一种有机废气净化方法技术

本发明专利技术公开了一种有机废气净化方法，该技术核心为将电热合金材料作为催化剂载体，将催化活性组分负载在其上面，通过向电热合金材料中通入电流，自身产生焦耳热使负载的催化剂温度升高而活化，将有机废气流经催化剂表面，有机污染物在催化作用下被氧化分解。本方法无需安装额外加热装置对催化剂进行活化，具有设备简单、能量利用率高、操作方便、成本低、催化剂强度高以及催化效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机废气催化氧化
，尤其涉及有机废气净化催化剂的活化控制

技术介绍
大气中的挥发性有机物(VOCs)是造成光化学烟雾和灰霾污染的重要前体物，加强有机废气的的综合防治是解决大气灰霾污染问题根本途径和必然选择。造成有机废气排放的行业较多，如电子、家具、印刷、表面涂装、汽车制造业、制鞋等。目前，吸附和催化氧化技术是解决有机废气污染的 主流技术，特别是对于浓度相对较低、回收价值不高的有机物，催化氧化是常用的污染治理技术，它去除VOCs具有处理量大、处理完全等优点。在催化氧化工程实践中，由于有机废气往往具有大风量的特点，为了减小气体通过时的阻力，现在一般采用整体式催化剂。一般来说，催化剂活性成分主要包括贵金属(Pd、Pt等)或过渡金属(Cu、Mn、Cd、N1、Co、Cr等)的氧化物或复合氧化物。通常通过预热流经催化剂的废气，或者直接加热催化剂的方式来实现催化剂的活化，常采用的加热方式包括:微波加热(参见公开号CN101822997A)、高能量射线(参见公开号CN201692770U)以及燃烧加热(参见公开号CV1169505A)。因此，反应器必须附加加热装置，从而存在使用过程中的能量损失较大、净化装置的安装和运行成本较高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无需安装额外加热装置而实现对有机废气净化催化剂的加热活化。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案: 使用电热合金材料或者经过表面处理的电热合金材料作为催化剂载体，将催化活性组分负载在电热合金材料上，制成整体式催化剂，利用电热合金材料的导电和发热性能，向电热合金材料中通入电流，产生焦耳热使催化剂温度升高而活化，将有机废气流经催化剂表面，有机污染物在催化作用下被氧化分解，废气得以净化。所述的有机废气净化方法，用作催化剂载体的电热合金材料可以是铁铬合金、铁铬招合金或者镍铬合金。所述的有机废气净化方法，电热合金材料可以制成各种整体式结构，形状可以为丝状、盘绕丝状、片状、折叠片状或者蜂窝状。所述的有机废气净化方法，在负载催化活性组分之前，可以将电热合金材料进行表面处理，例如进行酸浸泡、阳极氧化、浓硝酸氧化、浓硫酸氧化或者高温焙烧氧化。所述的有机废气净化方法，负载在电热合金材料上的催化活性组分可以是钼、钯、铑、金、银、猛、铜、钴、铬、银、镍、锌、铁、钛、招、铺、镧、错、鹤、镨等金属及其氧化物中的一种或几种的组合。所述的有机废气净化方法，将催化金属活性组分负载在电热合金材料上的方法可以根据元素的种类灵活选择，包括浸溃、沉积沉淀、化学气相沉积、金属置换反应、电镀或化学镀等，金属组分负载后，可以进一步通过焙烧、还原等方式进行活化处理。所述的有机废气净化方法，在实施有机废气治理工程时，催化剂可以接入直流电或者交流电。通入合金材料中的电流强度可以根据有机物氧化的程度灵活调节。在本专利技术中，我们提出基于金属电热材料的有机废气电热催化氧化控制方案，SP将电热合金材料(FeCrAl、NiCrFe等)制成一定的整体式结构，作为催化剂的载体，将活性组分负载在其上面，通过直接通入电流，产生焦耳效应，使合金材料升温，达到活化催化剂的效果，实现对挥发性有机物的催化氧化分解。本方法具有设备简单、能量利用率高、操作方便、成本低、催化剂强度高以及催化效果好等优点。具体实施例方式实施例1 将铁铬电热合金丝盘绕成螺旋状，超声波清洗后，在2mol/l的硝酸、盐酸或硫酸溶液中浸泡17小时，用清水洗净，然后在硝酸锰、硝酸钴、硝酸铈、醋酸锆和硝酸铝的混合水溶液中浸溃5分钟，取出，吹走多余溶液，烘干，500°C焙烧，得到负载型的锰钴铈锆铝氧化物催化剂。