CN104841264A - 一种净化工业废气的新物质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种净化工业废气的新物质，新物质在常温下是一种棕灰色固体；水中的溶解度低于1％，甲醇中的溶解度大于10％；所述新物质的功效成分由脂肪酸的钙盐和小分子芳烃组成，无效成分为灰分和塑料。本发明净化工业废气的新物质及其制造方法优越效果在于：本发明公开了一种能够同时有效去除工业废气中的各种污染物的新物质，这些污染物包括诸如金属汞、绸环芳烃、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳等。新物质去除绸环芳烃是通过化学键和新物质在一起，而不是结合不紧密的物理吸附。净化工业废气的新物质以城市生活固体垃圾作为原材料便宜易得，而且制备过程是简单的催化水解反应，新物质的制备成本和使用成本低，使用方便且具有广阔的市场应用前景。

Description

一种净化工业废气的新物质
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种能够有效清除工业废气中污染物的新物质，尤其具备优异的吸收二氧化碳的能力。这种新物质以城市生活固体垃圾为原材料制备得到。
背景技术
煤热电厂的废气污染是最主要的环境污染源，主要包含氧化硫、氮氧化合物、粉尘、汞、绸环芳烃等。由于当前的能够彻底进行废气处理的技术的使用成本很高，而电价无法大幅上涨，绝大多数煤热电厂的废气处理技术都存在大量的污染物排废。根据文件报道，中国2012年的二氧化硫排放总量是2117.6万吨(美国1500万吨)、氮氧化合物排放总量是2337.8万吨(美国1877.5万吨)、汞的排放量是825.2吨(美国118.4吨)、绸环芳烃(PAHs，使用美国环保总署排放系数计算：0.0684公斤/吨煤)的排放量是23.9万吨(美国6.8万吨)、粉尘排放量448万吨等。这些污染物不仅严重污染环境，而且严重威胁人类的生命与健康。例如仅粉尘污染物导致的死亡，2010年是320万人[参阅Environ.Res.Lett.，9，2014年，104009(10pp)]。尽快减少这些污染物的排放，对人类的益处非常大。美国的研究结果显示，仅空气粉尘的水平下降1微克/立方米，就可以减少3万4千人的过早死亡。
市场成熟的空气污染控制设备，无法高效清除这些污染物。最近这些年新开发成功的技术，由于使用成本太高，而很少单位愿意使用。例如，活性炭注入技术，清除一磅的汞成本，超过16万美元(Environ Sci Technol，2001年，35，4367)，每年清除几百吨汞的成本可以说是天文数字；使用贵金属吸附剂(Nobel Metal Sorbents)，包括金、钯等，也是使用成本高昂。氧化反应法，被近年来作为重点在开发，因为，一旦汞被氧化为二价的汞，它的水溶性很高，并且和氢氧化钙形成非常稳定的沉淀。这些氧化法有很多，例如CeO2/HZSM-5催化氧化法、氯酸钠(NaClO2)氧化法、卤素自由基氧化法、尿素/高锰酸钾氧化法、S2Cl2,SCl2和S2Br2氧化法、光催化氧化法、双氧水氧化法、过氧酸氧化法或者这些方法的组合等。这些方法或受限于催化剂的活性、或受限于试剂的高价格、或受限于燃烧炉内的高含水量等，它们的使用成本仍然过于高昂，迄今为止未见实际生产线的应用。试图通过改变煤炭的燃烧状态或燃烧环境、或者通过添加特殊试剂都未能有效减少汞的排放(参阅文献：Energy Fuels，2014,28,123-135)。
对于氧化硫、氧化氮这两大类环境污染物，一般都是通过最高稳定氧化态的衍生物来脱除。例如氧化硫中的三氧化硫，常规使用石灰吸收转化为粗石膏；氧化氮中的二氧化氮，亦可同时被石灰吸收。但是二氧化硫、一氧化氮等低价的氧化物，它们被吸收的系数极小。采用催化降解的方法，对于煤热电厂废气这种复杂的体系，催化剂的活性下降很快，所以这类方法当前还仅限于研究领域。当前的主要研究方向是利用氧化方法，同时与汞一起被氧化，进而可以被清除。但是由于所有已知的氧化方法，应用成本太高而无法使用，氧化硫和氧化氮的排放一直很高。
