一種廢氣電解處理方法及設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種廢氣電解處理方法，包括以下步驟：廢氣被送入到一廢氣過濾槽，過濾其中內(nèi)部的粉塵顆粒和煙霧；經(jīng)過處理后的廢氣在引風機引力作用下由水槽下部進入電解處理槽，廢氣沿著電解正負極板間隔向上運動，廢氣在溶解、過濾、分離多種條件下的催化氧化，使廢氣所攜帶的有毒有害物質(zhì)的化學電位被改變，化學性質(zhì)發(fā)生變化，使有毒有害的廢氣變?yōu)闊o毒無害的氣體。本發(fā)明處理的廢氣氣體無需其它輔助工藝，就能得到徹底的凈化效果；利用水的密度對廢氣進行過濾，溶解于水中的物質(zhì)經(jīng)電解處理后進行循環(huán)使用，不造成二次污染。
【專利說明】一種廢氣電解處理方法及設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢氣處理方法，更確切地說是一種廢氣電解處理方法，及適用于該方法的廢氣電解處理設備。
【背景技術】
[0002]工業(yè)廢氣、汽車尾氣、鍋爐尾氣等有毒有害氣體的排放使得大氣污染越來越嚴重，這已嚴重影響了人們的生產(chǎn)、生活，也將影響我國經(jīng)濟的發(fā)展。因此解決廢氣問題，研制更為有效的廢氣處理工藝及設備是當前治理大氣污染的一個重要課題。
[0003]目前我國大氣污染物主要有氟化物、二氧化硫、一氧化碳、氮的氧化物、鉛及其氧化物、汞及其氧化物、臭氧、粉塵顆粒、苯醛類有毒有害的有機物等，這些是大氣污染的主要元兇。對于這些廢氣的處理較常用的有吸收法、吸附法、生物法、催化燃燒法等。這些方法各有優(yōu)勢，但也存在很多不足，有的甚至還會造成二次污染。
[0004]1、吸收法:該處理方法投資費用較少，運行成本也較低，在一些中小型企業(yè)中的應用比較廣泛，但該處理工藝只能針對一些特定的工業(yè)廢氣進行處理，用途單一；處理效果不理想，會生產(chǎn)二次固廢物。
[0005]2、吸附法:吸附法的應用廣泛，具有能耗低、工藝成熟、去除率高、凈化徹底、易于推廣的優(yōu)點，有很好的環(huán)境和經(jīng)濟效益，吸附法主要用于低濃度，高通量可揮發(fā)性有機物(VOCs)的處理。但設備龐大，吸附填料用量大，易于飽和，使用周期短，更換頻繁，更換下的吸附劑需要二次無害化處理，容易造成二次污染。流程復雜，當廢氣中有膠質(zhì)物質(zhì)、油脂類物質(zhì)、微粒等或其他雜質(zhì)時，吸附劑易中毒。
[0006]3、生物法?，F(xiàn)階段主要工藝包括:生物過濾床、生物滴濾床以及生物洗滌床。該方法現(xiàn)在的應用推廣范圍有限，設備工藝也比較復雜，操作難度大，投入費用也相對較高。
[0007]4、催化燃燒法。在運行過程中，催化劑容易發(fā)生劣化現(xiàn)象，處理效率低，而且在處理過程中需要對廢氣進行預處理。整套系統(tǒng)投資費用高，運行費用也高。
[0008]國內(nèi)還有一些針對氮的氧化物廢氣的催化還原法，針對煤基烯烴廢氣的焚燒爐法，針對有機廢氣(主要是苯類廢氣)的噴淋凈化法等，這些工藝設備都存在很多的缺點，處理不徹底，投資大，運行費用高，設備工藝復雜，對有些工業(yè)廢氣達不到有效處理的效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的是提供其可以解決廢氣對空氣所造成的污染，進行有效治理的工藝及設備的技術。
[0010]本發(fā)明的技術方案是提供一種廢氣治理的電解處理方法，包括以下步驟:
[0011](I)廢氣被送入到一廢氣水過濾槽，過濾其中內(nèi)部的粉塵微粒和煙霧；
[0012](2)經(jīng)過步驟(I)過濾處理后的廢氣在引風機引力作用下由水槽下部進入電解催化氧化處理槽，廢氣沿著電解電極正負極板間隔向上運動，廢氣在溶解、過濾、分離多種條件下進行的催化氧化，使廢氣所攜帶的有毒有害物質(zhì)的化學電位得到改變，化學性質(zhì)發(fā)生變化，使有毒有害的廢氣變?yōu)闊o毒無害的氣體。
