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专利名称：一种含VOC废气光催化处理工艺

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202311081077.1

专利申请（专利权）人：威海蓝创环保设备有限公司
权利人地址：山东省威海市经济技术开发区凤林办事处凤巢街11-1号

专利发明（设计）人：朱勇

专利摘要：本发明涉及废气处理领域，具体公开了一种含VOC废气光催化处理工艺，包括废气矿化工艺、废气检测工艺、膜滤及光催化工艺，利用废气矿化工艺将废气中的有机氯废气还原脱氯，然后经膜滤浓缩后循环回废气矿化工艺进行处理，处理满足后续要求的废气进入光催化工艺进行氧化处理，最终可以高效去除含VOC废气中有机氯组分并达标排放。

主权利要求：
1.一种含VOC废气光催化处理工艺，其特征在于，包括：
(1)废气矿化工艺：所述废气矿化工艺在废气矿化塔中进行，所述废气矿化塔从下到上依次设置锥形排放池、吸收池、铁碳填料层、多孔负极板、锥形阳极、生物填料层、排气端，将所述含VOC废气输送至吸收池进行初步处理，吸收池连接微铁碳处理工艺，微铁碳处理工艺连接电脱氯工艺，电脱氯工艺出气输送至生物填料层进行吸附处理，然后从排气端排出废气；微铁碳处理工艺中设置铁合金与活性炭，所述铁合金与活性炭质量比为55:45；所述铁合金中设置铅和银，所述铅和银的质量百分比分别为1.2％和0.5％；所述电脱氯工艺中依次设置所述多孔负极板与所述锥形阳极，废气依次经过所述多孔负极板与所述锥形阳极，所述多孔负极板与所述锥形阳极电连接；所述锥形阳极锥底设置排泥管；所述锥形阳极设置滴水孔，锥形阳极为多孔板；所述锥形阳极为铁电极，所述多孔负极板以多孔碳为基底，泡沫金属为活性成分，所述泡沫金属为铜、镍、银合金泡沫金属，所述铜、镍、银的质量比为
25:10:1；所述吸收池设置进水管和进气管，所述吸收池与所述铁碳填料层之间设置缓冲区，所述排气端与所述生物填料层之间设置剩余污泥管；所述锥形排放池锥底设置出水管，所述出水管连接超滤工艺；所述超滤工艺的淡水出口连接超滤回流管，所述超滤回流管连接所述剩余污泥管；
所述超滤回流管和剩余污泥管的输送量以保证所述锥形阳极与多孔负极板之间充满水，所述进气管连接设置在吸收池中的曝气装置，所述曝气装置位于所述吸收池中液相的液面以下，多孔负极板与所述锥形阳极之间设置直流电源；
(2)废气检测工艺：检测所述排气端排出废气有机氯浓度；
(3)膜滤：当所述排气端排出的废气中含氯有机物总浓度大于50ppm时，将排气端排出废气输送至膜滤工艺，将所述膜滤工艺浓缩气回输至所述废气矿化工艺；
(4)光催化工艺：当所述排气端排出的废气中含氯有机物总浓度低于50ppm时，将所述排气端排出的废气输送至光催化工艺，所述光催化工艺中设置螺旋管状通道，所述螺旋管状通道缠绕在紫外灯管外侧，所述螺旋管状通道内设置催化剂框架，所述催化剂框架为滤网框架，所述滤网框架上设置碳纳米管，所述碳纳米管上负载二氧化钛催化剂，废气在所述光催化工艺中停留时间为15?30min。
2.如权利要求1所述的一种含VOC废气光催化处理工艺，其特征在于，所述超滤工艺浓水进行高级氧化及生化处理。
3.如权利要求1所述的一种含VOC废气光催化处理工艺，其特征在于，多孔负极板与所
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述锥形阳极之间设置直流电源，调节电流密度为10?20mA/cm。
4.如权利要求1所述的一种含VOC废气光催化处理工艺，其特征在于，所述多孔负极板上侧和下侧均设置活性炭层，所述活性炭层厚度设置为10?20cm。 说明书 : 一种含VOC废气光催化处理工艺技术领域[0001] 本发明是关于废气处理工艺，特别是关于一种含VOC废气光催化处理工艺。背景技术[0002] 传统的VOC处理技术有吸收法、燃烧法、冷凝法等，而当废气中含有含氯有机物时，吸收法存在吸附材料再生难题，燃烧法则会产生毒性更强大二噁英等有毒物质，冷凝法则能耗极大，处理成本难以控制。[0003] CN113457359B公开了一种紫外光催化耦合微生物处理有机废气的装置及处理方法，其利用紫外光催化与微生物结合的方式处理有机废气，但其在处理含氯有机废气时，难以有效去除有毒物质，后续微生物处理效率大大降低；CN100421769C公开了一种有害废气的净化方法及其专用装置，其利用吸收液将废气吸收后进行电催化处理，可以快速去除废气中的有机物质，而其仅处理了醇、醚、醛等易降解的有机物物质，并未对含氯有机物进行处理。[0004] 如果将废气中的含氯物质去除后，采用光催化法进行去除剩余VOC气体，是可以大大降低二次污染以及处理成本的。