本发明专利技术公开一种处理复杂工业有机废气的一体化物理化学净化方法及设备与应用。该处理有机废气的一体化净化方法包括静电除尘、光催化氧化和臭氧氧化吸附协同深度氧化三个步骤。实现该方法的设备包括依次连接的用于收集气体的集气罩、反应箱体和用于抽出气体的风机；按照气体的走向，反应箱体内依次设置有静电除尘器、光催化反应装置、臭氧发生器和吸附床层。使用该设备处理有机废气，有机废气的总处理效率达95%以上，总悬浮颗粒物的去除率90%以上。该设备组合紧凑、占地面积小，不但不会对环境造成二次污染，而且还可以有效地降低设计和处理成本，可广泛用于复杂工业有机废气处理，特别适用于各种复杂工业有机废气排放车间有机废气的一体化净化处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种处理复杂工业有机废气的物理化学方法，更具体地说，本专利技术涉及一种处理复杂工业有机废气的一体化物理化学净化方法及设备与应用。该方法集合高压静电除尘、光催化氧化和臭氧氧化吸附协同深度氧化等物理化学技术为一体化净化处理有机废气。
技术介绍
有机废气包含挥发性有机物，如三苯废气等，和半挥发性有机物，如多环芳烃、多溴联苯醚等。有机废气中微量毒害有机污染物由于其浓度较低，难以在后续降解过程中和催化剂充分接触和去除，因而使得一些控制技术花费较多且相对困难。气-固相光催化氧化技术对去除微量有机污染物存在一定的潜在优势。但是，在流量大的工业有机废气处理·过程中，由于有机废气在光催化氧化装置中停留时间不够长，导致光催化剂不能有效地、一次性流过式完全氧化废气中的有机物。另外，随着光催化剂处理有机废气的时间延长，光催化剂的催化效率会随着处理负荷的增加而有所降低。更重要的是，复杂工业有机废气中含有的大量细颗粒物会随着运行时间的延长严重影响和遮蔽光催化剂，从而导致光催化净化的效率逐渐降低，从而大大减少光催化剂的寿命。因此，在实际复杂工业有机废气的处理过程中，利用单独的光催化氧化技术难以达到理想的污染控制效果。另外，光催化氧化过程中，高能紫外线光束会与空气反应，产生一定的臭氧，从而可能引起臭氧的二次污染问题。因此，将光催化氧化技术与其他物理化学技术相结合处理有机废气的技术进行集成化研究，解决短波长紫外光光催化技术产生臭氧的二次污染问题是光催化技术应用于复杂工业有机废气污染控制的必然选择。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的不足，提供一种处理复杂工业有机废气的一体化物理化学净化方法。本专利技术的另一目的在于提供实现上述处理复杂工业有机废气的一体化物理化学净化方法的设备。本专利技术的另一目的在于提供上述设备的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种处理复杂工业有机废气的一体化物理化学净化方法，包括以下步骤(I)静电除尘通过集气罩收集有机废气，经静电除尘器将有机废气中粒径大于2.5 μ m的颗粒物去除,从而大大消除颗粒物对光催化剂的遮蔽作用，延长光催化剂的寿命;(2)光催化氧化除尘后的有机废气进入光催化反应装置，在光催化剂的作用下，有机废气中的大部分挥发性有机物分解为小分子有机物或矿化为CO2和H2O ；(3)臭氧氧化吸附协同深度氧化利用设置于光催化反应装置后的臭氧发生器产生的臭氧将经过光催化氧化后的有机废气中残留的有机物进一步进行气相臭氧氧化，然后再将剩余的有机废气和臭氧通过吸附剂协同吸附浓缩进而原位发生气固相臭氧氧化，即同时利用前一单元光催化技术产生的剩余臭氧和新产生的臭氧先在气相氧化部分有机污染物，然后混合气体(包括臭氧和有机废气)一起吸附到吸附剂上以后再利用臭氧氧化性将所吸附的有机废气进行进一步原位在线氧化降解，这样既保证了有机废气的安全深度达标排放，又完全消除了光催化技术产生的剩余臭氧排放对大气的二次污染问题；所述的有机废气为各类工厂排放的复杂工业有机废气；步骤(I)和(2)中所述的光催化剂为负载在泡沫镍上的纳米TiO2光催化剂或者纳米ZnO-SnO2复合氧化物光催化剂；步骤(I)和(2)中所述的光催化剂需被紫外光激发，才能分解有机废气中挥发性有机物质； 步骤(3)中所述的吸附剂为Au负载的活性炭和分子筛，通过以下方法制备将HAuCl4与水配成浸溃液，再将活性炭与分子筛混合物加入到浸溃液中，而后用O. lmol/LNaOH溶液调节浸溃液的pH值到7，在40 100°C下反应5 120min后，过滤，洗漆，常温下自然晾干，200 400°C煅烧I 12h，得到Au负载的活性炭和分子筛吸附剂；其中HAuCl4和活性炭与分子筛混合物的质量比为O. 