CN105727725B - 一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置 - Google Patents

一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105727725B
CN105727725B CN201610240434.8A CN201610240434A CN105727725B CN 105727725 B CN105727725 B CN 105727725B CN 201610240434 A CN201610240434 A CN 201610240434A CN 105727725 B CN105727725 B CN 105727725B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vocs
exhaust gas
solution
spouted bed
ultraviolet lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610240434.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105727725A (zh
Inventor
刘杨先
王燕
邵霞
刘勇
阮小娇
谢芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201610240434.8A priority Critical patent/CN105727725B/zh
Publication of CN105727725A publication Critical patent/CN105727725A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105727725B publication Critical patent/CN105727725B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38—Removing components of undefined structure
    • B01D53/44—Organic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/108—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/12—Methods and means for introducing reactants
    • B01D2259/124—Liquid reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/804—UV light
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明提供了一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置，所述方法是先采用电解装置制备氯气，而氯气溶于水后形成次氯酸溶液，含VOCs的废气从废气入口进入光激发喷射床中并与旋流雾化喷嘴出来的次氯酸液滴混合后射向顶部的石英板。石英板上的次氯酸在紫外灯激发下分解产生高活性氯原子和羟基。废气中的VOCs在石英板表面与羟基发生氧化反应，氧化产物会被后续射流冲击坠落进入底部后会被分离回收利用。风机提供空气对紫外灯进行冷却，以保证紫外灯在低温下高效运行。该系统具有极强的氧化性，能够实现100％的VOCs脱除效率，且脱除过程无二次污染，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置
技术领域
本发明涉及大气污染物控制领域，具体涉及一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置。
背景技术
VOCs是挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds)的英文缩写。大量研究表明，VOCs通过呼吸道和皮肤进入人体后，能给人的呼吸、血液、肝脏等器官造成暂时性和永久性病变(例如会引发各种血液病和癌症)。工业生产中会产生各种有机物废气，主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等，这些有机废气会造成大气污染，危害人体健康。随着经济的快速发展和人们环保意识的提高，尾气中VOCs脱除问题越来越受到人们的关注。同时国家也制定了相应的法律法规对VOCs的排量作了严格的限制。研究开发VOCs的高效脱除技术已成为世界各国关注的热点问题。