绸环芳烃(PAHs：Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)是严重的致癌物，如肺癌、皮肤癌、膀胱癌等等，迄今为止，没有可靠的方法将它们从废气内清除。采用芬顿(Fenton)氧化法，成本太高且存在安全隐患；采用电子光束催化技术，虽然可以同时清除大多数的氧化硫和氧化氮，但是PAHs的清除率只有20％左右(Radiation Physicsand Chemistry,Volume 77,Issue 4,April 2008,Pages 490–496)，应用成本实在太高。
二氧化碳的排放，专家公认已经导致全球暖化，为节制二氧化碳的排放，回收煤热电厂产生的二氧化碳成为主攻目标。当前常见的氨水捕集法和低温甲醇捕集法都包含高温气体的冷却步骤，能量损耗太大。氧化钙吸收法的缺陷是氧化钙的结构是实心状态，只有氧化钙表面能够反应，单位重量的氧化钙吸收量太少。
当前，亟需发明出制造成本低、使用成本低并能够有效清除工业废气的新物质。如果这种物质能够同时清除工业废气中的所有污染物，包括汞、二氧化硫、氧化氮、绸环芳烃、一氧化碳、二氧化碳、和粉尘就会更加理想。
发明内容
本发明提供一种净化工业废气的新物质，以解决现有空气污染控制设备技术，使用成本太高的技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种净化工业废气的新物质，所述新物质在常温下是一种棕灰色固体；水中的溶解度低于1％，甲醇中的溶解度大于10％；所述新物质的功效成分由脂肪酸的钙盐和小分子芳烃组成，无效成分为灰分和塑料；所述脂肪酸的钙盐含量为0.5％-6％，所述小分子芳烃的含量为94％-99.5％；所述脂肪酸包括蜡酸、二十四烷酸、山嵛酸、花生酸、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸、癸酸、芥酸、亚油酸、异油酸、反油酸、油酸、棕榈油酸和肉豆蔻酸，所述小分子芳烃的每个分子内含有2-5个苯环，所述小分子芳烃的分子内至少有一个碳原子直接和氧原子连接。
一种制造净化工业废气的新物质的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)城市生活固体垃圾作为原材料；
(2)通过催化剂和辅剂对生活固体垃圾进行以水为溶剂的水解反应，固体垃圾水解反应的温度介于150-280℃之间，反应压力大于对应温度水的饱和蒸气压；
(3)城市生活固体垃圾水解反应结束后，将目标产物分离。
优选为，所述步骤(1)中的生活固体垃圾为纸、纸板、食物、面包、米饭、花园废物、草、树枝、塑料、金属、橡胶、皮物、纺织品、木头、玻璃、石头等混合物。
优选为，所述步骤(2)中水解反应的反应压力大于3个大气压。
优选为，所述步骤(2)中水解反应的条件：选用千分之一的催化剂重量比例用量、温度为250摄氏度、压力为50个大气压，城市生活固体垃圾的干重与水之间的重量比为1：7，反应时间为50-60分钟。
优选为，所述步骤(3)中目标产物的分离方法选择压滤方式。
优选为，所述步骤(3)中固体垃圾水解反应后的分离温度控制在50℃以上。
优选为，所述催化剂为9,10-二羟基-2,6-二磺酸钠蒽。
优选为，所述辅剂为生石灰或熟石灰。
本发明揭示的净化工业废气的新物质，甲基化反应后，反应产物是一种亮棕色到亮黑色的粘稠状液体，能够溶解在甲醇中，产物分子中的芳香氢是烷基氢的10-25％之间。
在采用上述技术方案后，本发明公开了一种能够同时有效去除工业废气中各种污染物的新物质，工业废气中的污染物诸如金属汞、绸环芳烃、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳等，还能同时吸收二氧化碳。这种新物质去除绸环芳烃是通过化学键和新物质结合在一起，而不是结合不紧密的物理吸附。
本发明公开的一种能够同时有效去除工业废气中的各种污染物的新物质，它吸收废气中污染物的能力受垃圾原料的组成影响。它吸收二氧化碳的量，不影响它吸收金属汞、绸环芳烃、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳等污染物的量。这个新物质，吸收二氧化碳的量，介于5-10％重量比之间；吸收二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳的能力，吸收一摩尔的这些物质，需要的新物质的量介于350-600克之间；吸收金属汞的能力，而吸收一公斤的金属汞，需要的新物质的量介于80-230公斤。吸收绸环芳烃的能力，吸收一摩尔的绸环芳烃，需要的新物质的量介于5-12公斤之间。
