一種廢氣處理方法與流程
2023-05-01 02:43:01
本發明涉及環保
技術領域：
，尤其涉及一種廢氣處理方法。
背景技術：
：廢氣處理主要是針對工業場所產生的工業廢氣諸如粉塵顆粒物、煙氣煙塵、異味氣體和有毒有害氣體進行治理的工作。目前，在揮發性有機物(VOCs)環境治理領域中，廢氣處理的方法包括催化燃燒法和光催化氧化法。催化燃燒法是廢氣在催化劑的作用下，在一定的溫度條件下進行的燃燒反應。在該方法中，廢氣需要外界提供能源來進行燃燒反應，浪費了能源，同時燃燒反應需要的溫度為300℃，反應溫度較高，存在安全隱患；光催化氧化法是用半導體為催化劑，通過光激發引起氧化-還原反應來氧化分解廢氣。在該方法中，光激發引起的反應對於濃度較高的廢氣處理能力有限，不能滿足處理廢氣濃度範圍較廣的工況。技術實現要素：有鑑於此，本發明實施例的目的在於提供一種廢氣處理方法，以解決現有技術中存在的浪費能源、安全隱患以及對廢氣處理能力有限的技術問題。根據本發明的一方面，提供了一種廢氣處理方法，該方法包括：催化步驟，將廢氣在第一催化劑下進行催化，得到被活化的廢氣；氧化步驟，將所述被活化的廢氣在氧化劑下進行氧化，得到被氧化的廢氣；光催化氧化步驟，將經催化步驟和氧化步驟後未被活化氧化的廢氣在第二催化劑下進行催化氧化，得到符合排放標準的氣體混合物。進一步地，所述第一催化劑為固體催化劑。進一步地，所述固體催化劑為氧化鈦或氧化鋯。進一步地，所述氧化劑為液體氧化劑。進一步地，所述液體氧化劑為液態氧。進一步地，在所述光催化氧化步驟中，所用光為紫外光。進一步地，所述第二催化劑為二氧化鈦光觸媒。進一步地，在所述催化步驟與所述氧化步驟之間還包括：霧化步驟，將氧化劑進行霧化處理，得到霧狀的氧化劑。進一步地，在所述催化步驟之前還包括：預處理過濾步驟，將廢氣進行預處理過濾處理。進一步地，在所述氧化步驟與所述光催化氧化步驟之間還包括：三級過濾步驟，將所述經催化步驟和氧化步驟後未被活化氧化的廢氣進行三級過濾處理，得到三級過濾之後的廢氣。與現有技術相比，本發明的有益效果為：根據本發明的廢氣處理方法，通過將催化步驟、氧化步驟和光催化氧化步驟的結合來處理廢氣，在催化步驟中將廢氣進行活化，在氧化步驟中將活化的廢氣進行氧化，氧化反應在常溫下便能進行，在光催化氧化步驟中，將經催化步驟和氧化步驟後未被活化氧化的廢氣進行催化氧化，廢氣的濃度得到降低；經過上述的廢氣處理方法,不需要外界提供能源，避免了安全隱患，節約了能源；同時提高了光的利用效率，從而提高了光催化氧化步驟對廢氣的處理能力，使得光催化氧化反應能夠滿足處理廢氣濃度範圍較廣的工況。附圖說明為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式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，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1示出了本發明實施例1所提供的一種廢氣處理方法的流程圖；圖2示出了本發明實施例2所提供的一種廢氣處理方法的流程圖；圖3示出了本發明實施例3所提供的一種廢氣處理方法的流程圖；圖4示出了本發明實施例4所提供的一種廢氣處理方法的流程圖。附圖標記S1-催化步驟S2-氧化步驟S3-催化氧化步驟S4-霧化步驟S5-預處理過濾步驟S6-三級過濾步驟具體實施方式具體實施方式僅為對本發明的說明，而不構成對本