[0013]一種廢氣電解處理設備，其用于上述的方法。包括一廢氣水過濾槽，且所述廢氣過濾槽還連接一電解催化氧化槽，且所述電解氧化槽的出氣口連接一引風機，所述廢氣過濾槽及所述電解催化氧化槽的底部通過一沉渣槽連通，且所述沉渣槽、所述電解催化氧化槽和所述廢氣過濾槽內(nèi)部設有一定量的水。
[0014]所述沉渣槽底部設有一出渣口。
[0015]所述電解催化氧化槽通過一直流電供電。
[0016]所述沉渣槽通過一供水器為其內(nèi)部供水。
[0017]所述電解催化氧化槽內(nèi)部的電極板基材為抗氧化鈦金屬且表面涂覆有復合貴金屬。
[0018]還包括:將廢氣引入到廢氣過濾槽內(nèi)的引風機。
[0019]還包括將處理后的廢氣引出的負壓調(diào)節(jié)器。
[0020]還包括將沉渣槽排出污泥進行泥水分離的裝置，清液返回過濾槽，污泥集中進行無害化處理。
[0021 ] 還包括對所述沉渣槽、所述電解氧化槽和所述廢氣過濾槽內(nèi)部內(nèi)的水位進行補充控制的補充控制器。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0023](I)污廢氣體無需其它輔助工藝，就能得到徹底的凈化效果；
[0024](2)利用水的密度對廢氣進行過濾，顆粒物質(zhì)在重力的作用下沉積于沉淀槽內(nèi)，溶解于水中的廢氣物質(zhì)和不溶于水的廢氣物質(zhì)，在特定的催化氧化電位形成強勢電子云作用下，使物質(zhì)的化合反應劇烈而持續(xù)，物質(zhì)的化學鍵被打開，使污染物開環(huán)、斷鏈，分子鏈斷開分子架構(gòu)被改變，在陽極得到氧化，在陰極發(fā)生還原。有毒有害物質(zhì)在電解持續(xù)的氧化還原反應過程中生成新的物質(zhì)，變?yōu)闊o毒無害物質(zhì)，氧化物共價鍵形成絡合效應而聚凝，達到分離去除。
[0025](3)將廢氣和水混合進行電解，水即作為正負極之間的導體形成正負極的電子遷移運動，當廢氣在引力作用下穿越正、負電子之時，電解直接對廢氣發(fā)生氧化還原反應；而此時水也同時發(fā)生氧化還原反應，水在電解過程中所產(chǎn)生的氧化劑對廢氣發(fā)生間接氧化作用，多重氧化持續(xù)發(fā)生是本發(fā)明最重要的特點；
[0026](4)水對廢氣起到過濾的作用，同時，也是對廢氣進行電解過程的載體和電解質(zhì)，又是廢氣的氧化劑，水是循環(huán)使用，不造成二次污染，水的多重利用是本發(fā)明又一重要的特占.
[0027](5)電極板選用抗氧化鈦金屬為基材，涂有多種貴金屬具有催化效果的鍍層，使極板電流分布均勻；
[0028](6)電解采用低壓直流高頻率電源，節(jié)約能源，減少能耗，降低運行成本；
[0029]( 7 )本發(fā)明工藝、設備處理廢氣功能強大，該設備工藝可以同時處理多種廢氣和粉塵顆粒，對有機物和無機物都有很好的處理效果；
[0030](8)本發(fā)明工藝、設備主要利用電解來改變廢氣的化學電位,使其化學性質(zhì)發(fā)生改變，因此不需為處理哪一種廢氣單獨制定一套設備工藝，也不需要加入任何的化學藥劑。
[0031](9)該工藝設備在處理廢氣方面具有占地空間小，投資少，運行費用低；
[0032](10)該設備工藝構(gòu)成簡單，沒有復雜的管道，只需要一個進氣裝置，一個引風機，一個廢氣處理箱。廢氣處理箱可以根據(jù)氣體排放量的大小指定不同的規(guī)格；
[0033](11)本發(fā)明工藝、設備設計的電解反應器，電極板采用鈦金屬為基材，鍍復合貴金屬催化層，具有良好的析氧過電位，電流密度均勻，電流效率高，電極使用壽命較長。電極板設計為菱形三維電極，有效增大電極面積，提高電流效率；
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細說明，其中:
[0035]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖進一步闡述本發(fā)明的【具體實施方式】:
[0037]一種廢氣電解處理方法，包括以下步驟:
