[发明专利]工业废气VOCs光催化氧化、分子筛吸附催化氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废气VOCs光催化氧化、分子筛吸附催化氧化方法。

背景技术

近年来随着经济的发展,化工企业的大量新起,导致了大量工业有机废气VOCs的排放,使得大气环境质量下降,给人体健康来严重危害,给国民经济造成巨大损失,因此,需要加大对有机废气VOCs的处理。对有机废气VOCs的治理,目前广泛采用的有热破坏法、冷凝法、吸收法、生物膜法、光催化氧化法、等离子体分解法等

工业有机废气VOCs采用光催化氧化处理工艺，具有投资少、处理效率高、费用低等优点；然而光催化氧化工艺还存在不足之处：1、由于废气处理是动态连续进行，反应时间较短，造成部分未完全反应VOCs和臭氧分子逃逸，排放废气、臭氧浓度偏高或不达标排放；2、当废气源波动，瞬间产生的有机废气VOCs量偏大时，就会有部分VOCs处理不好，排放废气浓度偏高，甚至超标排放；3、当废气源波动，瞬间产生的有机废气VOCs量偏少时，光催化氧化产生的臭氧会出现过剩，多余的臭氧随废气排放，会造成二次污染；4、为确保废气排放达标，光催化氧化装置配置功率时一般都考虑增加余量，这样造成装置功率偏大，设备运行成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简便、可以大幅降低有机废气VOCs、臭氧排放浓度，避免二次污染的工业废气VOCs光催化氧化、分子筛吸附催化氧化方法。

本发明的技术解决方案是：

一种工业废气VOCs光催化氧化、分子筛吸附催化氧化方法，其特征是：包括下列步骤：

1）废气预处理：采用干式过滤或湿式喷淋吸附装置去除废气中的悬浮杂质、降低废气浓度；

2）碳链切割：运用光催化氧化装置发出的253.7纳米波段光，切割、断链、裂解废气分子链，改变分子结构，将有机废气VOCs较长碳切割、裂解成较短碳链分子；

3）制备活性氧：用光催化氧化装置发出的185纳米波段光，分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧；

UV＋O2→O-+O＊(活性氧)O+O2→O3(臭氧)；

4）一次催化氧化：有机废气VOCs中经步骤2）切割成的短碳链分子与步骤3）产生的臭氧进行结合，在催化氧化过程中，转变成低分子化合物CO₂、H₂O；催化剂采用蜂窝状金属网孔作为载体，全方位与光源接触，催化剂在338纳米光源以下发生催化反应，放大10-30倍光源效果，使其与废气进行充分反应，缩短废气与光源接触时间；

5）分子筛吸附：用分子筛吸附剂，拦截、吸附一次催化氧化未处理的有机废气VOCs和已被切割后短碳链分子以及多余臭氧，CO₂和H₂O自由通过分子筛排放到大气中；

6）二次催化氧化：分子筛床吸附的有机废气VOCs、已被切割的短碳链分子以及多余臭氧，在分子筛内催化剂的作用下，再次发生催化氧化反应，最终生成CO₂和H₂O排放到大气中，经二次催化氧化的有机废气VOCs净化率达到99%。

对于油漆、喷涂行业产生的工业废气VOCs采用干式漆雾过滤器；对于酸、碱废气及含尘废气采用湿式喷淋吸附装置。

一次催化氧化所用催化剂为TiO₂、ZnO、Fe₂O₃、WO₃、ZnS、CdS、PdS、MnO₂中的一种或多种；二次催化氧化所用催化剂为TiO₂、ZnO、Fe₂O₃、WO₃、ZnS、CdS、PdS、MnO₂中的一种或多种。

所述分子筛是介孔分子筛。

本发明提供一种光催化氧化+分子筛吸附催化氧化工艺，该工艺简单、操作方便，可以大幅降低有机废气VOCs、臭氧排放浓度，避免二次污染，降低光催化氧化工艺功率，节约能源。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

一种工业废气VOCs光催化氧化、分子筛吸附催化氧化方法，包括下列步骤：

1）废气预处理：采用干式过滤或湿式喷淋吸附装置去除废气中的悬浮杂质、降低废气浓度；

2）碳链切割：运用光催化氧化装置发出的253.7纳米波段光，切割、断链、裂解废气分子链，改变分子结构，将有机废气VOCs较长碳切割、裂解成较短碳链分子；