在过去的几十年中，国内外研究人员对废气中VOCs脱除问题作了大量的研究并开发了多种VOCs脱除方法。按照脱除的基本原理，废气VOCs脱除方法主要包括冷凝回收法﹑吸收法﹑直接燃烧法﹑催化燃烧法和吸附法等。冷凝回收法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况，需要附属冷冻设备，主要应用于制药、化工行业，而印刷企业较少采用，应用范围受到局限。吸收法常用的是物理吸收，即将废气引入吸收液净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收。这种方法适用于大气量、低温度、低浓度的废气，但需配备加热解析回收装置，设备体积大、投资较高。直接燃烧法是利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧，将混合气体加热，使有害物质在高温作用下分解为无害物质。该方法工艺简单、投资小，适用于高浓度、小风量的废气，但对安全技术、操作要求较高。催化燃烧法是把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水，这种方法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、适用于高温或高浓度的有机废气，但催化剂容易中毒失活，稳定性差。活性炭吸附法脱除效率可达95％，设备简单、投资小，但活性炭更换频繁，增加了装卸、运输、更换等工作程序，导致运行费用增加。因此，到目前为止，尽管有多种VOCs脱除技术被开发和利用，但每一种技术几乎都有应用范围的限制和有诸多缺点。因此，继续开发更加经济有效的VOCs脱除技术具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置。系统具有极强的氧化性，能够实现100％的VOCs脱除效率，且脱除过程无二次污染，具有广阔的市场应用前景。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种光电解诱导自由基脱VOCs的装置，其特征在于，设有一个光激发喷射床，所述喷射床底面为倾斜的，底面高的一侧设置有溶液入口、低的一侧设置有产物出口，所述喷射床内的底部用于填充氯化钠溶液，设置有能够位于液面以下的电解电极，电解电极与电解装置相连；所述喷射床内部设置有多个位于液面以上的旋流雾化喷嘴，喷射床底部设置溶液出口，所述溶液出口在底面高的一侧的侧壁上，溶液出口与旋流雾化喷嘴之间通过循环泵连通；喷射床相对的两个侧壁上设有废气入口、废气出口，所述废气入口在与底面低的一侧的侧壁上，废气出口在底面高的一侧的侧壁上，废气入口与旋流雾化泵连通；喷射床内的顶部设有紫外灯，喷射床的顶面上设置反光装置，紫外灯外设有由石英板构成的冷却空气通道，冷却空气通道与风机连通。
优选地，废气入口处设置有废气冷却器。
优选地，旋流雾化喷嘴的最佳横向和纵向间距A均位于20cm-60cm之间，紫外灯与旋流雾化喷嘴之间的高度C位于0.5m-3m之间，光激发喷射床的宽度D位于0.1m-8m之间；紫外灯的数量为多个，紫外灯的间距E位于0.1m-1.5m之间；光激发喷射床的长度B位于0.1m-8m之间，旋流雾化喷嘴射出的溶液的出口流速不小于1.5m/s。
光电解诱导自由基脱VOCs的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用电解装置及电解电极电解氯化钠溶液，制备氯气，氯气溶于水后形成次氯酸溶液；
(2)来自工业装置含VOCs的废气从废气入口进入光激发喷射床中，与次氯酸溶液一同从旋流雾化喷嘴喷出射向顶部的石英板，次氯酸液滴在石英板上、在紫外灯激发下分解产生高活性氯原子和羟基；高活性氯原子和羟基作为VOCs的氧化剂，废气中的VOCs会在石英板表面与羟基发生氧化反应；
(3)VOCs的氧化产物主要是二氧化碳和有机残碳，二氧化碳随烟气从废气出口排出，有机残渣被后续射流冲击坠落，进入底部溶液，沉淀后经产物出口被分离回收利用。
