一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，包括筒體和電解反應(yīng)器；所述筒體的兩端分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口；所述筒體內(nèi)部設(shè)有電解反應(yīng)器；所述電解反應(yīng)器包括若干組單元反應(yīng)器；所述單元反應(yīng)器包括并行設(shè)置的正極導(dǎo)電板和負(fù)極導(dǎo)電板；所述正極導(dǎo)電板、負(fù)極導(dǎo)電板之間由粒子群電極填充。本實(shí)用新型可以有效提高含苯有機(jī)污染物的廢氣的處理效果，有機(jī)廢氣在粒子群電極表面吸附后即刻被降解，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣吸附與降解一體化，處理效率高，無(wú)二次污染。裝置體積小，設(shè)備成本低，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行使用費(fèi)用低廉；本裝置可根據(jù)廢氣量和處理要求配備適當(dāng)數(shù)量的單元反應(yīng)器，經(jīng)濟(jì)、高效。
【專利說(shuō)明】一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，特別是一種利用粒子群電極吸附，結(jié)合電催化氧化吸收有機(jī)廢氣的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]含苯、甲苯、(鄰、間、對(duì))二甲苯、乙苯、苯乙烯、異丙苯有機(jī)廢氣，產(chǎn)生于石油化工、有機(jī)化工、煉焦業(yè)、農(nóng)藥、橡膠粘合劑、人造革、漆布、膠布、絕緣材料業(yè)以及裝修家具制造業(yè)等。這些苯系物污染物不僅對(duì)人體有較大的毒性，危害身心健康，而且大量排放還對(duì)局部環(huán)境造成嚴(yán)重影響。由于這類廢氣化學(xué)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，不易降解，加之水溶性較差，給凈化處理帶來(lái)很大的困難。
[0003]一般地，采用吸收和吸附技術(shù)、冷凝技術(shù)和熱破壞技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的苯系物有機(jī)廢氣實(shí)用治理技術(shù)，但上述方法都有各自無(wú)法避免的缺陷，其中冷凝法主要用于高濃度苯系物的去除，但對(duì)低濃度苯系物采用冷凝的成本較高，故只能用于苯系物有機(jī)廢氣治理的預(yù)處理；采用水和柴油或添加其它特種有機(jī)溶劑對(duì)苯系物進(jìn)行吸收處理，由于苯系物親水性差，故處理效果一般，此外吸收法運(yùn)行成本過(guò)高、同時(shí)極易造成尾氣中非甲烷總烴的超標(biāo)，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，吸收技術(shù)只是作為其他治理技術(shù)的輔助手段用于廢氣的前處理工藝和后處理工藝中。吸附法對(duì)低濃度苯系物脫除效率較高，但吸附劑需更換或再生，無(wú)法達(dá)到徹底去除有害氣體的目的，故常與熱力氧化等方法聯(lián)用，另外對(duì)于含有顆粒物或者橡膠彈性體類廢氣，吸附劑因活性空隙 被堵塞而失效，對(duì)于處理大氣量時(shí)吸附劑用量大，吸附設(shè)備體積龐大，投資成本高。熱力氧化法(包括熱力焚燒、催化燃燒以及蓄熱燃燒)能有效分解苯系物，但系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行條件要求較高，對(duì)于催化燃燒要求在20(TC以上運(yùn)行，而對(duì)于熱力焚燒和蓄熱燃燒要求在700°C以上運(yùn)行，投資和運(yùn)行費(fèi)用高。對(duì)于含硫和鹵素的廢氣，易造成/[隹化劑中毒。
[0004]電解氧化技術(shù)是環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最廣泛的電化學(xué)方法，該法是在外加電場(chǎng)作用下，通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)直接降解有機(jī)污染物，或利用在電極反應(yīng)產(chǎn)生的各種羥基自由基(.0H)、臭氧、H2O2、次氯酸根、氯氣和原子氧等強(qiáng)氧化劑中間產(chǎn)物使污染物被降解。然而傳統(tǒng)的平板二維電極面體比較小，單位槽體處理量小，電流效率低，尤其是在電導(dǎo)率低時(shí)，因而在實(shí)踐中難以有突破性進(jìn)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的在于解決上述【背景技術(shù)】中提到的問(wèn)題，提供一種能夠有效處理含苯有機(jī)廢氣且成本較低的裝置。