發明內容的限制，下面將結合附圖和具體的實施方式對本發明進行進一步說明和描述。根據本發明的一個方面，提供了一種廢氣處理方法，該方法包括：催化步驟，將廢氣在第一催化劑下進行催化，得到被活化的廢氣；氧化步驟，將被活化的廢氣在氧化劑下進行氧化，得到被氧化的廢氣；光催化氧化步驟，將經催化步驟和氧化步驟後未被活化氧化的廢氣在第二催化劑下進行催化氧化，得到符合排放標準的氣體混合物。根據本發明的廢氣處理的方法，通過將催化步驟、氧化步驟和光催化氧化步驟的結合來處理廢氣，在催化步驟中將廢氣進行活化，在氧化步驟中將活化的廢氣進行氧化，氧化反應在常溫下便能進行，在光催化氧化步驟中，將經催化步驟和氧化步驟後未被活化氧化的廢氣進行催化氧化，廢氣的濃度得到降低；經過上述的廢氣處理方法,不需要外界提供能源，避免了安全隱患，節約了能源；同時提高了光的利用效率，從而提高了光催化氧化步驟對廢氣的處理能力，使得光催化氧化反應能夠滿足處理廢氣濃度範圍較廣的工況。其中，該方法能夠處理的廢氣由氨氣、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯，硫化物、苯、甲苯、二甲苯、VOCs類有機物等中的一種或多種組成，應用範圍廣。其中，廢氣經過催化步驟和氧化步驟的處理，70～80％的廢氣量逐步分解生成無害的小分子，例如，二氧化碳和水等小分子。氧化步驟中存在多排高能光波發生器，光波發生器發射出不同波段的高能光波，使其內部形成高能光量子激發區，在光量子的作用下，經催化步驟和氧化步驟後為被催化氧化的廢氣中的有機分子吸收特定波長的光子後分子鍵被打斷，呈游離態；第二催化劑為二氧化鈦光觸媒,二氧化鈦光觸媒是在光參與下發生反應的催化劑，二氧化鈦光觸媒在光照射下，其表面的電子吸收足夠能量而發生脫離，此時電子脫離的位置便形成帶正電的空穴，空穴會將周圍水分子游離出的氫氧根離子，使氫氧根離子成為活性較大的羥基自由基；羥基自由基遇上呈游離態的廢氣中的有機物分子，便會將有機物分子中的電子奪回，使得有機物分子分解，分解變成無害的水及二氧化碳等小分子，從而使得排放的廢氣符合排放標準。優選羥基自由基作為分解廢氣中的有機物分子的氧化劑，主要原因為羥基自由基與普通氧化劑相比具有較強的氧化能力，能夠充分的與廢氣中的有機物分子發生反應；表一為多種氧化劑的氧化電位,表一如下表所示：表一氧化劑反應氧化電位/V﹒OH﹒OH+H++e-→H2O3.06O3O3+2H++2e-→O2+H2O2.07H2O2H2O2+2H++2e-→2H2O1.77HClOHClO+H++2e-→Cl-+H2O1.63Cl2Cl2+2e-→2Cl-1.36從表一可以得出，羥基自由基與普通的氧化劑相比，在發生氧化過程中，具有較高的氧化電位，所以羥基自由基具有較強的氧化性。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，第一催化劑為固體催化劑。根據本發明的廢氣處理方法，選用的固體催化劑的化學性質穩定，不易受到外界環境的影響，失去催化活化，使得對廢氣的催化能夠持久的進行。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，固體催化劑為氧化鈦或氧化鋯。根據本發明的廢氣處理方法，所選用的固體催化劑化學性質穩定，催化效率高，能夠提高催化步驟對廢氣的催化處理能力，使得廢氣的濃度經氧化步驟之後大幅度的降低，從而提高光催化氧化步驟的處理能力，滿足處理廢氣濃度範圍較廣的工況。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，氧化劑為液體氧化劑。根據本發明的廢氣處理方法，氧化劑選用液態的氧化劑，使得氧化劑通過霧化裝置更易形成霧狀的氧化劑，能夠與廢氣充分接觸，發生反應，提高氧化步驟對於廢氣的處理能力。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，液體氧化劑為液態氧。根據本發明的廢氣處理方法，選用液態氧為氧化劑，目的是液態氧為強的氧化劑，能夠加大對廢氣的處理量，提高氧化步驟對廢氣的處理能力。