一種電化學氧化吸收淨化有害氣體的方法及裝置的製作方法
2024-03-05 10:45:15
專利名稱：一種電化學氧化吸收淨化有害氣體的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電化學氧化吸收淨化有害氣體的方法及裝置，用於從氣流中去氣態有害汙染物，特別涉及從氣流中去除各種等惡臭氣體的方法，屬於大氣汙染控制和環境保護技術領域。
背景技術：
各種惡臭氣體如烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯、腈、胺和呋喃等揮發性有機物，硫化氫和氨等無機物，產生於化學、製藥、噴漆、汙水處理站等各種生產過程。這些汙染物不僅對人體有害，有些還是致癌物質，而且大量排放還對局部區域環境產生了嚴重的影響。但是由於這些氣體或具有化學結構較穩定，不易降解的特點，或閾值較低，給淨化處理帶來很大的困 難。一般地，採用液體吸收法是去除這些有害氣體的主要方法之一，但此方法的主要問題是吸收容量有限，吸收液容易飽和，吸收後的溶液須進一步處理，如果直接送回廢水池，被吸收處理後的產物又會揮發出來，將會導致二次汙染的產生。因此，在提高吸收效率的同時，把它轉化為能被吸收的化學穩定的物質，避免二次汙染物的產生是該技術工業應用過程中急需解決的問題。本發明的目的是設計和提供一種電化學氧化收淨化有害氣體的方法及其專用裝置，用於從氣流中除去有害氣體，使氣流中含有的這些有害氣體得到有效吸收和降解，從而達到有害氣體淨化的目的。
發明內容
本發明所要解決的首要技術問題是提供一種電化學氧化吸收淨化有害廢氣的方法，且設備成本低，運行使用費用低廉。本發明所要解決的另一個技術問題是提供上述方法中使用的、操作費用低廉、處
理效率高的裝置。本發明解決上述首要技術問題所採用的技術方案為一種電化學氧化吸收淨化有害廢氣的方法，其特徵在於把待處理含有害氣體的氣體通過水噴射真空器吸入和吸收液混合後導入吸收塔，在吸收塔內有害氣體進一步被吸收液吸收和降解，淨化後的氣體從塔下部氣體出口排出，吸收飽和的吸收液進入吸收塔底部的吸收液循環槽後，經加壓泵加壓後導入到電化學反應器，在電化學反應器的電極上加直流或脈衝電後，在電化學反應器內發生電化學氧化還原反應，使吸收液中的被吸收的有害氣體得到降解，然後吸收液再經水噴射真空器減壓和水噴射真空器吸入的有害氣體混合後導入吸收塔循環吸收。所述的吸收液循環槽、加壓泵、電化學反應器、水噴射真空泵和吸收塔構成吸收液的循環迴路。有益的是，本發明採用吸收液經加壓後導入電化學反應器，在電解過程產生具有強化學活性的物質如Cl2和O等，這些物質在加壓後的電化學反應器內的液相的溶解度大大提高，從而大大提高了吸收液中有害物的降解效果。同時，一方面採用加壓後的吸收液作為水噴射真空器的動力吸入有害氣體，提高了能源利用效率，另一方面，使有害氣體與吸收液得到充分混合後導入吸收塔，從而大大提高了氣液傳質效率。本發明所述的水噴射真空器為化工常用的水噴射真空泵抽氣設備，材料一般為增強聚丙烯或不鏽鋼材料，水噴射真空器的氣體入口通過管道、閥門連通需處理的有害氣體氣源，可通過閥門調節抽氣量和氣液混合比，一般氣液混合體積比O. 1-20，具體可根據有害氣體濃度、氣量等參數要求設定和調節。本發明所述的電化學反應器結構一般為圓筒或方形，處理效果相當，但圓筒形耐壓較好。所述的電化學反應器為長方形反應器時，反應器內電極形狀一般為網狀或板狀電極，具體可參看專利ZL2005100602543的有關反應器的結構內容；所述的電化學反應器為圓筒形時，反應器內電極形狀可為圓柱狀，可由多個圓筒並聯組成。陽極通常採用DSA電極，採用電極鈦基帶有金屬氧化物塗層如Ir02、RuO2> PbO2或SnO2等,這幾種陽極材料的實際使用效果大體相當，其中析氯電極一般採用釕鈦電極，析氧電極一般採用鉛鈦電極。陰極·材料一般為鈦或鋼質材料。所述的電化學反應器的供電方式包括直流和脈衝，直流供電電壓一般為O. 5-30V，脈衝供電電壓一般為O. 5-40V，脈衝重複頻率一般為20_2000Ηζ，電流密度一般為50-1000A/m2，具體可視有害氣體淨化要求而調節。