一種有機廢氣吸附劑及其製備方法和應用的製作方法
2023-05-10 02:28:11
專利名稱：一種有機廢氣吸附劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於大氣汙染控制技術和城市汙水處理廠汙泥處理技術，特別涉及一種有機廢氣吸附劑及其製備方法和應用。
背景技術：
近年來，隨著有機合成工業、石油化學工業、材料加工和噴烤漆等行業的迅速發展，進入大氣中的有機化合物越來越多。例如苯類、酚類、多環芳烴、有機硫化物、有機氯化物等揮發性有機物以及惡臭等物質，不僅對人體感官有刺激作用，而且不少物質還具有一定毒性會產生「三致」效應，嚴重危害周圍環境和人民的健康；擴散到大氣中有的對人體的神經及造血系統造成極大的危害，甚至有的在太陽光紫外線的作用下與NOx發生光化學反應而產生光化學煙霧。因此，對這類汙染物的控制越來越受到人們的重視。
迄今為止，控制揮發有機汙染物的技術多達十餘種，在治理有機汙染物方面起到了較好的效果，但很多治理設施未起到應有的作用，其主要原因是目前能在工程上能應用的有機廢氣處理的幾種方法，如燃燒法/催化燃燒法、生物法、吸收法、吸附法及它們的組合等在工藝技術綜合起來都有不完善之處。燃燒法/催化燃燒法適用於高濃度有機廢氣，且催化劑易中毒而失效；生物法適用於低濃度有機廢氣，處理效率低且適宜菌種的選擇培養及生物固化上有待進一步研究；吸收法適用範圍廣，但產生的廢液難以處理而產生二次汙染。其中工業應用的以活性炭吸附技術最為普通，對改善大氣環境質量起到了積極的作用。由於活性炭成本高，再生困難，吸附劑更換昂貴。目前很多工業有機廢氣治理措施難以有效地發揮作用。因此，有必要開發成本低廉的有機廢氣吸附劑。
城市汙水廠汙泥的處理是我國目前面臨的又一個環境問題，其重要性迅速突現。隨著城市化進程的加快，城鎮汙水處理廠的數量不斷增加，汙泥的產生量越來越大。目前汙泥的最終處置主要有填埋、焚燒、土地利用、建材利用等資源化技術。由於土地和能源的缺乏及單一處置方式的局限性，開闢新的汙泥處置途徑已迫在眉睫。城市汙水處理廠脫水汙泥是一種富含有機物的碳質材料，一般有機物含量可達40～80％(乾重)，在一定條件下通過熱解使揮發性固體揮發，在固相表面形成孔徑，得到高效、廉價的吸附劑。同時由於汙泥含有一定量的各種重金屬，所製得的吸附劑具有多重吸附功效，包括物理吸附、化學吸附和催化氧化等。
利用城市汙水處理廠固體廢棄物汙泥為原料，採用脫水、熱解炭化等方法製得一種對有機廢氣降解有吸附催化作用，價格低廉及性能優越的吸附劑，不僅解決目前工業有機廢氣治理存在的問題，為推動其有效的治理創造條件，而且為城市汙水處理廠汙泥的處置開拓一個新的途徑，以廢制廢、實現資源與環境的組合優化，具有十分重要的意義。
發明內容
為了解決上述現有技術中存在的不足，本發明的首要目的是提供一種有機廢氣吸附劑，該吸附劑吸附效率為對三苯廢氣大於85％，對醋酸丁酯、丁酮大於80％；且該吸附劑原料為城市汙水處理廠汙泥，成本比現有的活性炭降低40％左右，對於減少和減輕大氣中揮發性有機物汙染和光化學煙霧的危害有著重要意義。本發明可降低工業廢氣中的揮發性有機物汙染的危害，同時還為處理汙泥固體廢棄物開闢一條新途徑。
本發明的另一目的在於提供上述有機廢氣吸附劑的製備方法。
本發明的再一目的在於提供上述有機廢氣吸附劑的應用。
本發明的目的通過下述技術方案來實現一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥乾燥，使汙泥含水率降至5～15％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～3mm的幹汙泥與活化藥劑A按照固液比為1∶2～5混合，在75～90℃恆溫振蕩器加熱1～5小時，同時浸漬、攪拌，過濾後乾燥(濾液可回收利用)；所述活化藥劑A包括15～50％(質量分數，溶劑為蒸餾水，下同)氯化鋅溶液、20～40％磷酸溶液、30～50％硫酸、20～40％氫氧化鉀、30～45％氯化鈣、或者他們的組合。
c、然後放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在10～30℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為360～780℃，活化時間為0.5～5.0h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B、10～18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，然後乾燥，即製得有機廢氣吸附劑；所述活化藥劑B為3～5％高錳酸鉀或5～10％氫氧化鈉。
特別優選，活化藥劑A為40％ZnCl2和35％H2SO4、35％CaCl2、40％ZnCl2、40％H3PO4或者35％KOH。
所述40％ZnCl2和35％H2SO4的體積比為2∶1。
一種有機廢氣吸附劑就是通過上述方法製備而成的。
上述有機廢氣吸附劑在處理有機廢氣中的應用。利用上述有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法將粒徑為0.01～0.88mm的有機廢氣吸附劑製成炭層厚度為800～1200mm的吸附床；有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣。有機廢氣吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果利用本發明製備有機廢氣吸附劑具有明顯的親油疏水性，適合治理有機廢氣，原料來源方便、成本低廉等優勢，具有極高的應用價值和市場推廣潛力。使用這種汙泥吸附劑處理揮發性有機物具有如下優點(1)對有機廢氣具有物理吸附、化學吸收、催化氧化等多重協調作用，吸附效率高，且吸附容量大，其中對苯、甲苯、二甲苯的吸附效率85％以上，對含醋酸丁酯，丁酮廢氣吸附效率大於80％；(2)原料為城市汙水處理廠的汙泥，具有來源方便、成本低廉，比現有固硫劑成本降低40％。(3)為城市汙水處理廠汙泥的處置開拓一個新途徑，以廢治廢、實現資源與環境的組合優化；(4)對現有的活性炭吸附設備，換用本產品後，效果明顯提高，且無需大的設備改造，初期投資少，操作費用低。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。
實施例一一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至5％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～1mm的幹汙泥與活化藥劑A40％ZnCl2(質量分數，溶劑為蒸餾水，下同)和35％H2SO4(ZnCl2和H2SO4按2∶1的體積比配製)，按照固液比(質量比)為1∶2混合，在75℃恆溫振蕩器加熱2小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在20℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為560℃，活化時間為2h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(3％高錳酸鉀)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥12h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某石化廠排放的三苯廢氣，其濃度為苯350～500mg/m3，甲苯650～800mg/m3，二甲苯600～700mg/m3，風量為3000m3/h，溫度50～60℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.74～0.88mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1000mm，分為兩層，空塔氣速取0.5m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約500pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯425.3mg/m3，甲苯760.9mg/m3，二甲苯653.4mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯60.2mg/m3，甲苯87.5mg/m3，二甲苯89.1mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例二一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至5