一种有机废气电催化-生化联用净化的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有机废气电催化

【技术实现步骤摘要】
一种有机废气电催化
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生化联用净化的方法及装置


[0001]本专利技术涉及烟气净化领域，具体涉及一种有机废气电催化
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生化联用净化的方法及装置。

技术介绍

[0002]随着我国工业化和城市化的快速发展，环境问题日益突出，挥发性有机物( VOCs) 排入大气中，会产生严重的环境问题，如雾霾、光化学烟雾、破坏臭氧层导致全球变暖等，如何消减挥发性有机物（VOCs）成为社会广泛关注的问题。
[0003]目前对于VOCs的末端控制使用的治理技术主要包括两类：一是采用吸附的方法对高浓度废气进行回收，吸附剂有活性炭纤维和颗粒活性炭两种；二是采用吸附浓缩催化焚烧的方法对车间排出的低浓度废气进行净化。吸附剂有蜂窝活性炭和颗粒活性炭，净化效率一般在90%以上。有部分企业采用了国外的沸石转轮吸附浓缩装置，效果良好。国内目前在吸附材料沸石的改性方面还没有很好的解决方法。石油化工行业的生产装置复杂，因此，排放的污染物众多，成分复杂，浓度变化大。石化行业的污染物排放分为无组织排放和有组织连续排放。石化行业VOCs的有组织排放主要为生产工艺过程中的人为排放。工艺过程产生的有机废气无法彻底回收利用，尽管采用了焚烧、吸附、冷凝等方式处理，但仍有部分有机尾气排放到大气中。
[0004]生物法处理有机废气技术是为解决这类既无回收利用价值又扰民并污染环境的低浓度工业有机废气净化处理难题而开发的，属目前世界上工业废气净化领域的前沿热点技术。但是对非水溶性的VOCs去除效果较差，对于高浓度的VOCs抗冲击能力较差，限制了其在工业中的进一步应用。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出了一种有机废气电催化
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生化联用净化的方法，利用吸附/电催化复合系统耦合生物净化系统对有机废气及尾气中的硫硝碳进行深度去除，最终达到对工业有机废气中硫硝尘的一体化高效去除的目的超低排放的目的。
[0006]为解决上述问题，本专利技术有机废气电催化
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生化联用净化的方法，通过对现有的催化燃烧技术、生物净化技术进行创新，形成电催化
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生化联用净化系统；具体是除尘后的待处理有机废气进入到吸附/电催化净化系统，流量不稳定、低浓度的VOCs经过系统内的吸附/催化复合材料进行吸附富集，当达到起燃浓度后启用电极上的电阻丝进行快速增温点火，将大部分VOCs进行燃烧去除，之后形成含有SO2、NOx、CO2及少部分VOCs的尾气，尾气再进入到生物净化系统中，尾气中的硫硝碳及少部分未去除的VOCs 经培养液捕集、生物填料吸附、微生物降解流程进行深度净化，最终实现超低排放，使用后更换的生物填料取出破碎，用于制作微生物营养土。
[0007]所述吸附/催化复合体是由海泡石、高岭土、滑石、蒙脱石、珍珠岩、高岭石、蛭石、羟基磷灰石、活性氧化铝、天然沸石分子筛、Y分子筛、X分子筛、MIL
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101有机金属骨架、多孔
碳基材料中的一种或多种作为载体，通过浸渍
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烧结法、电沉积法、化学气相沉积法负载催化材料。
[0008]所述催化材料为非贵金属催化剂或复合催化剂；非贵金属催化剂为CuOx、MnOx、CeO2、Co3O4、Cr2O3、NiO、TiOx中的一种，复合催化剂为M
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TiO2、MOx
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RuO2、MOx
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石墨烯
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RuO2、MOx
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石墨烯
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TiO2中的一种，其中M为Zr、Sn、La、Mn。
[0009]所述电极为镍铬合金、铁铬铝合金、多孔镍网、多孔钛网、多孔铜网、泡沫镍、泡沫铜制成电极基体，采用电沉积的方法将钴基双金属催化剂、单原子催化剂、氮改性碳基材料负载到电极基体上，并从电极基体周围延伸出电阻丝，电阻丝均匀分布在吸附/催化复合体内。
[0010]所述电沉积方法具体实施包括恒电位和恒电流沉积，对于不导电材料，采用恒电位沉积，电压大小为1V~360V；对于表面较为粗糙的基体负载催化剂时候，选择恒电流沉积，电流大小为1mA~10A。
[0011]生物净化系统中填充有生物填料，生物填料上负载有由微生物菌剂1
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3重量份、营养液1
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3重量份、吸收液10
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35重量份组成的混合物，其中吸收液为5%稀氨水、2%氢氧化钙溶液、5%二甲基亚砜溶液，3%异戊醇溶液，5% C1~C10烷烃有机溶剂中一种或几种；生物填料选自火山岩、多孔陶瓷、生物质、泥煤、堆肥、木屑、土壤腐泥煤、碎树皮、改性活性炭、改性硅藻土。
[0012]本专利技术另一目的是提供完成上述方法的装置，其包过滤单元、吸附/电催化系统、生物净化系统，过滤单元通过管道与2个以上的吸附/电催化系统连接，吸附/电催化系统底部的出气口通过引风机与生物净化系统下部连接，吸收液循环池通过管道与生物净化系统内的喷淋装置连通，喷淋装置设置在生物净化系统内的生物填料层的上方，菌种及营养元素补充池通过管道连通至生物填料层的上方，空气泵与菌种及营养元素补充池连通，生物净化系统底部通过管道与吸收液循环池连通，生物净化系统顶部设置有排放口，气体管道上设置有控制法兰，液体管道上设置有阀门，过滤单元通过管道与生物净化系统连接。