优选地，废气入口温度不高于150℃，通过设置在废气入口处的废气冷却器冷却后再进入反应器；废气与溶液的液气比是1L/m3-80L/m3，溶液中氯化钠的最佳浓度为0.01mol/L-3mol/L，溶液的pH要求不高于7.5，溶液温度不高于75℃，紫外光有效辐射强度为10μW/cm2-200μW/cm2，紫外线有效波长为180nm-280nm。
光激发喷射床底部装有氯化钠溶液，中部是雾化混合室，顶部依次布置有石英板﹑紫外灯和反光装置。紫外灯和旋流雾化喷嘴分别布置在两个相互平行的平面上，且紫外灯所在平面位于旋流雾化喷嘴所在平面的上方。光激发喷射床底部设有斜底面8，便于产物分离排出。
先采用电解装置制备氯气，而氯气溶于水后形成次氯酸溶液。紫外光激发分解次氯酸产生氯原子和羟基作为VOCs的氧化剂，在光激发喷射床中氧化脱除废气中的VOCs。来自工业装置含VOCs的废气从废气入口进入光激发喷射床中并与旋流雾化喷嘴出来的次氯酸液滴混合后射向顶部的石英板。石英板上的次氯酸在紫外灯激发下分解产生高活性氯原子和羟基。废气中的VOCs会在石英板表面与羟基发生氧化反应。反应产生的氧化产物会被后续射流冲击坠落，从而保证石英板具有良好的光穿透性。VOCs的氧化产物主要是二氧化碳和有机残碳，有机残碳进入底部后会被分离回收利用。风机提供空气对紫外灯进行冷却，以保证紫外灯在低温下高效运行。
本发明所述的光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置，具有设备简单、初投资小，V具有极强的氧化性，VOCs脱除效率很高，能够实现100％的VOCs脱除效率，整个脱除过程无二次污染等诸多优点，具有广阔的开发和工业前景。
附图说明
图1是本发明中光激发喷射床的主视图及结构示意图。
图2是本发明中光激发喷射床的旋流雾化喷嘴布置示意图。
图3是本发明中光激发喷射床的紫外灯管布置示意图。
图4是低的氯化钠浓度光电激发诱导氯原子和羟基的电子自旋共振光谱图。
图5是高的氯化钠浓度电激发诱导氯原子和羟基的电子自旋共振光谱图。
图中：
1-喷射床，2-反光装置，3-紫外灯，4-石英板，5-风机，6-电解装置，7-旋流雾化喷嘴，8-底面，9-循环泵。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明所述的光电解诱导自由基脱VOCs的装置，其特征在于，设有一个光激发喷射床1，所述喷射床1底面8为倾斜的，底面8高的一侧设置有溶液入口、低的一侧设置有产物出口，所述喷射床1内的底部用于填充氯化钠溶液，设置有能够位于液面以下的电解电极，电解电极与电解装置6相连；所述喷射床1内部设置有多个位于液面以上的旋流雾化喷嘴7，喷射床1底部设置溶液出口，溶液出口与旋流雾化喷嘴7之间通过循环泵9连通；喷射床1侧壁上设有废气入口、废气出口，废气入口与旋流雾化泵连通；喷射床1内的顶部设有紫外灯3，喷射床1的顶面上设置反光装置2，紫外灯3外设有由石英板4构成的冷却空气通道，冷却空气通道与风机5连通。
光激发喷射床1底部装有氯化钠溶液，中部是雾化混合室，顶部依次布置有石英板4﹑紫外灯3和反光装置2。紫外灯3和旋流雾化喷嘴7分别布置在两个相互平行的平面上，且紫外灯3所在平面位于旋流雾化喷嘴7所在平面的上方。光激发喷射床1底部设有斜底面8，便于产物分离排出。
所述的方法是先采用电解装置6制备氯气，而氯气溶于水后形成次氯酸溶液。
来自工业装置含VOCs的废气从废气入口进入光激发喷射床1中，与次氯酸溶液一同从旋流雾化喷嘴7喷出射向顶部的石英板4，次氯酸液滴在石英板4上、在紫外灯3激发下分解产生高活性氯原子和羟基；高活性氯原子和羟基作为VOCs的氧化剂，废气中的VOCs会在石英板4表面与羟基发生氧化反应，在光激发喷射床1中氧化脱除废气中的VOCs。VOCs的氧化产物主要是二氧化碳和有机残碳，二氧化碳随烟气从废气出口排出，有机残渣被后续射流冲击坠落，从而保证石英板4具有良好的光穿透性。有机残渣进入底部溶液，沉淀后经产物出口被分离回收利用。风机5提供空气对紫外灯3进行冷却，以保证紫外灯3在低温下高效运行。该系统具有极强的氧化性，能够实现100％的VOCs脱除效率，且脱除过程无二次污染，具有广阔的市场应用前景。
