CN110721563A - 含氯有机废气净化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于含氯有机废气净化处理工艺，属于废气处理技术领域。所述具体方法为对高浓度二氯甲烷、二氯乙烷、丙酰氯、氯苯等含氯有机废气进行收集，在引风机的作用下，含氯有机废气依次经过铁炭微电解反应器、UV光解设备进行处理、最后通过排气筒达标排放。本发明利用铁炭微电解对含氯有机废气进行预处理，可以最大程度降低含氯有机废气浓度，同时能将大分子物质进行氧化裂解，提高UV光解的处理效率，从而确保废气达标排放。

Description

含氯有机废气净化处理工艺

技术领域

本发明属于含氯有机废气净化处理工艺技术领域，尤其涉及一种含氯有机废气净化处理工艺。

随着现代工业的发展，含氯化合物作为一类重要的原料，在化工、医药、防腐剂、制革、纺织、涂料、电子和农药等行业中均有广泛的运用，而这些含氯化合物以有机物为主，由于其具有挥发性，因此在生产使用过程中会产生含氯有机废气。

含氯有机化合物主要包括氯代烃，氯代烯烃、氯代芳香烃、酰氯等，其代表性物质有二氯甲烷、二氯乙烷、1、2-二氯乙烯、氯代苯、苄氯、氯丙酰氯等，这些物质具有很强的光化学反应活性，并且由于其具有很高的环境毒理学特征，因此已成为大气污染的主要物质。

鉴于含氯有机废气严重污染环境，其治理成为当前国内外环境研究的热点。目前较为成熟的含氯有机废气处理工艺主要有：冷凝法、吸附法、有机溶剂吸收法、生物法、光催化氧化法、UV光解法、直接燃烧法及催化燃烧法等。

在工业应用中，废气处理工艺中的各种传统工艺各有优缺点，且其应用范围是有限制的。例如冷凝法一般适用于高浓度有机废气；吸附法适用处理组分单一，浓度较高且具有较高回收和利用价值的有机废气；催化燃烧法适用处理排放稳定，风量较小并且不含容易引起催化剂中毒(含硫、含氯、含氮)的有机废气，直接燃烧法适用处理排放稳定，热值较高并且不含容易引起设备腐蚀的含氯有机废气。

发明内容

本发明主要解决催化燃烧法处理含氯有机废气容易引起催化剂中毒，单纯UV光解处理含氯有机废气效率不高，蓄热燃烧法处理含氯有机废气投资成本过高，为含氯有机废气处理提供一种技术可行、经济合理、达标可靠的新工艺。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案包括以下两个步骤：

所述步骤一：含氯有机废气通过废气收集管道进入铁炭微电解反应器，气体自下而上通过铁屑和活性炭填料层，并与喷淋的水溶液充分接触，废气首先被铁屑-活性炭混合填料吸附，由于铁屑和活性炭颗粒在酸性条件下可形成原电池，电极反应生成具有高的化学活性的[H]，与吸附在铁屑-活性炭混合填料表面的废气发生有效脱氯还原反应，生成的氯化氢在喷淋液的洗涤作用下溶于水而被去除。

上述铁屑-活性炭混合填料通过如下方法制备：用1mol/L的NaOH溶液清洗铁屑表面油污，冲洗干净后，再用1％的硫酸进行活化去除表面的铁锈，水洗至中性后烘干备用。

用60-80℃的蒸馏水煮活性炭30min，目的是清除活性炭表面灰尘等杂质，之后放入80℃的烘箱中烘干备用。

将上述处理好的铁屑和活性炭取出，按质量比3：4混合均匀，投入铁炭微电解反应器中，形成铁炭混合填料层。

含氯有机废气在引风机的作用下，自下而上通过铁炭填料层，喷淋液在水泵的作用下，自上而下通过铁炭填料层，在三相界面形成无数原电池发生电化学反应，生成高能活性[H]，与含氯有机废气发生氧化还原反应。

