光催化臭氧氧化去除廢氣的方法
【專利摘要】本發明提出了一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，包括：廢氣經過熱交換器；將經過熱交換器的所述廢氣進入光催化區；將經過光催化器的所述廢氣進入臭氧氧化區；將經過臭氧氧化區的氣體經過還原區，在150-200℃還原；經過還原后的氣體即為清潔氣體；所述清潔氣體即可向空中排放。本發明的廢氣處理方法簡單，處理速度快，氣體環保，不產生二次污染。用電設備少、能耗低、運行成本低。廢氣處理流程簡單，易于操作。
【專利說明】光催化臭氧氧化去除廢氣的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢氣處理【技術領域】，特別是指一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法。【背景技術】
[0002]惡臭氣體的凈化方法有很多。如掩蔽法、空氣氧化法、吸收法、吸附法或化學吸收法、吸收-吸附法等等。下面就幾種主要的方法介紹之。1、掩蔽法:掩蔽法也可稱臭味消解法。此法是將惡臭氣體混入整個帶香味和(或)帶輕度香味的有氣味混合物中的一個方法。掩蔽法一般說來，他的經濟性通常要比其它方法低，但該法并不是一種滿意的處置方法。尤其是在惡臭物質中混有有毒物質時，更不能使用此法，因為該法畢竟沒有將有毒物質處理掉，而僅僅是將其掩蔽掉而已。2、空氣氧化(燃燒)法:由于惡臭物質一般情況下都是還原性物質，因此可以采用氧化的方法來處理。氧化的方法有熱力氧化法和催化燃燒法。前者是將燃料氣與臭氣混合在高溫下實現全燃燒，使最終產物為0)2和水蒸汽。使用本方法時要保證完全燃燒，部分氧化可能會增加臭味，例如，乙醇的不完全氧化可能轉變為羧酸。催化氧化法是將臭味氣體與燃料氣(氣體燃燒熱量不足時添加)的混合氣體一起通過裝有催化劑的燃燒床層。和熱力燃燒相比，由于使用了催化劑，燃燒的溫度可以大大降低，停留時間可以縮短。因此設備的投資和運行費用都可能可以減少。一般來說，熱力氧化所需的溫度在760°C以上，停留時間在0.3?0.5秒左右；而催化氧化的溫度僅為300?500°C，停留時間低于0.1秒。理論上說，催化氧化要優于熱力氧化法。但是，由于催化劑中毒，堵塞等原因，且由于熱力焚燒可以回收熱量等諸多原因。目前國內外熱力氧化已越來越多的取代催化氧化法。但是，投資和運行費用相對較高。若不回收熱量，其運行的經濟性顯然是行不通的。因此，此法比較適用于具有一定規模的生產廠家，且這些廠家的生產較正常，廢氣排放比較連續，通過氧化裝置可以回收燃燒的熱量作為其他工序的熱源。但由于植絨機廢氣中含有大量顆粒物，燃燒法容易引起車間設備著火。因此，該法在安全性上有較高的要求，必然增加治理的成本。3、吸收法:對于廢氣中的難溶性有機物，吸收法去除效果十分有限。廢氣中的氨氣，由于可與水混溶，因此可采用清水吸收的方法來處理。但是由于苯乙烯在水中溶解度很低，吸收效果很差，甚至于完全無效，還需與其他廢氣治理方法配合使用。4、吸附法:吸附法是一種動力消耗較小的脫臭方法。吸附法脫臭效率高，采用的吸附劑有活性炭、兩性離子交換樹脂、硅膠、活性白土等。由于吸附劑的吸附容量較小，故吸附法主要適用于臭氣濃度較低的廢氣，處理含顆粒物濃度較高的廢氣時，吸附劑容易堵塞，必須增加過濾等預處理措施。
【發明內容】
[0003]本發明提出一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，解決了現有技術中廢氣處理不完全、效率低下的問題。
[0004]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0005]一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，包括:[0006]廢氣經過熱交換器；
[0007]將經過熱交換器的所述廢氣進入光催化區；
[0008]將經過光催化器的所述廢氣進入臭氧氧化區；
[0009]將經過臭氧氧化區的氣體經過還原區，在150_200°C還原；
[0010]經過還原后的氣體即為清潔氣體；
[0011]所述清潔氣體即可向空中排放。
[0012]作為優選的技術方案，所述廢氣為氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚中的一種或幾種的組合。
[0013]作為優選的技術方案，所述廢氣為氨、苯乙烯、丙乙烯中的一種或幾種的組合。其中經過熱交換器的所述廢氣的溫度穩定在95-115?。
[0014]作為優選的技術方案，所述廢氣為氨和苯乙烯的混合氣體。
[0015]作為優選的技術方案，經過熱交換器的所述廢氣的溫度穩定在100-110°C。
[0016]作為優選的技術方案，所述的光催化區使用的是紫外燈光，催化劑為二氧化鈦。
[0017]作為優選的技術方案，所述廢氣在光催化區的時間控制在0.2-0.3s。
[0018]作為優選的技術方案，所述廢氣在臭氧氧化區的時間控制在3_5s。
[0019]有益效果
[0020](I)本發明的廢氣處理方法簡單，處理速度快，氣體環保，不產生二次污染。
[0021](2)用電設備少、能耗低、運行成本低。
[0022](3)操作、管理方便。
[0023](4)本發明的廢氣處理流程簡單，易于操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施方案或現有技術中的技術方案，下面將對實施方案或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施方案，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0027]現有廢氣經過處理之后不完全，排放到空中繼續污染空氣的缺點；以及處理效率低下的問題，本發明提出了一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，該方法的關鍵點是控制廢氣處理前的溫度及處理后的臭氧還原。具體方案如下:廢氣經過熱交換器；將經過熱交換器的所述廢氣進入光催化區；將經過光催化器的所述廢氣進入臭氧氧化區；將經過臭氧氧化區的氣體經過還原區，在150-200°C還原；經過還原后的氣體即為清潔氣體；所述清潔氣體即可向空中排放。排放氣體的速率和相應檢測數據參見附表1。通過檢測數據可知排放的氣體質量很好，不會對空氣造成二次污染，環保。