電極板間距一般為1_30釐米，電極板間距越寬，槽電壓越高。電化學反應器內壓力一般在2-20個大氣壓，壓力越高，效果越好，但考慮到設備投資成本，可控制在4-6個大氣壓左右，可以通過前後閥門調節的電化學反應器內的壓力和循環量。本發明所述的吸收液一般為酸性水溶液，可為稀鹽酸或稀硫酸溶液，pH值一般為1-6，最佳為2-3，可加入適量的氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉或硫酸鉀等鹽來增加溶液的電導率，常用的鹽為氯化鈉或硫酸鈉，鹽的質量百分比濃度一般為O. 05 20%。酸溶液為鹽酸時的吸收效果較硫酸溶液要好一些。吸收液可定期從吸收液排出口排出更換。本發明所述的吸收塔為通用的氣液傳質設備如噴淋塔、填料塔和板式塔等。本發明所述的有害氣體主要為易被氧化的惡臭氣體，為下列之一種或一種以上烴、醇、醚、醛、酚、酮、酯、腈、胺和呋喃等揮發性有機物，硫化氫和氨等無機物。本發明還提供了一種電化學氧化吸收有害廢氣的專用裝置，所述的裝置設有吸收液循環槽(10)，加壓泵(I)，電化學反應器(4)，水噴射真空器(6)和吸收塔(8)，所述的吸收液循環槽通過吸收液出口(2)及管道、閥門與廢水加壓泵相連，所述的吸收液循環槽設置有吸收液進口(3)和吸收液排出口(11)，所述的加壓泵通過管道、閥門與電化學反應器相連，所述的電化學反應器通過管道和閥門與水噴射真空器相連，所述的水噴射真空器通過管道與吸收塔入口(7)的相連，所述的水噴射真空器設置有有害氣體入口(5)，所述的水噴射真空器與有害氣體吸入口之間還設置閥門控制的氣體吸入量，所述的吸收塔下部與吸收液循環槽連通，所述的吸收液循環槽、加壓泵、電化學反應器、水噴射真空器和吸收塔通過管道、閥門連接構成封閉的吸收液循環迴路。與現有技術相比，本發明的優點在於本發明採用加壓電化學氧化和水噴射真空器氣體吸收相結合的方式，加壓電化學氧化大大提高了吸收的有害廢氣的降解效率，利用加壓後吸收液作為水噴射真空泵吸入有害氣體的動力，進一步提高了能源利用率和氣液傳質效率，吸收液循環使用。具有去除效率高、運行使用費用低廉等優點。所採用的裝置將和電化學反應器和水噴射真空器相結合，操作簡單，適合推廣使用。
圖I為本發明實施例I所用裝置示意圖1加壓泵；2吸收液出口 ；3吸收液進口 ；4電化學反應器；5氣體入口 ；6水噴射真空器；7吸收塔入口 ；8吸收塔；9氣體出口； 10吸收液循環槽；11吸收液排出口。圖2為本發明實施例I所用電化學反應器裝置示意圖1吸收液入口 ；2反應器筒體；3廢水出口 ；4陽極；5陰極。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細描述，但本發明的保護範圍不限於此。一種電化學氧化吸收淨化有害廢氣的方法及其專用裝置，如圖I所示所述的裝置設有吸收液循環槽(10)、加壓泵(I)、電化學反應器(4)、水噴射真空器(6)和吸收塔
(8)，所述的吸收液循環槽吸收液出口(2)通過管道、閥門與加壓泵(I)相連，所述的吸收液循環槽(10)設置有吸收液進口(3)和吸收液排出口(11)，所述的加壓泵(I)通過管道、閥門與電化學反應器(4)相連，所述的電化學反應器通過管道和閥門與水噴射真空器(6)相連，所述的水噴射真空器(6)通過管道與吸收塔入口(7)的相連，所述的水噴射真空器設置有氣體入口(5)，所述的吸收塔下部還設置有氣體出口(9)，所述的水噴射真空器還設置有氣體入口(7)，所述的吸收塔(8)下部與吸收液循環槽(10)連通，所述的吸收液循環槽、水加壓泵、電化學反應器、水噴射真空泵和吸收塔通過管道、閥門連接構成封閉的循環迴路。本實施例採用的電化學反應器為多組圓筒式並聯，單筒的結構尺寸為Φ 50_X 800mm,共4個。陽極為Ru02/Ti圓棒電極,尺寸為Φ 15mmX 500mm,陰極材料為筒 形網狀不鏽鋼材料。所述的陽極與直流電壓相連，電流密度為150A/m2。氣液分離塔為填料塔，結構尺寸為Φ300πιπιΧ2500mm。，塔內填料(Φ25鮑爾環)高度為1.5m。