[0006]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:包括筒體和電解反應(yīng)器；所述筒體的兩端分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口 ；所述筒體內(nèi)部設(shè)有電解反應(yīng)器；所述電解反應(yīng)器包括若干組單元反應(yīng)器；所述單元反應(yīng)器包括并行設(shè)置的正極導(dǎo)電板和負(fù)極導(dǎo)電板；所述正極導(dǎo)電板、負(fù)極導(dǎo)電板之間由粒子群電極填充。
[0008]所述正極導(dǎo)電板為Ti電極層一表層或Ti電極層一中間層一表層結(jié)構(gòu)；所述中間層、表層為復(fù)合金屬氧化物層。所述表層為IrO2-MnO2層。所述中間層為SnO2-Ta2O5層。
[0009]所述正極導(dǎo)電板和負(fù)極導(dǎo)電板縱向設(shè)置。所述負(fù)極導(dǎo)電板為外面包裹絕緣膜的不銹鋼網(wǎng)。不銹鋼網(wǎng)圍繞在正極導(dǎo)電板周圍。
[0010]所述進(jìn)氣口和出氣口分別設(shè)在筒體的下端和上端。
[0011]所述筒體靠進(jìn)氣口的一端設(shè)有氣體分布器；廢氣從進(jìn)氣口經(jīng)氣體分布器可以分布更均勻；所述筒體靠出氣口的一端設(shè)有除霧器；除霧器可以有效的去除夾雜在廢氣中的霧沫和灰塵。
[0012]所述筒體外壁上分布有水冷卻夾套，水冷卻夾套的兩端分別設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口。冷卻水夾套通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量以控制電解質(zhì)溶液溫度在30°C以下。
[0013]所述筒體的上端和下端分別設(shè)有電解質(zhì)溶液入口和電解質(zhì)溶液出口。
[0014]所述單元反應(yīng)器為9組。
[0015]所述電解反應(yīng)器的尺寸為500mmX500mmX 1000mm ;所述正極導(dǎo)電板的間距為IOOmm0
[0016]所述粒子群電極為直徑為I?20mm的活性炭。
[0017]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的顯著優(yōu)點(diǎn)是:1)本實(shí)用新型的電極材料低電阻率、高析氧電位，粒子群電極極大地提高了電解槽單位體積有效反應(yīng)表面積，傳質(zhì)效果、電流效率相應(yīng)提聞；2)本實(shí)用新型電極壽命長(zhǎng)，電解運(yùn)行2000h以上還能保持良好的去除效果；3)本實(shí)用新型采用活性炭粒子群電極吸附結(jié)合電催化氧化，可以有效提高含苯、甲苯、(鄰、間、對(duì))二甲苯、乙苯、苯乙烯、異丙苯等有機(jī)污染物的廢氣的處理效果；有機(jī)廢氣在粒子群電極表面吸附后即刻被降解，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣吸附與降解一體化，處理效率高，無(wú)二次污染；4)本實(shí)用新型裝置體積小，設(shè)備成本低，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行使用費(fèi)用低廉；5)本裝置不通電時(shí)可吸附廢氣，通電時(shí)去除廢氣效果更好，可根據(jù)吸附要求決定，也可根據(jù)廢氣量和處理要求配備適當(dāng)數(shù)量的單元反應(yīng)器，經(jīng)濟(jì)、高效。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型裝置包括筒體I和電解反應(yīng)器；筒體下端設(shè)有進(jìn)氣口 2，上端設(shè)有出氣口 3 ;筒體I內(nèi)部設(shè)有電解反應(yīng)器；電解反應(yīng)器可由若干組單元反應(yīng)器組成，如7組、9組等，當(dāng)設(shè)置9組時(shí)，電解反應(yīng)器的尺寸為500mmX500mmX 1000mm ;正極導(dǎo)電板