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，在光催化氧化步驟中，所用光為紫外光。根據本發明的廢氣處理方法，由於第二催化劑的光響範圍在紫外波段，採用紫外光激發第二催化劑，能夠迅速生成具有強氧化性的羥基自由基，且生成的羥基自由基的數量較多，從而使得光催化氧化反應中被氧化的廢氣的量增多，進而使得被處理的廢氣更易達到排放標準。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，第二催化劑為二氧化鈦光觸媒。根據本發明的廢氣處理方法，二氧化鈦光觸媒在紫外光的激發下，能夠產生強烈催化分解功能，從而提高了光催化氧化反應對於廢氣的處理能力，能夠滿足處理廢氣濃度範圍較廣的工況。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，在催化步驟與氧化步驟之間還包括：霧化步驟，將氧化劑進行霧化處理，得到霧狀的氧化劑。根據本發明的廢氣處理方法，霧化步驟將液體氧化劑霧化，得到霧狀的氧化劑，使得液體氧化劑的分子跳過制約氧化反應速率的解離階段；霧狀的氧化劑粒徑較小，能夠與廢氣在氧化步驟中充分接觸，從而使得被氧化的廢氣的量增多，進而使得被處理的廢氣更易達到排放標準。廢氣在催化步驟中經催化、在氧化步驟中經霧狀的氧化劑氧化之後，再進入光催化氧化步驟，霧狀的氧化劑和高能光波的協同作用，使得光波的利用效率提高10倍以上，從而增強了光催化氧化法對於廢氣的處理能力，使得光催化氧化法能夠滿足處理廢氣濃度範圍較廣的工況。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，在催化步驟之前還包括：預處理過濾步驟，將廢氣進行過濾處理。根據本發明的廢氣處理方法，將廢氣在預處理過濾步驟中進行過濾處理，濾除廢氣中的顆粒物和粘性物質，防止顆粒物和粘性物質阻塞第一催化劑孔道，提高第一催化劑的活性，增強催化步驟對於廢氣的處理能力。根據本發明廢氣處理方法的一種實施方式，在氧化步驟與光催化氧化步驟之間還包括：三級過濾步驟，將經催化步驟和氧化步驟後未被活化氧化的廢氣進行三級過濾處理，得到三級過濾之後的廢氣。根據本發明的廢氣處理方法，廢氣在進行光催化氧化之前，將廢氣進行三級過濾處理，濾除廢氣中細小的顆粒物，防止細小的顆粒物阻塞第二催化劑孔道，提高第二催化劑的活性，增強廢氣處理系統的廢氣處理能力。綜上所述，根據本發明的廢氣處理方法可選因素較多。根據本發明的權利要求可以組合出多種實施方案，因此根據本發明的權利要求組合出的技術方案均在本發明的保護範圍之內。下面將結合具體的實施例對本發明廢氣處理系統及廢氣處理方法進行進一步地描述。下述實施例1-4為本發明實施例提供的幾種廢氣處理方法；對於實施例1-4的廢氣處理方法，廢氣是由氨氣、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯，硫化物、苯、甲苯、二甲苯或VOCs類有機物等中的一種或多種組成。實施例1如圖1所示，其中，圖1為實施例1所提供的一種廢氣處理方法的流程圖。本實施例提供的廢氣處理方法，該方法包括：首先進行催化步驟S1，廢氣在氧化鋯下化進行催化，得到被活化的廢氣；其次進行氧化步驟S2，氧化劑與被活化的廢氣充分接觸，發生反應，將廢氣中的有機物分子逐漸分解，得到被氧化的廢氣，被氧化的廢氣主要為無害的二氧化碳和水；最後進行光催化氧化步驟S3，氧化步驟S2中的光波發生器發射出不同波段的高能光波，使其內部形成高能光量子激發區，在光量子的作用下，經催化步驟S1和氧化步驟S2後未被活化氧化的廢氣中的有機分子吸收特定波長的光子後分子鍵被打斷，呈游離態；二氧化鈦光觸媒在光照射下吸收周圍水分產生羥基自由基，羥基自由基遇上呈游離態的廢氣中的有機物分子，便會將有機物分子中的電子奪回，使得有機物分子分解，分解變成無害的水及二氧化碳等小分子，從而使得排放的廢氣符合排放標準。