本发明净化工业废气的新物质的制备工艺简单，以城市生活固体垃圾作为原材料便宜易得，而且制备过程是简单的催化水解反应，新物质的制备成本和使用成本低，使用方便且具有广阔的市场应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将通过实施例作简单地介绍，显而易见地，下面描述本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其它的实施例。
图1是本发明净化工业废气的新物质通过甲基化反应后得到产物的核磁谱(1H-NMR)(溶剂是氘代甲醇)；
图2是本发明净化工业废气的新物质被酸化后的液质谱图(LCMS)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图2所示，净化工业废气的新物质在常温下是一种棕灰色固体；在常温下，水中的溶解度低于1％，甲醇中的溶解度大于10％；新物质的功效成分由脂肪酸的钙盐和小分子芳烃组成，无效成分为灰分和塑料；不计无效成分，脂肪酸的钙盐含量为0.5％-6％，小分子芳烃的含量为94％-99.5％；脂肪酸包括蜡酸(Cerotic acid)、二十四烷酸(Lignoceric acid)、山嵛酸(Behenic acid)、花生酸(Arachidic acid)、硬脂酸(Stearic acid)、棕榈酸(Palmitic acid)、肉豆蔻酸(Myristic acid)、月桂酸(Lauric acid)、癸酸(Capric acid)、芥酸(Erucic acid)、亚油酸(Linoleicacid)、异油酸(Vaccenic acid)、反油酸(Elaidic acid)、油酸(Oleic acid)、棕榈油酸(Palmitoleic acid)和肉豆蔻酸(Myristoleic acid)等。
小分子芳烃的每个分子内含有2-5个苯环，每个小分子芳烃的分子内至少有一个碳原子直接和氧原子连接。
这种新物质能够进行甲基化反应，反应产物是亮棕色到亮黑色的粘稠状液体并能够全部溶解在甲醇中。
试验中的工业废气使用压缩气体钢瓶气，压缩气体钢瓶气包括二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)和氮气(N2)。
本发明提供一种全新的物质，它能够同时清除工业废气中的所有污染物，包括汞、二氧化硫、氧化氮、绸环芳烃、一氧化碳、二氧化碳和粉尘，这种新物质的制造和使用成本低。
本发明揭示的全新物质以非常易于得到的城市生活固体垃圾(municipal sol idwaste)为原材料制备。
城市生活固体垃圾是指我们日常生活中扔掉的各种固体物质的混合物，以美国环保总署(USEPA，2010年美国数据)统计的数据为例，城市生活固体垃圾由下表中的物质组成：
为了确保新物质制备成本尽可能低，城市生活固体垃圾被选为原材料，同时垃圾基本上不需要分拣。制备净化工业废气新物质的城市固体垃圾，只有其中的玻璃、金属、石头不需要，这些废弃物可以使用现有的风选系统，将玻璃、金属、石头绝大多数除去。
为了确保新物质的制备成本尽可能的低，被选为原材料的城市生活固体垃圾，制备生产工艺选以水为溶剂的水解反应，这样作为原材料的垃圾就不需要干燥。
城市生活固体垃圾的成分非常复杂，并且滋生大量的微生物，城市生活固体垃圾水解反应的催化剂，选用对水解体系非常稳定的催化剂，这个催化剂不受绝大多数传统催化剂毒化剂的毒化，且具备很好的水溶解度：9,10-二羟基-2,6-二磺酸钠蒽(Sodium 9,10-dihydroxyanthracene-2,6-disulfonate)。
为了确保新物质的制备成本尽可能的低，催化剂的用量要尽可能的少。本发明中揭示的新物质制备反应中，催化剂用量为千分之一时，所有的城市生活固体垃圾中的有机物组分都能够被转化为水溶性的有机物。
为了确保城市生活固体垃圾中的所有微生物都被彻底清除，水解反应的温度需要大于150摄氏度、压力大于3个大气压；同时要防止在水解反应过程中，城市生活固体垃圾中有机物的碳化和气化导致目标产物产率的降低，水解反应的温度不超过280摄氏度，对应的反应体系的压力要大于该温度下的水的饱和蒸汽压。例如当水解反应的温度是250度时，对应的反应压力要控制在50个大气压或以上。