％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～1mm的幹汙泥與活化藥劑A18％ZnCl2(質量分數，溶劑為蒸餾水，下同)和50％H2SO4(ZnCl2和H2SO4按2∶1的體積比配製)，按照固液比(質量比)為1∶2混合，在75℃恆溫振蕩器加熱3小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在20℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為560℃，活化時間為2h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(3％高錳酸鉀)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥12h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某石化廠排放的三苯廢氣，其濃度為苯350～500mg/m3，甲苯650～800mg/m3，二甲苯600～700mg/m3，風量為3000m3/h，溫度50～60℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.63～0.88mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1000mm，分為兩層，空塔氣速取0.5m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約550pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯421.7mg/m3，甲苯726.9mg/m3，二甲苯633.4mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯54.2mg/m3，甲苯83.4mg/m3，二甲苯81.2mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例三一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至5％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～1mm的幹汙泥與活化藥劑A50％ZnCl2(質量分數，溶劑為蒸餾水，下同)和30％H2SO4(ZnCl2和H2SO4按1∶1的體積比配製)，按照固液比(質量比)為1∶2混合，在75℃恆溫振蕩器加熱2小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在20℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為560℃，活化時間為2h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(3％高錳酸鉀)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥12h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某石化廠排放的三苯廢氣，其濃度為苯350～500mg/m3，甲苯650～800mg/m3，二甲苯600～700mg/m3，風量為3000m3/h，溫度50～60℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.63～0.88mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1000mm，分為兩層，空塔氣速取0.5m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約500pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯471.3mg/m3，甲苯749.3mg/m3，二甲苯674.3mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯53.2mg/m3，甲苯79.2mg/m3，二甲苯84.2mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例四一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至10％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑1～3mm的幹汙泥與如下的活化藥劑A35％CaCl2，按照固液比為1∶5混合，在90℃恆溫振蕩器加熱1小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥18小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在10℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為360℃，活化時間為4.0h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(5％高錳酸鉀)、18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥18h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某噴漆車間排放的有機廢氣，其濃度為苯150～200mg/m3，甲苯200～300mg/m3，二甲苯180～250mg/m3，風量為15000m3/h，溫度為30～60℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.32～0.53mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為800mm，分為兩層，空塔氣速取0.5m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約450pa；(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯173.2mg/m3，甲苯226.6mg/m3，二甲苯213.4mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯21.7mg/m3，甲苯30.5mg/m3，二甲苯29.4mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例五一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至10％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑1～3mm的幹汙泥與如下的活化藥劑A45％CaCl2，按照固液比為1∶4混合，在90℃恆溫振蕩器加熱1小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥18小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在10℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為360℃，活化時間為4.0h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(5％高錳酸鉀)、18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥18h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某噴漆車間排放的有機廢氣，其濃度為苯150～200mg/m3，甲苯200～300mg/m3，二甲苯180～250mg/m3，風量為15000m3/h，溫度為30～60℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.32～0.53mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為800mm，分為兩層，空塔氣速取0.5m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約450pa；(