因此，如何高效低成本的处理含氯VOC废气成了目前急需解决的问题。[0005] 公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种含VOC废气光催化处理工艺，其利用脱氯、光催化对有机废气进行高效处理。[0007] 为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种含VOC废气光催化处理工艺包括：[0008] （1）废气矿化工艺：将所述含VOC废气输送至吸收池进行初步吸附处理，吸收池连接微铁碳处理工艺，铁碳处理工艺连接电脱氯工艺，电脱氯工艺出气输送至生物填料层进行吸附处理，然后从排气端排出废气；[0009] （2）废气检测工艺：检测所述排气端排出废气有机氯浓度；[0010] （3）膜滤：当所述排气端排出的废气中含氯有机物总浓度大于50ppm时，将排气端排出废气输送至膜滤工艺，将所述膜滤工艺浓缩气回输至所述废气矿化工艺；[0011] （4）光催化工艺：当所述排气端排出的废气中含氯有机物总浓度低于50ppm时，将所述排气端排出的废气输送至光催化工艺，所述光催化工艺中设置螺旋管状通道，所述螺旋管状通道缠绕在紫外灯管外侧，所述螺旋管状通道内设置催化剂框架，所述催化剂框架为滤网框架，所述滤网框架上设置碳纳米管，所述碳纳米管上负载二氧化钛催化剂，废气在所述光催化工艺中停留时间为15?30min；[0012] 在本发明的一个或多个实施方式中，微铁碳处理工艺中设置铁合金与活性炭，所述铁合金与活性炭质量比为55:45；所述铁合金中设置铅和银，所述铅和银的质量百分比分别为1.2%和0.5%；[0013] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述电脱氯工艺中依次设置所述多孔负极板与所述锥形阳极，废气依次经过所述多孔负极板与所述锥形阳极，所述多孔负极板与所述锥形阳极电连接；所述锥形电极锥底设置排泥管；所述锥形电极设置滴水孔；[0014] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述锥形阳极为铁电极，所述多孔负极板以多孔碳为基底，泡沫金属为活性成分，所述泡沫金属为铜、镍、银合金泡沫金属，所述铜、镍、银的质量比为25:10:1；[0015] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述废气矿化工艺在废气矿化塔中进行，所述废气矿化塔从下到上依次设置锥形排放池、吸收池、铁碳填料层、多孔负极板、锥形阳极、生物填料层、排气端，所述吸收池设置进水管和进气管，所述吸收池与所述铁碳填料层之间设置缓冲区，所述排气端与所述生物填料层之间设置剩余污泥管；[0016] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述锥形排放池锥底设置出水管，所述出水管连接所述超滤工艺；[0017] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述超滤工艺浓水进行高级氧化及生化处理；[0018] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述超滤工艺的淡水出口连接超滤回流管，所述超滤回流管连接所述剩余污泥管；[0019] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述超滤回流管和剩余污泥管的输送量以保证所述锥形阳极与多孔负极板之间充满水且所述空腔中形成气腔即可；[0020] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述进气管连接设置在吸收池中的曝气装置，所述曝气装置位于所述吸收池中液相的液面以下；[0021] 在本发明的一个或多个实施方式中，多孔负极板与所述锥形阳极之间设置直流电2源，调节电流密度为10?20mA/cm；[0022] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述含VOC废气为含氯有机废气；[0023] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述多孔负极板上侧和下侧均设置活性炭层；[0024] 在本发明的一个或多个实施方式中，所述活性炭层厚度设置为10?20cm；[0025] 