城市生活固体垃圾水解反应的辅剂使用生石灰或熟石灰，优选生石灰，生石灰的价格更低，用量更少。
城市生活固体垃圾水解反应的条件，优选千分之一的催化剂(重量比例)用量、温度250摄氏度、压力50个大气压，固体垃圾的干重与水之间的重量比为1：7，反应时间50-60分钟。温度低于200摄氏度，反应时间明显加长，不优选；反应温度高于280度，目标产物的产率下降，不优选。
城市生活固体垃圾水解反应结束后，目标产物的分离选择压滤方法，虽然其它固液分离的方法也可以将目标产物从液体中分离出来，例如离心分离法也可以很好的完成产物分离，但是成本较高，不优选。目标产物分离时，水解反应混合物的温度维持在50摄氏度以上。
压滤分离得到的固体产物是目标产品，它可以直接用于净化工业废气，例如使用悬浮床(Fluidized Bed)净化反应器，目标新物质作为吸附剂填装在反应床内或者分散在液体内，液体优选不会发生分解反应的溶剂，例如水、硅油、其它的无机物液体。工业废气在反应床内或者液体分散剂内和本发明的新物质充分接触，工业废气中的污染物被新物质吸收，工业废气被净化。
压滤分离得到的固体产物，也可以通过真空干燥的方法，干燥到含水量低于5％以下的固体。本发明的新物质可以通过固体成型技术制备成需要的填料，例如制备为过滤网。过滤网造型，可以同时滤除废气中的粉尘。真空干燥的温度控制在100摄氏度以下防止目标产物的净化废气能力的下降。
本发明提供的新物质，如果在暴露于空气的环境下进行固液分离，例如压滤，固体的颜色会随着过滤时间而加深。始终处于氮气保护下时，固体产物是棕灰色。真空干燥后的产品颜色，也是棕灰色。暴露在空气中几个小时导致产物颜色的变化，基本上不影响它净化工业废气的能力。
我们发明成功的这种净化工业废气的新物质，在常温下水中的溶解度很低，一般小于1％；它在小分子醇，例如甲醇，溶解度较高，一般大于10％。
本发明提供的净化工业废气的新物质是一种混合物，它可以和甲基化试剂发生反应，例如硫酸二甲酯或者碳酸二甲酯。反应产物是一种亮棕色到亮黑色的粘稠状液体，能够全部溶解在甲醇中，并且它的1H-NMR谱显示，其分子中的芳香氢一般是饱和氢的10-25％。
本发明净化工业废气的新物质对绸环芳烃的吸收，主要是通过化学反应吸收，绸环芳烃被吸收后，检测不到自由的绸环芳烃。
汞气使用汞渗透管(功能20ng/min，控制废气组成中的汞含量为约20微克/立方米)产生，水浴加热，载气(Carrier Gas)为1升/分钟的氮气。绸环芳烃气体使用蠕动泵输送它们的二氯甲烷溶液，在气化装置内气化后导入，维持各个绸环芳烃的浓度约为100微克/立方米。绸环芳烃包括苊(Acenaphthene)、菲(Phenanthrene)、荧蒽(Fluoranthene)、屈(Chrysene)和苯并芘[Benzo(a)pyrene]组成。气体的分析使用废气分析仪[flue gas analyzer，ECOM-J2KN,RBR Company,德国)，汞含量分析采用原子荧光汞分析仪(Atomic Fluorescence Mercury Detector)。
绸环芳烃的测定使用气质联用仪(GCMS):安捷伦(Agilent)7890GC/Agilent5975C MS；毛细柱(Column):DB-5,30m x 0.25mm x 0.25μm；进样器(Injector):10:1split,250℃；载气(Carrier gas):氦(helium)流速1.0ml/min；温度曲线:75℃始,保持5min,ramp 1，25℃/min到150℃；ramp 2，at 4℃/min到235℃；ramp 3，3℃/min到265℃；ramp 4，50℃/min到300℃，维持12min。所有的绸环芳烃的保留时间小于37分钟。质谱检测器设置:Agilent 5975C；transfer line temperature 280℃；ion source temperature 230℃；quadruple temperature 150℃；质量区间(mass range)40-500u；电离电位(ionization voltage)70ev；进样量(Injection volume)0.2μ。