002 O. 02 :1 ;步骤(3)中所述的臭氧产生量范围为I 15g/h ；实现所述处理复杂工业有机废气的一体化物理化学净化方法的设备，包括依次连接的用于收集气体的集气罩、反应箱体和用于抽出气体的风机；按照气体的走向，反应箱体内依次设置有静电除尘器、光催化反应装置、臭氧发生器和吸附床层；在光催化反应装置和吸附床层之间为臭氧发生区；吸附床层上设置有吸附剂；所述的静电除尘器优选为高压静电除尘器；所述的光催化反应装置包含用于激发光催化剂的紫外灯、光催化剂和流过式光催化固定床；紫外灯、光催化剂和流过式光催化固定床依次排布，光催化剂固定在流过式光催化固定床上；所述的紫外灯优选在紫外灯外设置用于保护紫外灯的玻璃套管；所述的光催化剂为负载在泡沫镍上的纳米TiO2光催化剂或者纳米ZnO-SnO2复合氧化物光催化剂；所述的吸附剂为Au负载的活性炭和分子筛，通过以下方法制备将HAuCl4与水配成浸溃液，再将活性炭与分子筛混合物加入到浸溃液中，而后用O. Imol/LNaOH溶液调节浸溃液的pH值到7，在40 100°C下反应5 120min后，过滤，洗涤，常温下自然晾干，200 400°C煅烧I 12h，得到Au负载的活性炭和分子筛吸附剂；其中HAuCl4和活性炭与分子筛混合物的质量比为O. 002 O. 02 :1 ;所述的HAuCl4在浸溃液的浓度优选为O. 01 O. lg/L ;所述的活性炭和分子筛混合物按以下质量百分含量组成活性炭 5 95%分子筛 5 95% ;更优选为按以下质量百分含量组成活性炭 20 75%分子筛 25 80% ；所述的设备应用于复杂工业有机废气的处理，特别适用于各种复杂工业有机废气排放车间有机废气的一体化净化处理。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点和有益效果(I)本专利技术提供的方法首先通过静电除尘器将有机废气中的悬浮颗粒物捕获，减小颗粒物对后置光催化反应装置中光催化剂的遮蔽和中毒作用；其次通过光催化剂将有机废气中的有机物降解成小分子，CO2和H2O ;最后，再利用前一单元光催化技术产生的剩余臭氧和臭氧发生器产生的臭氧对光催化氧化剩余的有机废气进一步氧化降解，反应后的剩余低浓度有机废气和臭氧一起吸附在吸附剂并利用吸附在吸附剂上的臭氧将有机废气进一 步原位降解成无毒无害的CO2和H2O,既可以保证有机废气完全去除的处理效果，又可以完全消除光催化技术产生的剩余臭氧排放对大气的二次污染；(2)本专利技术提供的设备组合紧凑、占地面积小，不但不会对环境造成二次污染，而且还可以有效地降低处理成本。更重要的本一体化设备是一种一体化的联体无墙衔接设计，并不是三种已有技术和三个箱体的简单拼凑组合，而是三种物理化学技术工艺整体设计，减少了各个工艺和技术之间的墙体设计，不仅大大减少了设备加工成本，而且有效地提高了复杂工业有机废气的处理效率。根据测试结果表明，该物理化学一体化净化设备对电子垃圾拆解车间有机废气的总处理效率达95%以上，总悬浮颗粒物的去除率达到90%以上，臭氧基本上可完全去除。附图说明图I为实施例I提供的设备结构示意图；其中，I-集气罩、2-阀门、3-采样口、4-静电除尘器、5-采样口、6_光催化反应装置、7-流过式光催化固定床、8-采样口、9_紫外灯、10-臭氧发生器、11-吸附床层、12-风机、13-米样口 ； 为气体走向。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例I实现处理复杂工业有机废气的一体化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种处理复杂工业有机废气的一体化物理化学净化方法，其特征在于包括以下步骤：（1）静电除尘：通过集气罩收集有机废气，经静电除尘器将有机废气中粒径大于2.5μm的颗粒物去除，从而大大消除颗粒物对光催化剂的遮蔽作用，延长光催化剂的寿命；（2）光催化氧化：除尘后的有机废气进入光催化反应装置，在光催化剂的作用下，有机废气中的大部分挥发性有机物分解为小分子有机物或矿化为CO2和H2O；（3）臭氧氧化吸附协同深度氧化：将经过光催化氧化后的有机废气中残留的有机物首先通过光催化技术产生的剩余臭氧和臭氧发生器产生的臭氧进行气相氧化，然后通过吸附剂吸附浓缩氧化后的混合气体，再利用吸附的臭氧将所吸附的有机废气进行进一步氧化降解，这样既保证了有机废气的安全深度达标排放，又完全消除了光催化技术产生的剩余臭氧排放对大气的二次污染问题；混合气体包括有机废气和臭氧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：安太成，陈江耀，黄勇，李桂英，
申请(专利权)人：中国科学院广州地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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