[0038](I)廢氣在引風機引力作用下被送入到一廢氣水過濾槽，過濾廢氣中的粉塵顆粒和煙霧；
[0039]( 2 )經(jīng)過步驟(I)處理后的廢氣在引風機引力作用下由水槽下部進入電解處理槽，廢氣沿著電解電極正負極板間隔向上運動，廢氣在溶解、過濾、分離多種條件下的催化氧化，使廢氣所攜帶的有毒有害物質(zhì)的化學電位被改變，化學性質(zhì)發(fā)生變化，使有毒有害的廢氣變?yōu)闊o毒無害的氣體。
[0040](3)廢氣經(jīng)過步驟(I)向步驟(2)運動的過程中經(jīng)水過濾的粉塵顆粒物在重力作用下，沉積在沉渣槽內(nèi)。
[0041]如圖1所示，一種廢氣電解處理設備，其適用于上述的方法，包括一廢氣過濾槽1，且所述廢氣過濾槽還連接一電解氧化槽4，且所述電解氧化槽的出氣口連接一風機，所述廢氣過濾槽及所述電解氧化槽的底部通過一沉渣槽2連通，且所述沉渣槽、所述電解氧化槽和所述廢氣過濾槽內(nèi)部設有水，所述沉渣槽底部設有一出渣口 5，出渣口下設有泥水分離器6，所述電解氧化槽通過一直流電源供電，所述廢氣電解處理設備內(nèi)通過一供水補充控制器為其內(nèi)部供水。根據(jù)權利要求3至6中任意一項所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，所述電解氧化槽內(nèi)部的電極板基材為抗氧化鈦金屬且表面涂覆有復合貴金屬。
[0042]本發(fā)明的出風口設有一引風機，通過該引風機將廢氣引入到設備內(nèi)，且本發(fā)明的水位的高低通過一補充控制器過行補充控制，本發(fā)明的出風口處通過一風壓調(diào)節(jié)器對出風口處的壓力進行調(diào)節(jié)。
[0043]本發(fā)明利用負壓將廢氣引入水中；利用水的密度做為廢氣過濾媒介；在過濾的過程中氣水形成汽水混合體；利用水作為電解質(zhì)，電化學的氧化還原反應可直接作用于廢氣中有毒有害物質(zhì)；水被電解后產(chǎn)生的多種氧化劑又間接對廢氣中的有毒有害物質(zhì)進行氧化反應，以電解電極發(fā)生氧化還原的原理，發(fā)明了一套新的廢氣處理工藝及設備。
[0044]廢氣通過引風機的引導進入隔離水槽，廢氣混合于水中，穿越隔離水槽和沉積槽，由沉積水槽進入電解水槽，廢氣經(jīng)正負極板間距之間向上運動，當廢氣經(jīng)過正負極之間，電極釋放電子在陽極發(fā)生氧化反應，在負極發(fā)生還原反應，同時水被電解后產(chǎn)生大量的氫氧自由基、二氧化氯及原子氧等強氧化劑也同時對廢氣分子結(jié)構(gòu)發(fā)生氧化反應，電解電極對廢氣產(chǎn)生催化氧化作用。水中的強氧化劑同時也對廢氣產(chǎn)生氧化作用，此時廢氣中攜帶的污染物質(zhì)的化學電位發(fā)生了改變，從而改變了廢氣的化學性質(zhì)。使有毒變?yōu)闊o毒，使有害變成無害，持續(xù)的電化學反應使廢氣中的物質(zhì)向碳和水的方向改變。
[0045]本發(fā)明和廢氣處理箱中按功能分若干處理槽，在槽中加入一定量的水，設計了一個電解裝置。
[0046]該工藝設備是利用引風機產(chǎn)生的引力將廢氣引入原理，引風機出口成正壓，入口為負壓，廢氣在引風機引力作用下由進氣口進入隔離水槽，經(jīng)過廢氣處理箱水的過濾后，使廢氣中的粉塵、顆粒物、能溶于水的氣體予以去除，氣體進入廢氣處理箱中的電解裝置，通過正負極板間隔向上運動，當氣體通過正負電極時，正負電極對氣體直接發(fā)生氧化還原反應，氣體經(jīng)過電解裝置時，電極釋放的電子使廢氣中有毒有害氣體的化學電位升高或降低，而發(fā)生氧化還原反應，于此同時水受到電解氧化作用時產(chǎn)生的氫氧自由基、二氧化氯等氧化劑對廢氣繼續(xù)發(fā)生著的氧化反應。廢氣在溶解、過濾、分離多種條件下的催化氧化，使廢氣所攜帶的有毒有害物質(zhì)的化學電位被改變，化學性質(zhì)發(fā)生變化，使有毒有害的廢氣變?yōu)闊o毒無害的氣體。氧化還原反應同時產(chǎn)生的氣浮現(xiàn)象使氣體沿極板間隔上升排向大氣，達到國家廢氣排放標準。