没有挥发性物质的分析使用液质谱(LCMS)测定:Source Type:APCI,APCIVaporizer Temp(℃):500.00,Sheath Gas Flow(arb):50.00,Aux Gas Flow(arb):10.00,Sweep Gas Flow(arb):5.00,Capillary Temp(℃):350.00,I Spray voltage(kv):3.5,Capillary voltage(v):-31,Tube lens(V):-90。
实施例中使用的城市生活固体垃圾原料包括两种，一种是根据美国环保总署(USEPA)公布的垃圾组成进行配制(去除含有的无机物成分包括金属、玻璃、石头等)，按下表数据。二是采用美国圣地亚哥(San Diego)地区的生活垃圾，风选去除金属、石块、玻璃等无机物后的混合物(灰分含量分析为16.5％)。所有使用的垃圾，采用球磨方法，将固体颗粒球磨到低于5mm。
组成成分 重量比例(％)
复印纸、纸板箱 34
面包、面条、米饭、土豆、脂肪、植物油 17
野草、树枝、松针、花瓣 16.5
各种塑料 14.8
皮革、棉布 10
木头 7.8
实施例1
在1升的带有搅拌功能的高压反应釜内，加入735ml的水，112g(干重，含水率18.3％)自己配制的固体垃圾，42g生石灰，0.5g的9,10-二羟基-2,6-二磺酸钠蒽。反应釜密封后，用氮气置换3次，然后加入氮气，反应釜内保持一定的正压，防止空气进入。搅拌下，加热到250℃，保持在此温度下搅拌反应50-60分钟。冷却到90℃以下后，缓慢释压，然后保持温度大于50℃，压滤得到56.5克，水分含量为28％的固体产品A。
真空干燥到含水量低于1％，得到棕灰色固体产物。这个产物分散在无水甲醇中，然后，控制温度40℃的条件下，用硫酸二甲酯滴加反应到pH＝1左右，回流30分钟，过滤除去固体，液体蒸去甲醇后，得到亮棕黑色粘稠状液体产物，NMR谱显示(附图一)，这个产物的芳香氢：烷基氢＝1：4.8。
取10克的固体产物，分散到100毫升的甲醇中，然后，在冷却的条件下，用硫酸滴定到pH约为4，过滤除去固体，液体检测LCMS，如图2所示为一个混合物。
实施例2
在1升的带有搅拌功能的高压反应釜内，加入725ml的水，135g(干重，含水率26.5％，灰分含量16.5％)的采自垃圾场并且已经风选除去金属、玻璃、石块的城市生活固体垃圾，42g的生石灰，0.5g的9,10-二羟基-2,6-二磺酸钠蒽。反应釜密封后，用氮气置换3次，然后加入氮气，釜内保持一定的正压，防止空气进入。搅拌下，加热到250℃，保持在此温度下搅拌反应50-60分钟。冷却到90℃以下后，缓慢释压，然后保持温度大于50℃，压滤得到87.1克，水分含量28％的固体产品B，干燥后灰分含量43％。
结果显示，垃圾中的灰分，水解反应没有将它们转化为水溶性物质，它们在温度大于50℃的条件下时还是固体。实际的城市生活固体垃圾得到的目标固体产物的产量，和按比例配制的生活固体垃圾，基本相同(扣除灰分含量)。
得到的目标固体产物，按实施例1中的方法，进行干燥、甲基化反应和酸化反应，对应产品的NMR谱图和LCMS谱图与图1、图2一致，说明实际生活垃圾的组成和配制垃圾基本一致，只有灰分含量差别较大，但灰分含量不影响目标产物的产量，目标产物固体产品A和B是相同的。
实施例3
本发明净化工业废气的新物质，净化工业废气的能力测试，采用固定床反应器。在1m长的不锈钢管内，干燥后的固体产品A(重量为一公斤)和玻璃棉一起，填装在固定反应床内。工业废气用压缩气瓶组成(体积含量)：二氧化碳(CO2)12.8％、水(H2O)为6.2％、氧气(O2)4.5％、氮气(N2)76％、一氧化碳(CO)50ppm、二氧化硫(SO2)420ppm、一氧化氮(NO)420ppm、汞(Hg)是20微克/立方米，绸环芳烃(PAHs)是每个约100微克/立方米。
污染物的去除率，以百分比计算，(反应床进气口的污染物浓度-反应床出气口的污染物浓度)/反应床进气口的污染物浓度，进气的流速为200ml/min，观测25小时内，各种污染物的去除率。
下表数据是污染物去除率随时间的变化值，每个数据至少是三次试验数据的平均值：
测定时间(小时) 汞(Hg) 二氧化硫 一氧化氮 绸环芳烃 一氧化碳 二氧化碳