所述步骤二：经过脱氯后的废气进入UV光解设备，在紫外线的照射下，废气分子键断裂，形成游离状态的单分子。同时，空气中的氧分子在高能UV紫外线光束的作用下产生游离氧，即活性氧，因游离氧不稳定需要与氧分子结合，进而产生臭氧，由于臭氧对有机物具有极强的氧化作用，使游离状态的有机物单分子被臭氧氧化形成无害或低害的小分子化合物，处理后的尾气通过排气筒达标排放。

本产品采用特制的高能高臭氧UV光束(波长范围170-184.9nm)，照射有机气体，使有机气体分子内部发生裂解，化学键断裂，形成游离状态的原子或基团。

利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧不稳定需与氧分子结合，进而产生臭氧。

净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对经脱氯后的有机废气进行彻底氧化分解反应，使其被降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。

与现有技术相比，本技术的优势如下：

(1)含氯有机废气先通过铁炭微电解反应器，在高能活性[H]作用下发生脱氯还原反应，对氯的去除效率达到95％以上，净化后的废气基本不含氯。

(2)铁炭微电解反应器结构简单，占地面积小，只需投加活性炭和铁屑作为原电池形成阳极和阴极即可反应，操作维护简便，使用寿命长，整套装置较易实现工业化应用，适用于中小型工厂废气处理。

(3)所用填料成本低廉且易获得，运行时只需定期补充作为腐蚀电极的铁屑，不需要更换活性炭，是一种很好的“以废治废”的方法。无需额外耗能，可大幅度节约运行成本。

(4)耐负荷能力强，受环境影响较小。该技术能耐较强的冲击负荷，并且处理效果受环境温度、空气湿度等的影响较小。

本发明采用铁炭微电解+UV光解组合工艺处理含氯有机废气，铁炭微电解技术不仅可以使含氯有机废气发生脱氯还原放应，而且可以使废气中的大分子，难降解有机物发生氧化分解而被去除；UV光解进一步对废气进行氧化分解，生成二氧化碳和水，确保废气达标排放。

附图说明

图1为本发明一种含氯有机废气净化处理工艺装置结构示意图，其中1-铁炭微电解反应器，2-铁炭填料层，3-UV光解设备，4-喷淋泵，5-引风机，6-排气筒。

具体实施方式：

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施案例仅是本发明一部分实施例，不是全部实施例，本发明不受实施例的限值。

本发明提供一种含氯有机废气净化处理工艺，如图1所示，所述方法具体步骤如下：

(1)含氯有机废气在引风机的作用下，通过废气收集管道自下而上进入铁炭微电解反应器，有机氯在高能活性[H]作用下发生脱氯氧化反应。

(2)喷淋液在喷淋泵的作用下，自上而下通过铁炭微电解反应器，与废气充分接触，废气中的可溶性组分以及脱氯还原产物氯化氢溶于喷淋液而被去除。

(3)经脱氯后的有机废气通过废气管道进入UV光解设备，在高能紫外线的作用下，废气分子键被打断形成小分子化合物。

(4)同时废气中的氧气在高能紫外线的作用下生产臭氧，对小分子化合物进一步氧化分解成二氧化碳和水。

(5)经上述工艺处理的废气在引风机的作用下通过15高排气筒达标排放。

(6)含氯有机废气种类、浓度、风量不同，所选择的铁-碳质量比、喷淋液流量、停留时间以及设备尺寸等均存在较大差异。

(7)含有不饱和键、易聚合的氯乙烯、氯苯乙烯等，采用此工艺进行处理时，容易生成高分子聚合物堵塞设备及管道，本发明不适用。

(8)应当指出，对于废气治理领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可做出若干改进和调整，这些改进和调整也视为本发明的保护范围。

实施例1

某制药企业排放的含氯有机废气：二氯甲烷3000ppm、二氯乙烷1600ppm、二氯丙烷200ppm、丙酰氯150ppm、氯苯90ppm。

将上述含氯有机废气通过废气收集管道通入铁炭微电解反应器，其中铁屑600g(铁屑的补充速率为5g/24h)，活性炭800g，水20L，水温25℃，加硫酸调节喷淋液初始pH值为3.0，循环水量为100L/h，进气量控制在500mL/min，停留时间3s；接着废气进入UV光解设备，其中紫外灯管数量15支，每根灯管功率为8w，进气量控制在500mL/min，停留时间2s，处理后的废气通过排气筒排放，在检测口取样分析，其中各含氯有机废气浓度如下：二氯甲烷2.3ppm、二氯乙烷1.8ppm、二氯丙烷0.9ppm、丙酰氯0.6ppm、氯苯0.7ppm，经计算主要含氯有机物的去除效率均在99.2％以上。