實施例2如圖2所示，其中，圖2為實施例2所提供的一種廢氣處理方法的流程圖。本實施例提供的廢氣處理方法，該方法包括：首先進行催化步驟S1，廢氣在氧化鋯下化進行催化，得到被活化的廢氣；其次進行霧化步驟S4，霧化泵將氧化步驟2中的液態氧送至霧化噴嘴，霧化噴嘴將液態氧霧化，使液態氧形成較小的霧滴，即霧狀的液態氧；再然後進行氧化步驟S2，霧狀的液態氧與被活化的廢氣充分接觸，發生反應，使得廢氣中的有機物分子逐漸分解，得到被氧化的廢氣，被氧化的廢氣主要為無害的二氧化碳和水；最後進行光催化氧化步驟S3，氧化步驟S2中的光波發生器發射出不同波段的高能光波，使其內部形成高能光量子激發區，在光量子的作用下，經催化步驟S1和氧化步驟S2後未被活化氧化的廢氣中的有機分子吸收特定波長的光子後分子鍵被打斷，呈游離態；二氧化鈦光觸媒在光照射下吸收周圍水分產生羥基自由基，羥基自由基遇上呈游離態的廢氣中的有機物分子，便會將有機物分子中的電子奪回，使得有機物分子分解，分解變成無害的水及二氧化碳等小分子，從而使得排放的廢氣符合排放標準。實施例3如圖3所示，其中，圖3為實施例3所提供的一種廢氣處理方法的流程圖。本實施例提供的廢氣處理方法，該方法包括：首先進行預處理過濾步驟S5，將廢氣進行過濾處理，濾除廢氣中存在的顆粒物和粘性物質等；其次進行催化步驟S1，經過濾處理的廢氣在氧化鈦下化進行催化，得到被活化的廢氣；再其次進行霧化步驟S4，霧化泵將氧化步驟S2中的液態氧送至霧化噴嘴，霧化噴嘴將液態氧霧化，使液態氧形成較小的霧滴，即霧狀的液態氧；然後進行氧化步驟S2，霧狀的液態氧與被活化的廢氣充分接觸，發生反應，使得廢氣中的有機物分子逐漸分解，得到被氧化的廢氣，被氧化的廢氣主要為無害的二氧化碳和水；最後進行光催化氧化步驟S3，氧化步驟S2中的光波發生器發射出不同波段的高能光波，使其內部形成高能光量子激發區，在光量子的作用下，經催化步驟S1和氧化步驟S2後未被活化氧化的廢氣中的有機分子吸收特定波長的光子後分子鍵被打斷，呈游離態；二氧化鈦光觸媒在光照射下吸收周圍水分產生羥基自由基，羥基自由基遇上呈游離態的廢氣中的有機物分子，便會將有機物分子中的電子奪回，使得有機物分子分解，分解變成無害的水及二氧化碳等小分子，從而使得排放的廢氣符合排放標準。實施例4如圖4所示，其中，圖4為實施例4所提供的一種廢氣處理方法的流程圖。本實施例提供的廢氣處理方法，該方法包括：首先進行預處理過濾步驟S5，將廢氣進行過濾處理，濾除廢氣中存在的顆粒物和粘性物質等；其次進行催化步驟S1，經過濾處理的廢氣在氧化鈦下化進行催化，得到被活化的廢氣；再其次進行霧化步驟S4，霧化泵將氧化步驟2中的液態氧送至霧化噴嘴，霧化噴嘴將液態氧霧化，使液態氧形成較小的霧滴，即霧狀的液態氧；然後進行氧化步驟S2，霧狀的液態氧與被活化的廢氣充分接觸，發生反應，使得廢氣中的有機物分子逐漸分解，得到被氧化的廢氣，被氧化的廢氣主要為無害的二氧化碳和水；再然後進行三級過濾步驟S6，將經催化步驟S1和氧化步驟S2後未被活化氧化的廢氣進行三級過濾處理，濾除廢氣中存在的顆粒物和粘性物質等，得到三級過濾之後的廢氣；最後進行光催化氧化步驟S3，氧化步驟S2中的光波發生器發射出不同波段的高能光波，使其內部形成高能光量子激發區，在光量子的作用下，經催化步驟S1和氧化步驟S2後未被活化氧化的廢氣中的有機分子吸收特定波長的光子後分子鍵被打斷，呈游離態；二氧化鈦光觸媒在光照射下吸收周圍水分產生羥基自由基，羥基自由基遇上呈游離態的廢氣中的有機物分子，便會將有機物分子中的電子奪回，使得有機物分子分解，分解變成無害的水及二氧化碳等小分子，從而使得排放的廢氣符合排放標準。最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。當前第1頁1 2 3