将催化剂置于石英管或陶瓷管反应器，催化剂两端分别与电源连接，通入电流，使催化剂升温至其活化温度(300°C)，通入含甲苯的空气，可以实现甲苯的完全氧化。实施例2 将镍铬电热合金片超声波清洗后，在17mol/l的浓硝酸或ISmol/l的浓硫酸中浸泡5小时，在表面形成氧化膜，取出，用清水洗净，置于电解槽中，同时将石墨电极置于电解槽中，电解槽中加入一定浓度的氯化铜溶液，以石墨电极为阳极，以镍铬电热合金片为阴极，加10伏电压，电镀30分钟后，取出，烘干，焙烧得到负载型的氧化铜催化剂，将负载了氧化铜的镍铬电热合金片相对的两侧分别焊接在两个铜片上，置于含苯蒸气的空气流中，以铜片为电极通入电流，使催化剂升温到其活化温度(310°C )，可以实现苯的完全氧化。实施例3 将铁铬铝电热合金制成蜂窝状，超声波清洗后，置于电解槽中，同时将钼电极置于电解槽中，电解槽中加入一定浓度的硫酸溶液，以铁铬铝电热合金蜂窝体为阳极，以钼电极为阴极，加10伏电压，阳极氧化30分钟后，取出，用清水洗净，置于银氨溶液和葡萄糖的混合溶液中，然后在热水中水浴加热，通过化学镀法使金属银析出在蜂窝体表面，取出，吹走多余溶液，烘干，500°C焙烧，得到负载型的氧化银催化剂。将催化剂置于含丙酮蒸气的空气流中，向催化剂中通入电流，使催化剂升温到其活化温度(210°C)，可以实现丙酮的完全氧化。实施例4 将铁铬铝电热合金片制成折叠波浪形，超声波清洗后，在2mol/l的硝酸、盐酸或硫酸溶液中浸泡17小时,用清水洗净,然后在氯钼酸、氯化钯溶液中浸泡24小时,钼、钯被载体金属置换出来，附着在载体表面，取出，烘干，焙烧，得到折叠电热片负载的钼钯催化剂。将含环己烷的空气通过催化剂表面，将催化剂与电源连接，通入电流，使催化剂升温至其活化温度(190°C )，可以实现环己烷的完全氧化。实施例5 将铁铬铝电热合金片超声波清洗后，在2mol/l的硝酸、盐酸或硫酸溶液中浸泡17小时，用清水洗净，置于氯金酸溶液中，加入尿素，将PH值调至9，升温到80°C，维持5小时，金沉积沉淀在电热合金片表面，得到电热合金片负载的金催化剂。将含乙烯废气通过催化剂表面，向催化剂中通入电流，升温至其活化温度(300°C )，可以实现乙烯的完全氧化。实施例6 将铁铬铝电热合金丝超声波清洗后，在空气中500°C焙烧2小时，在合金片表面形成氧化膜，然后浸溃在含钒酸铵、钨酸铵、三氯化钛、硝酸镍、硝酸镧和氧化铝的浆液中5分钟，取出，吹去多余液体，烘干，500°C焙烧，得到电热合金丝负载的钒钨钛镍镧铝氧化物催化齐U。将含氯苯废气通过催化剂表面，向催化剂中通入电流，升温至其活化温度(330°C )，可实现氯苯的完全氧化。实施例7 将镍铬电热合金片超声波清洗后，通过热裂解五羰基铁气相沉积法在表面形成纳米氧化铁膜，然后置于氯金酸溶液中，加入尿素，将PH值调至9，升温到80°C，维持5小时，金沉积沉淀在电热合金片表面，在氧气中300°C焙烧后，得到电热合金片负载的金铁催化剂。将含甲醛和乙醛的废气通过催化剂表面，向催化剂中通入电流，升温至其活化温度(90°C)，可以实现甲醛和乙醛的完全氧化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机废气的净化方法，将含有有机污染物的废气流经升温活化后的整体式催化剂表面，有机物在催化作用下被氧化分解，其特征在于：所述整体式催化剂由负载在电热合金材料或者经过表面处理的电热合金材料上的催化活性组分组成，所述升温活化过程为向电热合金材料中通入电流，使催化剂温度升高而活化。

【技术特征摘要】
1.一种有机废气的净化方法，将含有有机污染物的废气流经升温活化后的整体式催化剂表面，有机物在催化作用下被氧化分解，其特征在于:所述整体式催化剂由负载在电热合金材料或者经过表面处理的电热合金材料上的催化活性组分组成，所述升温活化过程为向电热合金材料中通入电流，使催化剂温度升高而活化。2.根据权利要求1所述的有机废气净化方法，其特征在于:用作催化剂载体的电热合金材料为铁铬合金、铁铬铝合金或者镍铬合金。3.根据权利要求1或2所述的有机废气净化方法，其特征在于:所述电热合金材料的形状可以为丝状、盘绕丝状、片状、折叠片状...

【专利技术属性】
技术研发人员：李进军，陆晓飞，吴峰，程微，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：