[0047]該工藝及設備是利用水對氣體過濾功能；在引力的作用下氣體混合于水中，水作為氣體的載體功能；電解所必須的電解質(zhì)，水作為電解質(zhì)對氣體直接發(fā)生氧化還原反應，水的電解質(zhì)功能；此時水在電解持續(xù)作用下成為電解水，電解水中形成的多種氧化劑，對混合于水中的氣體又以不同的氧化電位對氣體所含物質(zhì)發(fā)生持續(xù)氧化功能；水在本工藝中構(gòu)成四位一體，合四為一。
[0048]廢氣在外部引風機的引力下，由進氣口進入設備水槽，也稱為預處理水槽，主要作用是:a、過濾廢氣中的粉塵顆粒和煙霧；b、將廢氣能溶于水中的物質(zhì)溶解于水中；c、水受到持續(xù)有效的電解時水中產(chǎn)生大量氫氧自由基、負氧離子、次氯酸、二氧化氯等強氧化劑，當廢氣混合于水中間接的發(fā)生多電位氧化反應。
[0049]廢氣經(jīng)過預處理水槽處理后進入廢氣電解處理槽，這時的廢氣和水已混合為一體，廢氣在引風機引力作用下由水槽下部進入電解處理槽，廢氣沿著電解電極正負極板間隔向上運動。當廢氣通過電極間隔時在正極受到氧化反應，在負極接受還原反應。電解對廢氣直接發(fā)生著氧化還原反應，廢氣中所含物質(zhì)的化學電位升高或降低，而發(fā)生氧化還原反應。于此同時水受到電解持續(xù)氧化作用時產(chǎn)生的氫氧自由基、二氧化氯等氧化劑對廢氣繼續(xù)發(fā)生著間接的氧化反應。廢氣在溶解、過濾、分離多種條件下的催化氧化，使廢氣所攜帶的有毒有害物質(zhì)的化學電位被改變，化學性質(zhì)發(fā)生變化，使有毒有害的廢氣變?yōu)闊o毒無害的氣體，排向大氣。因此，電解廢氣處理裝置能夠使有毒有害的氣體物質(zhì)變成無毒無害的氣體物質(zhì)。
[0050]在引風機引力的作用下在進氣口形成一個穩(wěn)定的負壓條件，廢氣在負壓的條件下進入設備箱體，設備箱體根據(jù)工藝要求設有廢氣預氧化過濾處理槽，顆粒物收集沉積槽，電解氧化處理槽、引風機、風壓調(diào)節(jié)器、泥水分離等，整個廢氣電解處理裝置構(gòu)成一個完整的箱式設備。整個設備為全密封負壓狀態(tài)下工作，設備設有進出氣口和沉渣收集口，當廢氣在引風機的引力下沿風道向風機送出口方向運動，引力首先克服了水槽內(nèi)水密度形成的阻力，當廢氣通過正負電極間隔時電解對氣水混合電解過程中部分水分子被分解成氫離子、氧離子，氫離子、氧離子形成聚合現(xiàn)象產(chǎn)生大量膠性氣體，形成細小氣泡從水中溢出。所謂膠性就是氫離子帶正電荷，氧離子帶負電荷，正電荷的離子向上運動過程中吸附帶負電荷的離子。帶負電荷的離子在向上運動過程中吸附帶正電荷的離子，形成絡合氣浮現(xiàn)象。此時廢氣受到直接電解氧化和間接氧化同時和水中析出的氫離子、氧離子在正負電荷作用下使廢氣得到更深度的凈化并隨著氣體的上浮效應使凈化處理的氣體溢出水面進入排氣通道，排向大氣。
[0051]本發(fā)明在廢氣處理設備中加入電解裝置就能使廢氣處理更徹底可靠。該工藝適用各種廢氣處理，具有廣闊的發(fā)展前景，本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0052](I)氣體無需其它輔助工藝，就能得到徹底的凈化效果；
[0053](2)利用水的密度對廢氣進行過濾，溶解于水中的物質(zhì)經(jīng)電解處理后進行循環(huán)使用，不造成二次污染；
[0054](3)將廢氣和水混合進行電解，水即作為正負極之間的導體形成正負極的電子遷移運動，當廢氣在引力作用下穿越正、負電子之時，電極直接對廢氣發(fā)生氧化還原反應，而此時水也被電解所產(chǎn)生的多種氧化劑對廢氣發(fā)生間接多電位氧化作用，多重氧化持續(xù)發(fā)生是本發(fā)明最重要的特點；
[0055](4)電極板選用抗氧化鈦金屬為基材，涂有多種貴金屬具有催化效果和良好的析氧過電位，電流密度均勻，電流效率高，電極使用壽命較長；
[0056](5)電極板設計為菱形三維電極，有效增大電極面積，提高電流效率；
[0057](6)電解采用低壓直流高頻率電源，節(jié)約能源，減少能耗，降低運行成本；