[0028]半導體光催化劑大多是硫族化合物半導體(當前以為TiO2使用最廣泛)都具有區別于金屬或絕緣物質的特別的能帶結構，即在價帶(ValenceBand, VB)和導帶(ConductionBand, CB)之間存在一個禁帶(ForbiddenBand, BandGap)。由于半導體的光吸收閾值與帶隙具有式K=1240/Eg(eV)的關系，因此常用的寬帶隙半導體的吸收波長閾值大都在紫外區域。當光子能量高于半導體吸收閾值的光照射半導體時，半導體的價帶電子發生帶間躍遷，即從價帶躍遷到導帶，從而產生光生電子(e_)和空穴(h+)。此時吸附在納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負離子，而空穴將吸附表面的氫氧根離子氧化成氫氧自由基。而超氧負離子和氫氧自由基具有很強的氧化性，能將絕大多數的有機物氧化至最終產物CO2和H2O,甚至對一些無機物也能徹底分解。O3氧化法處理有機物是有選擇性的，它取決于最終組分，通常對不飽和脂肪烴和芳香烴類化合物較有效，由于這類物質具有偶極性結構，O3通過1，3偶極環上的加成作用，反應生成臭氧化物。臭氧化物分解為兩性離子和羧基化合物，不穩定的兩性離子進一步分解產生羧基和H202。除了加成反應夕卜，O3還可以進攻具有最低鍵能的鍵，使其斷裂。本工藝在光催化設備內，裂解氧化惡臭物質分子鏈，改變物質結構，將高分子污染物質裂解、氧化為低分子無害物質，在完全的停留時間后，其脫臭理論效率可99%，脫臭效果大大超過國家1993年頒布的惡臭物質排放標準(GB14554-93)，能處理氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚等高濃度混合氣體，凈化技術可靠且非常穩定，且運行成本低，無二次污染。
[0029]本發明控制的廢氣主要是氨、苯乙烯、丙乙烯中的一種或幾種的組合。其中經過熱交換器的廢氣的溫度穩定在95-115°C。廢氣在這樣的溫度下經過光催化和臭氧氧化，出來的氣體比普通的處理方式出來的氣體好很多，具體見附表I。
[0030]實施例1
[0031]一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，包括:
[0032]S1:將含有苯乙烯的廢氣經過熱交換器；其中控制溫度為95_100°C。
[0033]S2:將經過熱交換器的含有苯乙烯的廢氣進入光催化區，受到紫外燈光波為185nm-254nm紫外線照射，催化劑是二氧化鈦，時間為0.2-0.3s ；
[0034]S3:將經過光催化器的廢氣進入臭氧氧化區，反應時間3_5s ；
[0035]S4:將經過臭氧氧化區的氣體經過還原區，在150_200°C還原；
[0036]S5:經過還原后的氣體就是清潔氣體；
[0037]S6:將清潔氣體通過風機排放到空中。
[0038]檢測數據見表I。
[0039]實施例2
[0040]一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，包括:
[0041]S1:將含有氨的廢氣經過熱交換器；其中控制溫度為105-110°C。
[0042]S2:將經過熱交換器的含有氨的廢氣進入光催化區，受到紫外燈光波為185nm-254nm紫外線照射，催化劑是二氧化鈦，時間為0.2-0.3s ；
[0043]S3:將經過光催化器的廢氣進入臭氧氧化區，反應時間3_5s ；
[0044]S4:將經過臭氧氧化區的氣體經過還原區，在150_200°C還原；
[0045]S5:經過還原后的氣體就是清潔氣體；[0046]S6:將清潔氣體通過風機排放到空中。
[0047]檢測數據見表I。
[0048]表I
[0049]
【權利要求】
1.一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，包括: 廢氣經過熱交換器； 將經過熱交換器的所述廢氣進入光催化區； 將經過光催化器的所述廢氣進入臭氧氧化區； 將經過臭氧氧化區的氣體經過還原區，在150-200°c還原； 經過還原后的氣體即為清潔氣體； 所述清潔氣體即可向空中排放。
2.根據權利要求1所述的一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，所述廢氣為氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚中的一種或幾種的組合。
3.根據權利要求1所述的一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，所述廢氣為氨、苯乙烯、丙乙烯中的一種或幾種的組合。
4.根據權利要求1所述的一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，所述廢氣為氨和苯乙烯的混合氣體。
5.根據權利要求3或4所述的一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，經過熱交換器的所述廢氣的溫度穩定在95-115°C。
6.根據權利要求5所述的一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，經過熱交換器的所述廢氣的溫度穩定在100-110°c。
7.根據權利要求1所述的一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，所述的光催化區使用的是紫外燈光，催化劑為二氧化鈦。
8.根據權利要求7所述的一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，所述廢氣在光催化區的時間控制在0.2-0.3s。
9.根據權利要求1所述的一種光催化臭氧氧化去除廢氣的方法，其特征在于，所述廢氣在臭氧氧化區的時間控制在3-5s。
【文檔編號】B01D53/48GK103537179SQ201310513873
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】高葉根 申請人:臨安清云環保設備有限公司