0.2 15 8 20 100 15 97
1 18 12 18 100 18 95
2 23 16 19 100 20 95
3 33 25 29 100 20 96
4 50 35 39 100 20 93
6 61 81 85 100 39 95
8 72 88 87 100 80 90
10 83 92 91 100 90 88
15 85 91 90 100 97 89
20 84 93 93 100 96 90
25 86 95 94 100 98 87
结果显示，本发明提供的净化工业废气的新物质和玻璃棉一起填装固定床反应器时，对所有的污染物都具备去除能力。其中绸环芳烃的去除能力从开始就是全部清除；对二氧化碳的去除率，虽然随着时间的延长而稍微下降，但是效果很好；对汞、二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳等的去除率，虽然开始时较差，但是8小时后去除效果都很明显。
25小时的测试时间结束后，从固定床反应器内，取出约200克的填充物分散到甲醇中，然后向这个甲醇混合物中继续通入二氧化碳气约22克，滤除混合物中的固体，均相的甲醇溶液使用GCMS检测，没有检测到绸环芳烃。这个结果显示绸环芳烃可能是通过化学键和本发明的新物质结合在一起，而不是结合不紧密的物理吸附。
实施例4：
测试方法同实施例3，不同之处是，净化工业废气的新物质为固体产品B(重量为1.75公斤，扣除灰分含量后重量、同实施例3中的固体产物A用量)。下表数据是污染物去除率随时间的变化值，每个数据至少是三次试验数据的平均值：
测定时间(小时) 汞(Hg) 二氧化硫 一氧化氮 绸环芳烃 一氧化碳 二氧化碳
0.2 12 9 18 100 16 96
1 17 12 19 100 19 96
2 20 15 18 100 21 95
3 31 24 25 100 22 96
4 48 33 38 100 22 93
6 60 77 83 100 41 95
8 73 88 88 100 81 92
10 83 91 90 100 90 88
15 85 92 90 100 97 89
20 85 93 93 100 96 90
25 85 95 94 100 98 87
结果显示，两种不同原料制备的净化工业废气的新物质，对工业废气的净化能力相同。
25小时的测试时间结束后，从固定床反应器内，取出约200克的填充物分散到甲醇中，然后，向这个甲醇混合物中继续通入二氧化碳气约22克，滤除混合物中的固体，均相的甲醇溶液使用GCMS检测，没有检测到绸环芳烃。这个结果显示，绸环芳烃可能是通过化学键和本发明的新物质结合在一起，而不是结合不紧密的物理吸附。
实施例5：
液体分散物体系。
在桶状的带机械搅拌功能的容器内，放入压滤得到的固体产品A(干重为1公斤，含水率28.5％)和水，液面高度35厘米以上，然后工业废气在搅拌的条件下，通入到液面的底部，出气口在桶状容器的侧面。工业废气用压缩气瓶组成(体积含量)：二氧化碳(CO2)12.8％、水(H2O)6.2％、氧气(O2)4.5％、氮气(N2)76％、一氧化碳(CO)50ppm、二氧化硫(SO2)420ppm、一氧化氮(NO)420ppm、汞(Hg)是20微克/立方米，绸环芳烃(PAHs)是每个浓度100微克/立方米。
污染物的去除率以百分比计算，(反应床进气口的污染物浓度-反应床出气口的污染物浓度)/反应床进气口的污染物浓度，进气的流速为200ml/min，观测25小时内，各种污染物的去除率。
下表数据是污染物去除率随时间的变化值，每个数据至少是三次试验数据的平均值：
测定时间(小时) 汞(Hg) 二氧化硫 一氧化氮 绸环芳烃 一氧化碳 二氧化碳
0.2 9 16 21 100 13 96
1 9 15 21 100 13 95
2 39 30 29 100 20 95
3 68 78 69 100 56 96
4 81 81 89 100 89 96
6 79 81 88 100 93 95
8 85 88 90 100 90 96
10 83 92 91 100 92 95
15 85 91 90 100 95 95
20 85 91 91 100 96 95
25 85 93 93 100 96 95