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯171.3mg/m3，甲苯225.7mg/m3，二甲苯217.4mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯19.8mg/m3，甲苯29.4mg/m3，二甲苯26.3mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例六一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至10％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑1～3mm的幹汙泥與如下的活化藥劑A30％CaCl2，按照固液比為1∶5混合，在90℃恆溫振蕩器加熱1小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥18小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在10℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為390℃，活化時間為4.0h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(5％高錳酸鉀)、18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥18h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某噴漆車間排放的有機廢氣，其濃度為苯150～200mg/m3，甲苯200～300mg/m3，二甲苯180～250mg/m3，風量為15000m3/h，溫度為30～60℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.32～0.53mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1200mm，分為三層，空塔氣速取0.5m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約650pa；(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯168.2mg/m3，甲苯219.6mg/m3，二甲苯217.4mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯18.7mg/m3，甲苯28.9mg/m3，二甲苯28.6mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例七一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至15％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑1～2mm的幹汙泥與活化藥劑A(40％ZnCl2)按照固液比為1∶4混合，在80℃恆溫振蕩器加熱3小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內105℃下乾燥24小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在15℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為480℃，活化時間為2h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(4％高錳酸鉀)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，進行在110℃下乾燥24h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某化工廠排放的含醋酸丁酯，丁酮廢氣，其濃度為醋酸丁酯2000～2500mg/m3，丁酮1000～1200mg/m3，風量3000m3/h，溫度為50～80℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.54～0.74mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1000mm，分為兩層，空塔氣速取0.5m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約650pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後有機廢氣中汙染物的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為醋酸丁酯2359.2mg/m3，丁酮1045.6mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為醋酸丁酯429.1mg/m3，丁酮247.2mg/m3，吸附效率均大於80％。
實施例八一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至15％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑1～2mm的幹汙泥與活化藥劑A(20％ZnCl2)按照固液比為1∶5混合，在80℃恆溫振蕩器加熱3小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內105℃下乾燥24小時。濾液可回收利用。
c、然後放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在15℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為480℃，活化時間為2h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(4％高錳酸鉀)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，進行在110℃下乾燥24h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某化工廠排放的含醋酸丁酯，丁酮廢氣，其濃度為醋酸丁酯2000～2500mg/m3，丁酮1000～1200mg/m3，風量3000m3/h，溫度為50～80℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.54～0.74mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1200mm，分為三層，空塔氣速取0.5m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約650pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後有機廢氣中汙染物的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為醋酸丁酯2368.2mg/m3，丁酮1049.6mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為醋酸丁酯417.1mg/m3，丁酮246.2mg/m3，吸附效率均大於80％。
