[发明专利]用于降解烟气二恶英的光催化反应器及光催化剂活化方法

说明书

技术领域

本发明涉及焚烧法处置固体废弃物过程中二恶英排放控制的技术，特别是 涉及用于降解烟气中二恶英的光催化反应器及光催化剂活化方法。

背景技术

在我国国民经济高速发展和人民物质生活水平不断提高的背景下，工业废 弃物和城市生活垃圾的产生量也迅速增加。焚烧法处理废弃物，与其他垃圾处 理方法比较，能更好地达到“减量化、资源化和无害化”的目标，在国内外广 泛应用。我国许多城市也先后建立了大型的垃圾焚烧厂。焚烧过程中会产生有 毒物质，其中以二恶英的毒性最大，排放至环境中后很难降解，而且具有脂溶 性和蓄积性的特点，对人体健康存在潜在危害。因此，如何控制二恶英的产生 和排放已成为迫在眉睫，急待解决的问题。

焚烧过程中二恶英排放控制技术主要分为两类：一类是抑制二恶英在焚烧 过程中的生成；一类是将已生成的二恶英进行脱除以减少进入环境中的量。后 者目前广泛采用的是布袋除尘器结合活性炭吸附技术。该方法是通过将粉末状 的活性炭喷射入烟道中来吸附气相中的二恶英，然后用除尘器过滤下飞灰和活 性炭，从而减少通过烟囱排放的二恶英量。但该方法存在两个主要的缺陷：一 是该方法本身不能减少二恶英的总量，只是将气相中的二恶英通过活性炭的吸 附转移到固相中然后收集，产生的混有活性炭的飞灰富集了高浓度的二恶英， 对环境的危害很大，目前对于废弃物焚烧飞灰的处置也没有很好的办法，国内 主要采用填埋的方法处置这类飞灰，对环境的潜在危害很大；二是该方法需要 消耗大量的活性炭，运行费用较高。

因此，寻求更经济、对烟气中二恶英处理更彻底的方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供用于降解烟气中二恶英的 光催化反应器及光催化剂活化方法。

本发明提供了一种用于降解烟气中二恶英的光催化反应器，所述光催化反 应器是一个透光容器，光催化反应器中内置多孔介质，多孔介质上装载光催化 剂；所述光催化剂是纳米TiO₂、贵金属修饰的纳米TiO₂或通过与半导体催化剂 复合的纳米TiO₂中的任意一种。

作为一种改进，所述的多孔介质是活性炭、硅藻土或膨润土其中任意一 种。

作为一种改进，光催化反应器采用的光是紫外线或可见光中的任意一种。

本发明还提供了一种前述光催化剂的活化方法，包括以下步骤：

(1)在N₂气的保护气氛下，用光照射失活的光催化剂；

(2)在含O₂气的气氛下，用光照射经过上步处理的光催化剂；

(3)用清水清洗经上步处理的光催化剂，完成活性恢复备用。

作为一种改进，所述光照射处理的两个步骤中采用的光是紫外线或可见光 中的任意一种。

作为一种改进，所述在N₂气的保护气氛下用光照射失活的光催化剂的过程 是在光催化还原反应器中进行的，光催化还原反应器是设置进口和出口的石英 容器。

作为一种改进，所述在含O₂气的气氛下用光照射光催化剂的过程是在光催 化氧化降解反应器中进行的，光催化还原反应器是设置进口和出口的石英容 器。

本发明中的光催化降解焚烧炉烟气中二恶英的方法，是在焚烧炉尾气处理 中设置光催化反应器，光反应器中的光催化剂用多孔介质装载置于透光容器 中，并利用光进行照射，光催化剂可以吸附降解烟气中的二恶英。当光催化剂 饱和后，将其取出，在光照射条件下经过光催化还原反应器和光催化氧化降解 反应器，最后经过清洗室，即可使光催化剂恢复活性，再次加入光催化反应器 循环使用。

包括以下步骤：

(1)将光催化剂装载于多孔介质中，放入光催化反应器中，反应器中的 光反生源可以直接通过透光容器照射到催化剂。将光反应器安装在除尘器后 部，经处理过的烟气直接排放；

(2)光催化反应器运行一段时间后，由于光催化表面吸收的二恶英等物 质逐渐积累，使其活性变弱，这时光催化剂取出，换上备用光催化剂；

(3)将取出的光催化剂放入光催化还原反应器，在N₂气的保护气氛下， 用光照射反应；

(4)经上步处理的光催化剂放入光催化氧化降解反应器，在含O₂气的气 氛下，用光照射反应；