處理工藝流程如下先把吸收液通過吸收液入口(3)加入到吸收液循環槽(10)後關閉吸收液加入口管道上閥門，吸收液通過吸收液出口(2)、管道和閥門經加壓泵(I)導入電化學反應器(4)，通過設置在電化學反應器前後管路上的閥門調節電化學反應器(4)內吸收液的壓力至5個大氣壓左右，同時向電化學反應器(4)的電極上加直流電壓，吸收液經電化學反應器、管道、閥門和水噴射真空器氣體入口(7)吸入的有害氣體混合後，形成氣液混合物後導入吸收塔(8)，通過調整水噴射真空器氣體吸入口(7)和水噴射真空器(6)之間閥門使氣液體積比為2左右，氣液混合物在吸收塔從上而下運動，吸收液進入吸收塔底部的吸收液循環槽(10)，尾氣從塔下部氣體出口(9)排出。處理過程中實驗條件控制如下氣體吸入量lm3/h，氣體溫度25°C吸收循環液量0. 5m3/h吸收液0. 5%氯化氫溶液與I %氯化鈉混合溶液或O. 5%硫酸溶液與I %硫酸鈉。實驗結果如表I所示。表I有害物去除效果
權利要求
1.一種電化學氧化吸收淨化有害廢氣的方法，其特徵在於把待處理的有害氣體通過水噴射真空器吸入和吸收液混合後導入吸收塔，在吸收塔內有害氣體被吸收液吸收和降解，淨化後的氣體從吸收塔下部氣體出口排出，吸收飽和後的吸收液進入吸收塔底部的吸收液循環槽後，經加壓泵加壓後導入電化學反應器，在電化學反應器的電極上加直流或脈衝電後，在電化學反應器內發生電化學氧化還原反應，使吸收液中的被吸收的有害氣體得到降解，然後吸收液經水噴射真空器減壓和水噴射真空器吸入的有害氣體混合後導入吸收塔，吸收液循環使用。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在所述的電化學反應器為圓筒或方形結構，陽極為鈦基帶有IrO2、RuO2、PbO2或SnO2塗層，陰極為鈦或鋼質材料。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特徵在於所述的電化學反應器內吸收液的壓力為2-20個大氣壓。
4.根據權利要求I或2或3所述的方法，其特徵在於所述的電化學反應器的供電方式包括直流或脈衝，電流密度50-1000A/m2。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的吸收塔為通用的氣液傳質設備噴淋塔、填料塔或板式塔。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的水噴射真空器為通用水噴射抽真空設備，加壓後的吸收液作為抽氣動力。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述的有害氣體為下列之一種或一種以上的組合烴、醇、醚、醒、酮、酯、腈、胺、呋喃、硫化氫或氨。
8.根據權利要求I所述的方法的裝置，其特徵在於所述的裝置設有吸收液循環槽、力口壓泵、電化學反應器、水噴射真空器和吸收塔，所述的吸收液循環槽通過吸收液出口及管道、閥門與廢水加壓泵相連，所述的吸收液循環槽設置有吸收液進口和吸收液排出口，所述的加壓泵通過管道、閥門與電化學反應器相連，所述的電化學反應器通過管道和閥門與水噴射真空器相連，所述的水噴射真空器通過管道與吸收塔入口的相連，所述的水噴射真空器設置有有害氣體入口，所述的水噴射真空器與有害氣體吸入口之間還設置閥門控制的有害氣體吸入量，所述的吸收塔下部與吸收液循環槽連通，所述的吸收液循環槽、加壓泵、電化學反應器、水噴射真空器和吸收塔通過管道、閥門連接構成封閉的吸收液循環迴路。
全文摘要
一種電化學氧化吸收淨化有害廢氣的方法及裝置，其特徵在於把待處理的有害氣體通過水噴射真空器吸入和吸收液混合後導入吸收塔，在吸收塔內有害氣體被吸收液吸收和降解，淨化後的氣體從吸收塔下部氣體出口排出，吸收飽和後的吸收液經加壓泵加壓後導入電化學反應器，在電化學反應器內發生電化學氧化還原反應，使吸收液中的被吸收的有害氣體得到降解，然後吸收液經水噴射真空器減壓和水噴射真空器吸入的有害氣體混合後導入吸收塔吸收，吸收液循環使用。具有去除效率高、運行使用費用低廉等優點。
文檔編號B01D53/76GK102895864SQ20121043312
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者黃立維 申請人:黃立維