[0058]( 7 )工藝設備處理廢氣功能強大，該設備工藝可以同時處理多種廢氣和粉塵顆粒，對有機物和無機物都有很好的處理效果。該工藝設備主要利用電解來改變廢氣的化學電位，使其化學性質(zhì)發(fā)生改變，因此不需為處理哪一種廢氣單獨制定一套設備工藝，也不要加入化學藥品；
[0059](8)占地空間小，投資少，運行費用低。該設備工藝構(gòu)成簡單，幾乎沒有復雜的管道，只需要一個進氣裝置，一個吸風機，一個廢氣處理箱，一個泥水分離器。廢氣處理箱可以根據(jù)氣體排放量的大小設計不同的規(guī)格，占地空間小。設備電極板采用鈦電極板，使用壽命長，不需要加入其他化學藥品，經(jīng)常補充廢氣處理箱中的水即可，整個設備投資少，運行費用低，比國內(nèi)其他廢氣處理設備投資節(jié)約15-35%左右的投資；
[0060](9)本發(fā)明工藝、設備具有良好廢氣處理能力和安全性能，不會產(chǎn)生爆燃、回火現(xiàn)象，適應各種廢氣處理和多行業(yè)的廢氣處理。
[0061]本發(fā)明利用電解的電化學原理和化學氧化劑氧化原理，使經(jīng)過電解裝置的廢氣的化學電位發(fā)生變化，從而改變其化學性質(zhì)來處理廢氣，，且凡在廢氣處理設備中加入電解裝置，利用水的媒介作用，即便電解材料不一樣，只要其工作原理相同，均屬于本發(fā)明的專利范疇。如果未經(jīng)通知說明仿造本設備，則屬于侵權行為；如果因需要使用本發(fā)明，則需要向發(fā)明人付費說明。
[0062]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種廢氣電解處理設備，其特征在于，其用于權利要求1所述的方法。
2.根據(jù)權利要求2所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，包括一廢氣過濾槽，且所述廢氣過濾槽還連接一電解催化氧化槽，且所述電解催化氧化槽的出氣口連接一風機，所述廢氣過濾槽及所述電解催化氧化槽的底部通過一沉渣槽連通，且所述沉渣槽、所述電解催化氧化槽和所述廢氣過濾槽內(nèi)部設有水。
3.根據(jù)權利要求3所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，所述沉渣槽底部設有一出渣口。
4.根據(jù)權利要求3所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，所述沉渣槽出渣口和泥水分離器相連。
5.根據(jù)權利要求3所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，所述電解催化氧化槽通過低壓直流電供電。
6.根據(jù)權利要求3所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，所述設備內(nèi)用水通過液位控制由供水器為其內(nèi)部自動補充供水。
7.根據(jù)權利要求1所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，還包括將廢氣引入到電解處理設備內(nèi)廢氣過濾槽及廢氣電解催化氧化槽內(nèi)的引風機。
8.根據(jù)權利要求7所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，還包括將處理后的廢氣引出的負壓調(diào)節(jié)器。
9.根據(jù)權利要求7所述的廢氣電解處理設備，其特征在于，還包括對所述沉渣槽、所述電解催化氧化槽和所述廢氣過濾槽內(nèi)的水位進行自動控制的，自動補水控制器。
【文檔編號】B01D53/86GK104174286SQ201310201150
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權日:2013年5月27日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:上海元清環(huán)保科技有限公司