工業廢氣VOCs光催化氧化、分子篩吸附催化氧化方法技術

本發明專利技術公開了一種工業廢氣VOCs光催化氧化、分子篩吸附催化氧化方法，包括廢氣預處理、碳鏈切割、制備活性氧、一次催化氧化、分子篩吸附、二次催化氧化。本發明專利技術工藝簡單、操作方便，可以大幅降低有機廢氣VOCs、臭氧排放濃度，避免二次污染，降低光催化氧化工藝功率，節約能源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種工業廢氣VOCs光催化氧化、分子篩吸附催化氧化方法。
技術介紹
近年來隨著經濟的發展,化工企業的大量新起,導致了大量工業有機廢氣VOCs的排放,使得大氣環境質量下降,給人體健康來嚴重危害,給國民經濟造成巨大損失,因此,需要加大對有機廢氣VOCs的處理。對有機廢氣VOCs的治理,目前廣泛采用的有熱破壞法、冷凝法、吸收法、生物膜法、光催化氧化法、等離子體分解法等工業有機廢氣VOCs采用光催化氧化處理工藝，具有投資少、處理效率高、費用低等優點；然而光催化氧化工藝還存在不足之處：1、由于廢氣處理是動態連續進行，反應時間較短，造成部分未完全反應VOCs和臭氧分子逃逸，排放廢氣、臭氧濃度偏高或不達標排放；2、當廢氣源波動，瞬間產生的有機廢氣VOCs量偏大時，就會有部分VOCs處理不好，排放廢氣濃度偏高，甚至超標排放；3、當廢氣源波動，瞬間產生的有機廢氣VOCs量偏少時，光催化氧化產生的臭氧會出現過剩，多余的臭氧隨廢氣排放，會造成二次污染；4、為確保廢氣排放達標，光催化氧化裝置配置功率時一般都考慮增加余量，這樣造成裝置功率偏大，設備運行成本增加。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種工藝簡便、可以大幅降低有機廢氣VOCs、臭氧排放濃度，避免二次污染的工業廢氣VOCs光催化氧化、分子篩吸附催化氧化方法。本專利技術的技術解決方案是：一種工業廢氣VOCs光催化氧化、分子篩吸附催化氧化方法，其特征是：包括下列步驟：1）廢氣預處理：采用干式過濾或濕式噴淋吸附裝置去除廢氣中的懸浮雜質、降低廢氣濃度；2）碳鏈切割：運用光催化氧化裝置發出的253.7納米波段光，切割、斷鏈、裂解廢氣分子鏈，改變分子結構，將有機廢氣VOCs較長碳切割、裂解成較短碳鏈分子；3）制備活性氧：用光催化氧化裝置發出的185納米波段光，分解空氣中的氧分子產生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合，進而產生臭氧；UV＋O2→O-+O＊(活性氧)O+O2→O3(臭氧)；4）一次催化氧化：有機廢氣VOCs中經步驟2）切割成的短碳鏈分子與步驟3）產生的臭氧進行結合，在催化氧化過程中，轉變成低分子化合物CO2、H2O；催化劑采用蜂窩狀金屬網孔作為載體，全方位與光源接觸，催化劑在338納米光源以下發生催化反應，放大10-30倍光源效果，使其與廢氣進行充分反應，縮短廢氣與光源接觸時間；5）分子篩吸附：用分子篩吸附劑，攔截、吸附一次催化氧化未處理的有機廢氣VOCs和已被切割后短碳鏈分子以及多余臭氧，CO2和H2O自由通過分子篩排放到大氣中；6）二次催化氧化：分子篩床吸附的有機廢氣VOCs、已被切割的短碳鏈分子以及多余臭氧，在分子篩內催化劑的作用下，再次發生催化氧化反應，最終生成CO2和H2O排放到大氣中，經二次催化氧化的有機廢氣VOCs凈化率達到99%。對于油漆、噴涂行業產生的工業廢氣VOCs采用干式漆霧過濾器；對于酸、堿廢氣及含塵廢氣采用濕式噴淋吸附裝置。一次催化氧化所用催化劑為TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3、ZnS、CdS、PdS、MnO2中的一種或多種；二次催化氧化所用催化劑為TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3、ZnS、CdS、PdS、MnO2中的一種或多種。所述分子篩是介孔分子篩。本專利技術提供一種光催化氧化+分子篩吸附催化氧化工藝，該工藝簡單、操作方便，可以大幅降低有機廢氣VOCs、臭氧排放濃度，避免二次污染，降低光催化氧化工藝功率，節約能源。下面結合實施例對本專利技術作進一步說明。具體實施方式一種工業廢氣VOCs光催化氧化、分子篩吸附催化氧化方法，包括下列步驟：1）廢氣預處理：采用干式過濾或濕式噴淋吸附裝置去除廢氣中的懸浮雜質、降低廢氣濃度；2）碳鏈切割：運用光催化氧化裝置發出的253.7納米波段光，切割、斷鏈、裂解廢氣分子鏈，改變分子結構，將有機廢氣VOCs較長碳切割、裂解成較短碳鏈分子；3）制備活性氧：用光催化氧化裝置發出的185納米波段光，分解空氣中的氧分子產生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合，進而產生臭氧；UV＋O2→O-+O＊(活性氧)O+O2→O3(臭氧)；4）一次催化氧化：有機廢氣VOCs中經步驟2）切割成的短碳鏈分子與步驟3）產生的臭氧進行結合，在催化氧化過程中，轉變成低分子化合物CO2、H2O；催化劑采用蜂窩狀金屬網孔作為載體，全方位與光源接觸，催化劑在338納米光源以下發生催化反應，放大10-30倍光源效果，使其與廢氣進行充分反應，縮短廢氣與光源接觸時間；5）分子篩吸附：用分子篩吸附劑，攔截、吸附一次催化氧化未處理的有機廢氣VOCs和已被切割后短碳鏈分子以及多余臭氧，CO2和H2O自由通過分子篩排放到大氣中；6）二次催化氧化：分子篩床吸附的有機廢氣VOCs、已被切割的短碳鏈分子以及多余臭氧，在分子篩內催化劑的作用下，再次發生催化氧化反應，最終生成CO2和H2O排放到大氣中，經二次催化氧化的有機廢氣VOCs凈化率達到99%。