结果显示，本发明提供的净化工业废气的新物质可以不用干燥，在水相体系中，对所有的污染物都具备去除能力。其中绸环芳烃的去除能力从开始就是全部清除和固定床反应器稍有不同，这种物质对二氧化碳的去除率效果始终很好，并且去除率稳定；对汞、二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳等的去除率，虽然开始时较差，但是相对于使用固定床反应器的优点是，仅在4小时后，去除效果就很明显。
实施例6
使用实施例3中描述的方法，测定对各自废气污染物的吸收能力。
二氧化碳(CO2)是这种新物质本身干重8％的重量；
一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)和一氧化氮(NO)吸收一摩尔的污染物，需要511克的这种新物质；
吸收1公斤的金属汞(Hg)需要83公斤的这种新物质；
吸收一摩尔绸环芳烃(PAHs)需要6.2公斤的这种新物质。
本发明公开了一种能够同时有效去除工业废气中的各种污染物的新物质，诸如金属汞、绸环芳烃、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳等，还能同时吸收二氧化碳。这种新物质去除绸环芳烃是通过化学键和新物质结合在一起，而不是结合不紧密的物理吸附。本发明净化工业废气的新物质的制备工艺简单，以城市生活固体垃圾作为原材料便宜易得，而且制备过程是简单的催化水解反应，新物质的制备成本和使用成本低，使用方便且具有广阔的市场应用前景。
最后应说明的是：以上实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种净化工业废气的新物质，其特征在于，所述新物质在常温下是一种棕灰色固体；水中的溶解度低于1％，甲醇中的溶解度大于10％；所述新物质的功效成分由脂肪酸的钙盐和小分子芳烃组成，无效成分为灰分和塑料；所述脂肪酸的钙盐含量为0.5％-6％，所述小分子芳烃的含量为94％-99.5％；所述脂肪酸包括蜡酸、二十四烷酸、山嵛酸、花生酸、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸、癸酸、芥酸、亚油酸、异油酸、反油酸、油酸、棕榈油酸和肉豆蔻酸，所述小分子芳烃的每个分子内含有2-5个苯环，所述小分子芳烃的分子内至少有一个碳原子直接和氧原子连接。
2.一种制造如权利要求1所述净化工业废气的新物质的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)城市生活固体垃圾作为原材料；
(2)通过催化剂和辅剂对生活固体垃圾进行以水为溶剂的水解反应，固体垃圾水解反应的温度介于150-280℃之间，反应压力大于对应温度水的饱和蒸气压；
(3)城市生活固体垃圾水解反应结束后，将目标产物分离。
3.根据权利要求2所述制造净化工业废气的新物质的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的生活固体垃圾为纸、纸板、食物、面包、米饭、花园废物、草、树枝、塑料、金属、橡胶、皮物、纺织品、木头、玻璃、石头等混合物。
4.根据权利要求2所述制造净化工业废气的新物质的方法，其特征在于，所述步骤(2)中水解反应的反应压力大于3个大气压。
5.根据权利要求2所述制造净化工业废气的新物质的方法，其特征在于，所述步骤(2)中水解反应的条件：选用千分之一的催化剂重量比例用量、温度为250摄氏度、压力为50个大气压，城市生活固体垃圾的干重与水之间的重量比为1：7，反应时间为50-60分钟。
6.根据权利要求2所述制造净化工业废气的新物质的方法，其特征在于，所述步骤(3)中目标产物的分离方法选择压滤方式。
7.根据权利要求2所述制造净化工业废气的新物质的方法，其特征在于，所述步骤(3)中固体垃圾水解反应后的分离温度控制在50℃以上。
8.根据权利要求2所述制造净化工业废气的新物质的方法，其特征在于，所述催化剂为9,10-二羟基-2,6-二磺酸钠蒽。
9.根据权利要求2所述制造净化工业废气的新物质的方法，其特征在于，所述辅剂为生石灰或熟石灰。
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