實施例九一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至15％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑1～2mm的幹汙泥與活化藥劑A(50％ZnCl2)按照固液比為1∶4混合，在80℃恆溫振蕩器加熱3小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內105℃下乾燥24小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在15℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為480℃，活化時間為2h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(4％高錳酸鉀)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，進行在110℃下乾燥24h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某化工廠排放的含醋酸丁酯，丁酮廢氣，其濃度為醋酸丁酯2000～2500mg/m3，丁酮1000～1200mg/m3，風量3000m3/h，溫度為50～80℃。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.54～0.74mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1200mm，分為三層，空塔氣速取0.4m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約650pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後有機廢氣中汙染物的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為醋酸丁酯2400.2mg/m3，丁酮1048.7mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為醋酸丁酯437.1mg/m3，丁酮231.3mg/m3，吸附效率均大於80％。
實施例十一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至5％(質量分數，下同)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～1mm的幹汙泥與活化藥劑A(40％H3PO4)按照固液比為1∶2混合，在85℃恆溫振蕩器加熱5小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在25℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為630℃，活化時間為1.5h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(5％氫氧化鈉)、18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥12h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某皮革加工車間排放的有機廢氣，其濃度為苯150～190mg/m3，甲苯170～200mg/m3，二甲苯190～230mg/m3，風量為6000m3/h，溫度為室溫。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.54～0.74mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為800mm，分為兩層，空塔氣速取0.4m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約620pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯185.2mg/m3，甲苯192.8mg/m3，二甲苯221.5mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯24.3mg/m3，甲苯26.1mg/m3，二甲苯22.4mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例十一一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至5％(質量分數，下同)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～1mm的幹汙泥與活化藥劑A(20％H3PO4)按照固液比為1∶3混合，在85℃恆溫振蕩器加熱5小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在25℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為630℃，活化時間為1.5h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(5％氫氧化鈉)、18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥12h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某皮革加工車間排放的有機廢氣，其濃度為苯150～190mg/m3，甲苯170～200mg/m3，二甲苯190～230mg/m3，風量為6000m3/h，溫度為室溫。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.54～0.74mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1200mm，分為三層，空塔氣速取0.4m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約620pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯187.5mg/m3，甲苯193.7mg/m3，二甲苯224.7mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯23.3mg/m3，甲苯19.7mg/m3，二甲苯20.8mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例十二一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至5％(質量分數，下同)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～1mm的幹汙泥與活化藥劑A(32％H3PO4)按照固液比為1∶2混合，在85℃恆溫振蕩器加熱5小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在25℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為630℃，活化時間為1.5h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(5％氫氧化鈉)、18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，在110℃下乾燥12h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某皮革加工車間排放的有機廢氣，其濃度為苯150～190mg/m3，甲苯170～200mg/m3，二甲苯190～230mg/m3，風量為6000m3/h，溫度為室溫。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.54～0.74mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1200mm，分為三層，空塔氣速取0.4m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約620pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯189.2mg/m3，甲苯197.4mg/m3，二甲苯227.1mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯22.3mg/m3，甲苯24.1mg/m3，二甲苯18.2mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例十三一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至15％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～2mm的幹汙泥與活化藥劑A(35％KOH)按照固液比為1∶3混合，在85℃恆溫振蕩器加熱1小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在30℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為780℃，活化時間為0.5h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(10％氫氧化鈉)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，然後在110℃下乾燥24h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某製鞋車間排放的有機廢氣，其濃度為苯100～120mg/m3，甲苯180～220mg/m3，二甲苯140～160mg/m3，風量為5000m3/h，溫度為室溫。