分离的腔室，VOCs气体携带吸附材料在各腔室，在氧化剂协同作用下分级完成催化氧化，在最后一个腔室内完成VOCs达标后进入所述气固分离装置。所述若干分离的腔室内均分布若干UV紫外灯，每个腔室均设有氧化剂入口。气体氧化剂如O2，O3直接进入腔室，液体氧化剂如H2O2、NaClO水溶液经雾化后进入。所述气固分离装置包括但不限于磁力分离装置、旋风分离装置、布袋式分离装置、多管陶瓷分离装置、静电分离装置，实现固体吸附介质的完全分离。分离固体后气体直接洁净排放，固体重新回到吸附-催化氧化装置，实现吸附催化材料的循环使用。附图说明图1是本专利技术VOCs气体吸附-催化氧化装置结构示意图。图中：1.风机2.吸附-催化氧化装置3.VOCs气体进入口4.吸附材料进入口5.氧化剂进入口6.紫外UV灯管7.折流板8.气固混合物出口9.气固分离装置。具体实施方式下面通过附图对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例1如图1所示的吸附-催化氧化装置2内部设有若干独立腔室，相邻腔室依次底部与顶部呈S形连通，每个腔室顶部设有氧化剂进入口5，并且每个腔室内壁上分布若干UV紫外灯管6和折流板7，UV紫外灯管和折流板平行且垂直于VOCs气体进入口3，折流板分别在腔室相对的壁面上交错设置形成S形流道；一级腔室还设置有VOCs气体进入口3和吸附材料进入口4，VOCs气体进入口外接风机1，最后一级腔室连接气固混合物出口8，气固混合物出口连通气固分离装置9，气固分离装置9分离的气体吸附剂经管道连通一级腔室的吸附材料进入口4，气体出口排空；所述气固分离装置9包括但不限于磁力分离装置、旋风分离装置、布袋式分离装置、多管陶瓷分离装置、静电分离装置。实施例2采用实施例1所述的VOCs气体吸附-催化氧化装置，按下述步骤进行VOCs气体吸附-催化氧化处理方法：S1吸附-催化氧化：将含有VOCs的气体经由风机1送入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VOCs吸附及催化氧化方法，其特征在于，包括VOCs气体吸附-催化氧化和气固分离两个步骤：/nS1吸附-催化氧化：所述VOCs气体在吸附-催化氧化装置内被吸附剂吸附，同时在催化剂、氧化剂以及UV协同作用下完成降解；/nS2气固分离：所述降解后的VOCs气体经气固分离后，吸附剂重新回到吸附-催化氧化装置循环利用，分离后的气体直接排放。/n

【技术特征摘要】
1.一种VOCs吸附及催化氧化方法，其特征在于，包括VOCs气体吸附-催化氧化和气固分离两个步骤：
S1吸附-催化氧化：所述VOCs气体在吸附-催化氧化装置内被吸附剂吸附，同时在催化剂、氧化剂以及UV协同作用下完成降解；
S2气固分离：所述降解后的VOCs气体经气固分离后，吸附剂重新回到吸附-催化氧化装置循环利用，分离后的气体直接排放。


2.根据权利要求1所述的一种VOCs吸附及催化氧化方法，其特征在于，所述吸附剂采用粉体吸附剂或多孔材料。


3.根据权利要求2所述的一种VOCs吸附及催化氧化方法，其特征在于，所述粉体吸附剂选自以下种类：活性炭粉体、Al2O3粉体、NiO粉体、Fe2O3粉体、SiO2粉体、CoO粉体等，以及其他经添加活性催化组分改性的上述各类粉体材料或多孔材料。


4.根据权利要求1所述的一种VOCs吸附及催化氧化方法，其特征在于，所述氧化剂选自以下种类：O2、O3、H2O2、NaClO、ClO2、KMnO4、 K2Cr2O7、 KCIO3等。


5.根据权利要求1所述的一种VOCs吸附及催化氧化方法，其特征在于，所述粉体粒径为1nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛燎原，刘洪波，郝春晖，
申请(专利权)人：苏州中科百奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32