在光激发喷射床1内，旋流雾化喷嘴7的横向和纵向间距太大将无法形成良好的液滴雾化覆盖，太小将会导致液滴碰撞合并加剧，同样不利于液滴的雾化覆盖，故旋流雾化喷嘴7的最佳横向和纵向间距A均位于20cm-60cm之间，且为便于安装，横向间距和纵向间距通常保持相等。紫外灯3与旋流雾化喷嘴7之间的高度C太高将增加旋流雾化喷嘴7的射高，从而增加雾化所需的能耗，但如果高度太低将导致旋流雾化喷嘴7无法展开，难以实现良好的雾化覆盖，因此紫外灯3与旋流雾化喷嘴7之间的高度C位于0.5m-3m之间。光激发喷射床1的宽度越大，反应器处理废气量越大，但同时占地面积和初始投资也大大提高，故光激发喷射床1的宽度D位于0.1m-8m之间。紫外灯3的间距越小，相同功率下提供的能量越大﹑光覆盖密度越均匀，即越有利于提高自由基产率，但太小将导致系统复杂和运行能耗增加，故紫外灯3的间距E位于0.1m-1.5m之间。光激发喷射床1的长度越大，反应器处理废气量越大，但同时占地面积和初始投资也大大提高，故光激发喷射床1的长度B位于0.1m-8m之间。旋流雾化喷嘴7射出的溶液液滴直径太大无法提供足够的接触面积，故旋流雾化喷嘴7射出的溶液液滴直径不大于100微米。旋流雾化喷嘴7射出的溶液液滴出口流速太小无法形成足够的气流刚度，不能对石英板4形成足够的冲刷，故旋流雾化喷嘴7射出的溶液的出口流速不小于1.5m/s。
废气入口温度太高将导致电解产生的次氯酸加速自分解，不利于脱除过程的进行。另外，废气温度太高还将增加紫外灯3冷却负担，因此废气入口温度不高于150℃，可通过增加前置废气冷却器冷却后再进入反应器。废气与溶液的液气比太高会导致脱除效果下降，而太低则导致反应器无法充分利用，故废气与溶液的最佳液气比是1L/m3-80L/m3。溶液中氯化钠是电解制备氯气的主要介质和原料，其浓度太高将导致雾化溶液粘稠度增加，增加旋流雾化喷嘴7流动阻力和雾化难度，同时还会降低气体溶解度，而浓度太低则无法制取足够浓度的氯气，因此溶液中氯化钠的最佳浓度为0.01mol/L-3mol/L。溶液的pH太高不利于次氯酸的稳定，也不利于污染物的脱除，因此溶液的pH要求不高于7.5。溶液温度太高将会导致次氯酸分解和氯气溶解度下降，因此溶液温度不高于75℃。废气中VOCs浓度太高会导致排放无法达到环保要求，因此废气中VOCs浓度不高于5000mg/m3。紫外光辐射强度越高，脱除效率越好，但能耗也将大大提高，故紫外光有效辐射强度为10μW/cm2-200μW/cm2。紫外线波长越短，释放的光子能量越大，分解次氯酸的能力越强，但传播距离明显下降，即处理能力不足，因此紫外线有效波长为180nm-280nm。
根据废气处理量﹑可用的占地面积和脱除效率等综合指标，光激发喷射床1可以是一个单用，也可以是两个或两个以上的串联或并联使用，串联可以增加脱除效率，并联可以增加处理的废气量。紫外灯3运行中会产生大量的热量，温度太高将会大大降低紫外灯3的运行效率和使用寿命，因此系统运行时需要设置一套利用空气循环的冷却系统，冷却空气量可以根据出口气流温度来确定，一般保持紫外灯3运行温度在55摄氏度以下即可。
本发明所述方法的基本原理：
由图1所示，采用电子自旋共振技术可测定到紫外光辐射次氯酸溶液产生了氯原子和羟基。因此，紫外光辐射分解次氯酸溶液首先是释放了具有高活性的氯原子和羟基，具体过程可用如下的化学反应(1)-(7)表示：
Cl·+H2O→OH-+·OH (6)
·O-++H2O→OH-+·OH (7)
羟基可氧化脱除废气中的VOCs，具体过程可用如下的化学反应(8)表示：
VOCs+n·OH→有机碳残↓+CO2 (8)
VOCs的氧化产物主要是CO2和有机碳残沉淀，有机碳残沉淀进入底部的产物分离槽后会因自身重力原因下沉分离，从而被回收利用，CO2则伴随烟气排入大气。该系统具有极强的氧化性，能够实现100％的VOCs脱除率，且脱除过程无二次污染，具有广阔的市场应用前景。
实施例1：
旋流雾化喷嘴7的横向和纵向间距A均为20cm，紫外灯3与旋流雾化喷嘴7之间的高度C为1.0m，光激发喷射床1的宽度D为1.0m，紫外灯3的间距E为0.1m，光激发喷射床1的长度B位于1.5m，旋流雾化喷嘴7射出的溶液液滴直径为80微米，出口流速为2.5m/s。废气入口温度为120℃，液气比为15L/m3，氯化钠浓度为0.1mol/L，溶液pH为4.5，溶液温度为50℃，废气中VOCs浓度为300mg/m3，紫外光辐射强度为50μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验系统上的结果为：脱VOCs效率达到42.5％。
实施例2：
旋流雾化喷嘴7的横向和纵向间距A均为20cm，紫外灯3与旋流雾化喷嘴7之间的高度C为1.0m，光激发喷射床1的宽度D为1.0m，紫外灯3的间距E为0.1m，光激发喷射床1的长度B位于1.5m，旋流雾化喷嘴7射出的溶液液滴直径为80微米，出口流速为2.5m/s。废气入口温度为120℃，液气比为15L/m3，氯化钠浓度为0.3mol/L，溶液pH为4.5，溶液温度为50℃，废气中VOCs浓度为300mg/m3，紫外光辐射强度为50μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验系统上的结果为：脱VOCs效率达到56.8％。