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.01～0.32mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1000mm，分為兩層，空塔氣速取0.4m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約650pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯114.7mg/m3，甲苯197.9mg/m3，二甲苯146.2mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯14.4mg/m3，甲苯21.2mg/m3，二甲苯19.8mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例十四一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟
a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至15％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～2mm的幹汙泥與活化藥劑A(20％KOH)按照固液比為1∶4混合，在85℃恆溫振蕩器加熱3小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在30℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為780℃，活化時間為0.5h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(10％氫氧化鈉)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，然後在110℃下乾燥24h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某製鞋車間排放的有機廢氣，其濃度為苯100～120mg/m3，甲苯180～220mg/m3，二甲苯140～160mg/m3，風量為5000m3/h，溫度為室溫。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.01～0.32mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1200mm，分為三層，空塔氣速取0.4m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約650pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯112.7mg/m3，甲苯187.2mg/m3，二甲苯151.1mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯12.3mg/m3，甲苯24.3mg/m3，二甲苯18.9mg/m3，吸附效率均大於85％。
實施例十五一種有機廢氣吸附劑的製備方法，包括如下步驟a、將汙泥進行乾燥，使汙泥含水率降至15％(質量分數)，得到幹汙泥。
b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～2mm的幹汙泥與活化藥劑A(40％KOH)按照固液比為1∶2混合，在85℃恆溫振蕩器加熱1小時，同時浸漬、攪拌，過濾後在烘箱內110℃下乾燥12小時。濾液可回收利用。
c、放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在30℃/min，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，溫度為780℃，活化時間為0.5h；取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物。
d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B(10％氫氧化鈉)、10％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，然後在110℃下乾燥24h，然後研磨篩分至不同的粒徑，即製得有機廢氣吸附劑。
某製鞋車間排放的有機廢氣，其濃度為苯100～120mg/m3，甲苯180～220mg/m3，二甲苯140～160mg/m3，風量為5000m3/h，溫度為室溫。
利用有機廢氣吸附劑處理有機廢氣的方法(1)使用粒徑為0.01～0.32mm的有機廢氣吸附劑，製成吸附床炭層厚度為1000mm，分為兩層，空塔氣速取0.4m/s，廢氣量1000m3/h，阻力損失約650pa。
(2)有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣，吸附劑可按要求設計再生或處理處置。
分別測定其處理前後苯、甲苯、二甲苯的排放濃度。測試結果為未處理的有機廢氣平均排放濃度為苯120.6mg/m3，甲苯198.4mg/m3，二甲苯148.2mg/m3；經過汙泥吸附劑處理後的平均排放濃度為苯13.7mg/m3，甲苯24.5mg/m3，二甲苯18.2mg/m3，吸附效率均大於85％。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種有機廢氣吸附劑的製備方法，其特徵在於包括如下步驟a、將汙泥乾燥，使汙泥含水率降至5～15％，得到幹汙泥；b、將幹汙泥破碎，取粒徑0.01～3mm的幹汙泥與活化藥劑A按照固液比為1∶2～5混合，在75～90℃恆溫振蕩器加熱1～5小時，過濾後乾燥；所述活化藥劑A包括15～50％氯化鋅溶液、20～40％磷酸溶液、30～50％硫酸、20～40％氫氧化鉀或30～45％氯化鈣；c、然後放入管式高溫電爐中，加熱速率控制在10～30℃/min，在惰性氣體氮氣保護下進行熱解、炭化，溫度為360～780℃，活化時間為0.5～5.0h；取出後在室溫下冷卻即得到熱解產物；d、將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B、10～18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，然後乾燥，即製得有機廢氣吸附劑；所述活化藥劑B為3～5％高錳酸鉀或5～10％氫氧化鈉。
2.根據權利要求1所述的一種有機廢氣吸附劑的製備方法，其特徵在於所述活化藥劑A為40％ZnCl2和35％H2SO4、35％CaCl2、40％ZnCl2、40％H3PO4或者35％KOH。
3.根據權利要求2所述的一種有機廢氣吸附劑的製備方法，其特徵在於所述40％ZnCl2和35％H2SO4的體積比為2∶1。
4.一種有機廢氣吸附劑就是通過權利要求1所述的方法製備而成的。
5.權利要求4所述的一種有機廢氣吸附劑在處理有機廢氣中的應用，其特徵在於將粒徑為0.01～0.88mm的有機廢氣吸附劑製成炭層厚度為800～1200mm的吸附床；有機廢氣經集氣罩收集後，由風機增壓送至吸附床，在吸附床內完成氣固兩相接觸，經淨化後的氣體排向大氣。
全文摘要
本發明公開了一種有機廢氣吸附劑及其製備方法和應用，將汙泥進行乾燥破碎後取粒徑0.01～3mm的幹汙泥與活化藥劑A按照固液比為1∶2～5混合，在恆溫振蕩器加熱，同時浸漬、攪拌，過濾後乾燥；然後放入管式高溫電爐中，在惰性氣體氮氣氛圍保護下進行熱解、炭化，取出後在室溫下冷卻即可得到熱解產物；將熱解產物依次用蒸餾水、活化藥劑B、10～18％鹽酸、蒸餾水漂洗至中性，然後乾燥，即製得有機廢氣吸附劑。利用本發明製備有機廢氣吸附劑具有明顯的親油疏水性，適合治理有機廢氣，原料來源方便、成本低廉等優勢。
文檔編號B01J20/30GK101024162SQ200710026248
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月9日 優先權日2007年1月9日
發明者岑超平, 陳定盛, 唐志雄 申請人:國家環境保護總局華南環境科學研究所