對于油漆、噴涂行業產生的工業廢氣VOCs采用干式漆霧過濾器；對于酸、堿廢氣及含塵廢氣采用濕式噴淋吸附裝置。一次催化氧化所用催化劑為TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3、ZnS、CdS、PdS、MnO2中的一種或多種；二次催化氧化所用催化劑為TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3、ZnS、CdS、PdS、MnO2中的一種或多種。所述分子篩是介孔分子篩。具體應用實例：實例1：江蘇南通某電子有限公司，烘干成型工段，排風量8000m3/h，經濕式噴淋吸附裝置（洗滌塔）預處理，再經一次催化氧化、分子篩吸附、二次催化氧化，一次催化氧化、二次催化氧化中采用TiO2為催化劑，4次檢測排放廢氣中非甲烷總烴分別為28mg/m3、39mg/m3、22mg/m3、31mg/m3(120mg/m3,GB16297－1996)；O3(臭氧)4次1小時平均檢測值分別為63ug/m3、41ug/m3、32ug/m3、69ug/m3（200ug/m3，GB3095-2012）。實例2：山東某化工有限公司，萃取生產工段，排風量12000m3/h，經濕式噴淋吸附裝置（洗滌塔）預處理，再經一次催化氧化、分子篩吸附、二次催化氧化，一次催化氧化、二次催化氧化中采用55%的TiO2和45%的MnO2復合催化劑，3次檢測排放廢氣中甲醛分別為8mg/m3、19mg/m3、12mg/m3(25mg/m3,GB16297－1996)；O3(臭氧)4次1小時平均檢測值分別為65ug/m3、48ug/m3、35ug/m3、79ug/m3（200ug/m3，GB3095-2012）。實例3：上海某樹脂有限公司，烘干成型工段，排風量12000m3/h，經濕式噴淋吸附裝置（洗滌塔）預處理，再經一次催化氧化、分子篩吸附、二次催化氧化，一次催化氧化、二次催化氧化中采用8本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工業廢氣VOCs光催化氧化、分子篩吸附催化氧化方法，其特征是：包括下列步驟：1）廢氣預處理：采用干式過濾或濕式噴淋吸附裝置去除廢氣中的懸浮雜質、降低廢氣濃度；2）碳鏈切割：運用光催化氧化裝置發出的253.7納米波段光，切割、斷鏈、裂解廢氣分子鏈，改變分子結構，將有機廢氣VOCs較長碳切割、裂解成較短碳鏈分子；3）制備活性氧：用光催化氧化裝置發出的185納米波段光，分解空氣中的氧分子產生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合，進而產生臭氧；4）一次催化氧化：有機廢氣VOCs中經步驟2）切割成的短碳鏈分子與步驟3）產生的臭氧進行結合，在催化氧化過程中，轉變成低分子化合物CO2、H2O；催化劑采用蜂窩狀金屬網孔作為載體，全方位與光源接觸，催化劑在338納米光源以下發生催化反應，縮短廢氣與光源接觸時間；5）分子篩吸附：用分子篩吸附劑，攔截、吸附一次催化氧化未處理的有機廢氣VOCs和已被切割后短碳鏈分子以及多余臭氧，?CO2和H2O自由通過分子篩排放到大氣中；6）二次催化氧化：分子篩床吸附的有機廢氣VOCs、已被切割的短碳鏈分子以及多余臭氧，在分子篩內催化劑的作用下，再次發生催化氧化反應，最終生成CO2和H2O排放到大氣中。...

【技術特征摘要】
1.一種工業廢氣VOCs光催化氧化、分子篩吸附催化氧化方法，其特征是：包括下列步驟：
1）廢氣預處理：采用干式過濾或濕式噴淋吸附裝置去除廢氣中的懸浮雜質、降低廢氣濃度；
2）碳鏈切割：運用光催化氧化裝置發出的253.7納米波段光，切割、斷鏈、裂解廢氣分子鏈，改變分子結構，將有機廢氣VOCs較長碳切割、裂解成較短碳鏈分子；
3）制備活性氧：用光催化氧化裝置發出的185納米波段光，分解空氣中的氧分子產生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合，進而產生臭氧；
4）一次催化氧化：有機廢氣VOCs中經步驟2）切割成的短碳鏈分子與步驟3）產生的臭氧進行結合，在催化氧化過程中，轉變成低分子化合物CO2、H2O；催化劑采用蜂窩狀金屬網孔作為載體，全方位與光源接觸，催化劑在338納米光源以下發生催化反應，縮短廢氣與光源接觸時間；
5）分子篩吸附：用分子篩吸附劑，攔截、吸附一次催化氧化未處理的有機廢氣VOCs和已被切割后短碳鏈分子以及多...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許曉彬，
申請(專利權)人：南通科奧環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32