[0013]所述吸附/电催化净化系统内设置有吸附/催化复合体层，电极设置在吸附/催化复合体内，从电极上延伸出若干电阻丝均匀分布在吸附/催化复合体内，电极与电源连接，电源为直流电源，电压范围在0.1~10kV，接入电源后通过电压调控保持吸附/电催化净化系统内温度在300~1200℃。
[0014]本专利技术方法的优点和技术效果：1）解决了传统催化燃烧处理技术因气体流量及浓度波动大，装置运行不稳定的问题，同时也解决了生物法对非甲烷总烃等非水溶性VOCs去除效率差的问题；2）采用电催化燃烧的方式，装置启动速度快，催化效果好；创新后的生物处理系统不仅能对有机废气进行去除，同时也能对硫硝碳进行深度捕集，且处理后的生物填料可用作微生物营养土，创造可观的利用价值。
附图说明
[0015]图1是有机废气电催化
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生化联用净化的流程示意图；1
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有机废气进气口；2
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过滤单元；3
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吸附/电催化系统；4
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生物净化系统；5
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排放口；6
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电源；7
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电极；8
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吸附/催化复合材料层；9
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引风机；10
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吸收液循环池；11
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生物填料
层；12
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喷淋装置；13
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菌种及营养元素补充池；14
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空气泵；15
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控制法兰；16
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阀门。
具体实施方式
[0016]下面通过附图和实施例对本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机废气电催化
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生化联用净化的方法，其特征在于：除尘后的待处理有机废气进入到吸附/电催化净化系统，流量不稳定、低浓度的VOCs经过系统内的吸附/催化复合材料进行吸附富集，当达到起燃浓度后启用电阻丝进行快速增温点火，将大部分VOCs进行燃烧去除，之后形成含有SO2、NOx、CO2及少部分VOCs的尾气，尾气再进入到生物净化系统中，尾气中的硫硝碳及少部分未去除的VOCs 经培养液捕集、生物填料吸附、微生物降解流程进行深度净化，最终实现超低排放，使用后更换的生物填料取出破碎，用于制作微生物营养土。2.根据权利要求1所述的有机废气电催化
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生化联用净化的方法，其特征在于：吸附/催化复合体是以海泡石、高岭土、滑石、蒙脱石、珍珠岩、高岭石、蛭石、羟基磷灰石、活性氧化铝、天然沸石分子筛、Y分子筛、X分子筛、MIL
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101有机金属骨架、多孔碳基材料中的一种或多种作为载体，通过浸渍
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烧结法、电沉积法、化学气相沉积法负载催化材料。3.根据权利要求2所述的有机废气电催化
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生化联用净化的方法，其特征在于：催化材料为非贵金属催化剂或复合催化剂。4.根据权利要求3所述的有机废气电催化
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生化联用净化的方法，其特征在于：非贵金属催化剂选自CuOx、MnOx、CeO2、Co3O4、Cr2O3、NiO、TiOx中的一种，复合催化剂为M
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TiO2、MOx
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RuO2、MOx
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石墨烯
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RuO2、MOx
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石墨烯
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TiO2中的一种，其中M为Zr、Sn、La、Mn。5.根据权利要求1所述的有机废气电催化
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生化联用净化的方法，其特征在于：电极为镍铬合金、铁铬铝合金、多孔镍网、多孔钛网、多孔铜网、泡沫镍、泡沫铜制成电极基体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，李志顺成，李军燕，宁平，张朝能，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：