与现有技术相比，根据本发明实施方式具有以下优点：[0026] （1）将铁碳填料与电脱氯工艺有机结合在一起，能够高效降低废气中含氯成分，降低了废气中有机污染物浓度的同时，降低了废气毒性；[0027] （2）利用生物填料的吸附作用，将废气中有机物吸附在生物填料中进行生物处理，同时利用生物填料中水分的流动性将吸附的污染物输送至电脱氯工艺及铁碳工艺中，对有机物进行多重处理；[0028] （3）设置膜过滤工艺，由于废气矿化工艺难以将含氯有机物降低至可接受的浓度，设置膜过滤工艺可以将含氯废气进行浓缩，从而实现废气浓缩后循环处理，直至废气中含氯有机物浓度符合后续光催化工艺处理要求，降低了含氯有机物氧化处理后形成的酸性气体对设备的损害；[0029] （4）经多孔负极板处理后的废气进一步上升至锥形阳极，锥形阳极为多孔板，生物填料层中的污泥和水滴落在锥形阳极中并在锥形阳极中发生氧化反应，将有机物进一步矿化为易降解的有机物；[0030] （5）锥形阳极上方设置生物填料层，填料层中设置生物膜，废气经生物膜处理后经排气端排出，生物膜也会对废气进行进一步吸附，总而降解矿化有机废气。具体实施方式[0031] 下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。[0032] 除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。[0033] 具体实施方式1[0034] 根据本发明优选实施方式的一种含VOC废气光催化处理工艺包括：[0035] （1）废气矿化工艺：将所述含VOC废气输送至吸收池进行初步吸附处理，吸收池连接微铁碳处理工艺，铁碳处理工艺连接电脱氯工艺，电脱氯工艺出气输送至生物填料层进行吸附处理，然后从排气端排出废气；微铁碳处理工艺中设置铁合金与活性炭，所述铁合金与活性炭质量比为55:45；所述铁合金中设置铅和银，所述铅和银的质量百分比分别为1.2%和0.5%；所述电脱氯工艺中依次设置所述多孔负极板与所述锥形阳极，废气依次经过所述多孔负极板与所述锥形阳极，所述多孔负极板与所述锥形阳极电连接；所述锥形电极锥底设置排泥管；所述锥形电极设置滴水孔；所述锥形阳极为铁电极，所述多孔负极板以多孔碳为基底，泡沫金属为活性成分，所述泡沫金属为铜、镍、银合金泡沫金属，所述铜、镍、银的质量比为25:10:1；所述废气矿化工艺在废气矿化塔中进行，所述废气矿化塔从下到上依次设置锥形排放池、吸收池、铁碳填料层、多孔负极板、锥形阳极、生物填料层、排气端，所述吸收池设置进水管和进气管，所述吸收池与所述铁碳填料层之间设置缓冲区，所述排气端与所述生物填料层之间设置剩余污泥管；所述超滤回流管和剩余污泥管的输送量以保证所述锥形阳极与多孔负极板之间充满水且所述空腔中形成气腔即可，所述进气管连接设置在吸收池中的曝气装置，所述曝气装置位于所述吸收池中液相的液面以下，多孔负极板与所述锥形阳极之间设置直流电源；[0036] （2）废气检测工艺：检测所述排气端排出废气中有机氯浓度；[0037] （3）膜滤：当所述排气端排出的废气中含氯有机物总浓度大于50ppm时，将排气端排出废气输送至膜滤工艺，将所述膜滤工艺浓缩气回输至所述废气矿化工艺；[0038] （4）光催化工艺：当所述排气端排出的废气中含氯有机物总浓度低于50ppm时，将所述排气端排出的废气输送至光催化工艺，所述光催化工艺中设置螺旋管状通道，所述螺旋管状通道缠绕在紫外灯管外侧，所述螺旋管状通道内设置催化剂框架，所述催化剂框架为滤网框架，所述滤网框架上设置碳纳米管，所述碳纳米管上负载二氧化钛催化剂，废气在所述光催化工艺中停留时间为15?30min；[0039] 某化工厂排放的含氯有机废气：氯甲烷245ppm、二氯甲烷890ppm、氯苯1900ppm，3VOCs总浓度5600ppm；将有机废气流量Q=4000m /h的速度输送至废气矿化塔中，调整调节电2流密度为5、10、15、20、25mA/cm ，检测排气端中有机氯去除率，当电流密度控制在10?202mA/cm时，有机氯去除率在80%?85%之间，VOCs去除率则在95%以上。而光催化工艺出气VOCs浓度则低于12ppm，有机氯未检出。实施例2[0040] 在实施例1的基础上，在所述多孔负极板上侧和下侧均设置活性炭层，所述活性炭层厚度设置为20cm。并检测排气端废气有机氯去除率上升至90%以上，而光催化工艺出气VOCs浓度则低于10ppm，有机氯未检出。[0041] 对比例1[0042] 在实施例1的基础上，将光催化工艺中催化剂直接负载在螺旋管状通道侧壁上时，光催化工艺出气VOCs浓度则为26ppm，有机氯3ppm。[0043] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

专利地区：山东

专利申请日期：2023-08-25

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN117018861B