连续运行120小时以后，取样分析各含氯有机废气浓度如下：二氯甲烷3.3ppm、二氯乙烷2.3ppm、二氯丙烷0.7ppm、丙酰氯0.4ppm、氯苯0.8ppm，经计算主要含氯有机物的去除效率均在98.6％以上。

对比例1

某制药企业排放的含氯有机废气：二氯甲烷3000ppm、二氯乙烷1600ppm、二氯丙烷200ppm、丙酰氯150ppm、氯苯90ppm。

将上述含氯有机废气通过废气收集管道通入UV光解设备，其中紫外灯管数量15支，每根灯管功率为8w，进气量控制在500mL/min，停留时间2s，处理后的废气通过排气筒排放，在检测口取样分析，其中各含氯有机废气浓度如下：二氯甲烷426ppm、二氯乙烷360ppm、二氯丙烷36ppm、丙酰氯72ppm、氯苯53ppm，经计算主要含氯有机物的去除效率均在52.2％左右。

由此可见，本发明采用铁炭微电解+UV光解组合工艺处理含氯有机废气，解决了单一UV光解处理效率不足的问题，含氯有机废气去除效率达到99.2％以上，同时铁炭微电解反应器在运行过程中仅需补充少量铁屑，运行成本相比较传统工艺大大降低。

Claims (6)

1.含氯有机废气净化处理工艺，其特征在于，步骤一：含氯有机废气通过废气收集管道进入铁炭微电解反应器，气体自下而上通过铁屑、活性炭填料层，并与喷淋的水溶液充分接触，废气首先被铁屑、活性炭混合填料吸附，由于铁屑和活性炭颗粒在酸性条件下可形成原电池，电极反应生成具有高的化学活性的[H]，与吸附在铁屑、活性炭混合填料表面的废气发生有效脱氯还原反应，生成的氯化氢在喷淋液的洗涤作用下溶于水而被去除；步骤二：经过脱氯后的废气进入UV光解设备，在紫外线的照射下，废气分子键断裂，形成游离状态的单分子，空气中的氧分子在高能UV紫外线光束的作用下产生游离氧，即活性氧，因游离氧不稳定需要与氧分子结合，进而产生臭氧，由于臭氧对有机物具有极强的氧化作用，使游离状态的有机物单分子被臭氧氧化形成无害或低害的小分子化合物，处理后的尾气通过排气筒达标排放。

2.如权利要求1所述的含氯有机废气净化处理工艺，其特征在于，所述的铁屑、活性炭混合填料通过如下方法制备：用1mol/L的NaOH溶液清洗铁屑表面油污，冲洗干净后，再用1％的硫酸进行活化去除表面的铁锈，水洗至中性后烘干备用；用60-80℃的蒸馏水煮活性炭30min，目的是清除活性炭表面灰尘等杂质，之后放入80℃的烘箱中烘干备用；将上述处理好的铁屑和活性炭取出，按质量比3：4混合均匀，投入铁炭微电解反应器中，形成铁炭混合填料层。

3.如权利要求1所述的含氯有机废气净化处理工艺，其特征在于，高能UV紫外线光束的波长范围170-184.9nm。

4.如权利要求1所述的含氯有机废气净化处理工艺，其特征在于，步骤一中的活性炭选用脱色过程中产生的废活性炭。

5.如权利要求1所述的含氯有机废气净化处理工艺，其特征在，于喷淋液为次氯酸钠溶液，其浓度为0.6％-1.0％之间，当浓度降低时，需要定期补充新鲜工业次氯酸钠溶液以维持喷淋液浓度不变。

6.如权利要求1所述的含氯有机废气净化处理工艺，其特征在，UV光解设备臭氧浓度在15ppm-48ppm，当废气浓度较高时，臭氧浓度选择较高值，当废气浓度较低时，臭氧浓度选择较低值。

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