(4)的間距為IOOmm ;單兀反應(yīng)器包括正極導(dǎo)電板4和負(fù)極導(dǎo)電板5 ;正極導(dǎo)電板4、負(fù)極導(dǎo)電板5之間由粒子群電極6填充。正極導(dǎo)電板4和負(fù)極導(dǎo)電板5呈豎直放置，不銹鋼網(wǎng)圍繞在正極導(dǎo)電板4周圍。筒體I與進(jìn)氣口 2之間設(shè)有氣體分布器7 ;筒體I與出氣口 3之間設(shè)有除霧器8 ;筒體外壁上分布有水冷卻夾套9，水冷卻夾套的兩端分別設(shè)有冷卻水入口10和冷卻水出口 11。筒體I的上端和下端分別設(shè)有電解質(zhì)溶液入口 12和電解質(zhì)溶液出口13。[0020]待處理苯系物有機(jī)廢氣由裝置進(jìn)氣口 2通過(guò)氣體分布器7進(jìn)入由導(dǎo)電板與粒子群電極6組成的電解反應(yīng)器時(shí),有害氣體在粒子群電極6與導(dǎo)電板構(gòu)成的無(wú)數(shù)個(gè)微電池的電極反應(yīng)作用下得到有效的吸附和降解，凈化后的氣體通過(guò)除霧器8除霧后從出氣口 3排出。
[0021]實(shí)施例1
[0022]本裝置內(nèi)置電解反應(yīng)器的尺寸為500mmX 500mmX 1000mm，由9組單元反應(yīng)器組成，正極導(dǎo)電板由9根Ir02-Mn02/Sn02_Ta205/Ti電極組成,正極導(dǎo)電板間距為100mm,負(fù)極導(dǎo)電板為不銹鋼網(wǎng)，電極網(wǎng)孔均為2mmX 2mm。正極導(dǎo)電板和負(fù)極導(dǎo)電板呈豎直放置,不銹鋼網(wǎng)圍繞在正極導(dǎo)電板周圍。正極導(dǎo)電板、負(fù)極導(dǎo)電板之間由直徑為IOmm的活性炭顆粒填充。電解液為質(zhì)量濃度5%的硫酸鈉溶液，為了對(duì)照，同樣的裝置，無(wú)活性炭填充。氣體流量20m3/h ;氣體溫度20°C ;電解質(zhì)溶液溫度控制在30°C以下，考察對(duì)含苯有機(jī)廢氣的吸附效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。數(shù)據(jù)表明，活性炭粒子群電極可以提高苯系物在電極表面的吸附效果。
[0023]表1不同填充材料下苯系物吸附效果
【權(quán)利要求】
1.一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:包括筒體(I)和電解反應(yīng)器；所述筒體的兩端分別設(shè)有進(jìn)氣口(2)和出氣口(3);所述筒體內(nèi)部設(shè)有電解反應(yīng)器；所述電解反應(yīng)器包括若干組單元反應(yīng)器；所述單元反應(yīng)器包括并行設(shè)置的正極導(dǎo)電板(4)和負(fù)極導(dǎo)電板(5);所述正極導(dǎo)電板(4)、負(fù)極導(dǎo)電板(5)之間由粒子群電極(6)填充。
2.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述正極導(dǎo)電板(4)和負(fù)極導(dǎo)電板(5)縱向設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述負(fù)極導(dǎo)電板(5)為外面包裹絕緣膜的不銹鋼網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述進(jìn)氣口(2)和出氣口(3)分別設(shè)在筒體(I)的下端和上端。
5.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述筒體(I)靠進(jìn)氣口(2)的一端設(shè)有氣體分布器(7);所述筒體(I)靠出氣口(3)的一端設(shè)有除霧器(8)。
6.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述筒體(I)外壁上分布有水冷卻夾套(9)，水冷卻夾套(9)的兩端分別設(shè)有冷卻水入口(10)和冷卻水出口(11)。
7.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述筒體(I)的上端和下端分別設(shè)有電解質(zhì)溶液入口(12)和電解質(zhì)溶液出口(13)。
8.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述單元反應(yīng)器為9組。
9.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述電解反應(yīng)器的尺寸為500mmX 500mmX IOOOmm ;所述正極導(dǎo)電板(4)的間距為IOOmm0
10.如權(quán)利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述粒子群電極(6)為直徑為I?20mm的活性炭。
【文檔編號(hào)】B01D53/32GK203408616SQ201320409508
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】李國(guó)平, 胡志軍, 楊振亞, 王彧, 何忠 申請(qǐng)人:江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院