实施例3：
旋流雾化喷嘴7的横向和纵向间距A均为20cm，紫外灯3与旋流雾化喷嘴7之间的高度C为1.0m，光激发喷射床1的宽度D为1.0m，紫外灯3的间距E为0.1m，光激发喷射床1的长度B位于1.5m，旋流雾化喷嘴7射出的溶液液滴直径为80微米，出口流速为2.5m/s。废气入口温度为120℃，液气比为15L/m3，氯化钠浓度为0.3mol/L，溶液pH为4.5，溶液温度为50℃，废气中VOCs浓度为300mg/m3，紫外光辐射强度为100μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验系统上的结果为：脱VOCs效率达到79.9％。
实施例4：
旋流雾化喷嘴7的横向和纵向间距A均为20cm，紫外灯3与旋流雾化喷嘴7之间的高度C为1.0m，光激发喷射床1的宽度D为1.0m，紫外灯3的间距E为0.1m，光激发喷射床1的长度B位于1.5m，旋流雾化喷嘴7射出的溶液液滴直径为80微米，出口流速为2.5m/s。废气入口温度为120℃，液气比为10L/m3，氯化钠浓度为0.3mol/L，溶液pH为4.5，溶液温度为50℃，废气中VOCs浓度为300mg/m3，紫外光辐射强度为100μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验系统上的结果为：脱VOCs效率达到93.1％。
实施例5：
旋流雾化喷嘴7的横向和纵向间距A均为20cm，紫外灯3与旋流雾化喷嘴7之间的高度C为1.0m，光激发喷射床1的宽度D为1.0m，紫外灯3的间距E为0.1m，光激发喷射床1的长度B位于1.5m，旋流雾化喷嘴7射出的溶液液滴直径为80微米，出口流速为2.5m/s。废气入口温度为120℃，液气比为10L/m3，氯化钠浓度为0.3mol/L，溶液pH为4.5，溶液温度为50℃，废气中VOCs浓度为300mg/m3，紫外光辐射强度为100μW/cm2，紫外线波长为185nm。在小型实验系统上的结果为：脱VOCs效率达到100％。
经过以上实施例的综合对比可知，实施例5均具有最佳的脱除效果，VOCs的脱除效率均达到100％，可作为最佳实施例参照使用。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种光电解诱导自由基脱VOCs的装置，其特征在于，设有一个光激发喷射床(1)，所述喷射床(1)底面(8)为倾斜的，底面(8)高的一侧设置有溶液入口、低的一侧设置有产物出口，所述喷射床(1)内的底部用于填充氯化钠溶液，设置有能够位于液面以下的电解电极，电解电极与电解装置(6)相连；所述喷射床(1)内部设置有多个位于液面以上的旋流雾化喷嘴(7)，喷射床(1)底部设置溶液出口，所述溶液出口在底面(8)高的一侧的侧壁上，溶液出口与旋流雾化喷嘴(7)之间通过循环泵(9)连通；喷射床(1)相对的两个侧壁上分别设有废气入口、废气出口，所述废气入口在底面(8)低的一侧的侧壁上，废气出口在底面(8)高的一侧的侧壁上，废气入口与旋流雾化泵连通；喷射床(1)内的顶部设有紫外灯(3)，喷射床(1)的顶面上设置反光装置(2)，紫外灯(3)外设有由石英板(4)构成的冷却空气通道，冷却空气通道与风机(5)连通。
2.根据权利要求1所述的光电解诱导自由基脱VOCs的装置，其特征在于，废气入口处设置有废气冷却器。
3.根据权利要求1所述的光电解诱导自由基脱VOCs的装置，其特征在于，旋流雾化喷嘴(7)的最佳横向和纵向间距A均位于20cm-60cm之间，紫外灯(3)与旋流雾化喷嘴(7)之间的高度C位于0.5m-3m之间，光激发喷射床(1)的宽度D位于0.1m-8m之间；紫外灯(3)的数量为多个，紫外灯(3)的间距E位于0.1m-1.5m之间；光激发喷射床(1)的长度B位于0.1m-8m之间，旋流雾化喷嘴(7)射出的溶液的出口流速不小于1.5m/s。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光电解诱导自由基脱VOCs的装置，其特征在于，所述光激发喷射床(1)为两个以上，两个以上的光激发喷射床(1)采用串联和/或并联方式连接。
5.根据权利要求1所述的光电解诱导自由基脱VOCs的装置进行光电解诱导自由基脱VOCs的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用电解装置(6)及电解电极电解氯化钠溶液，制备氯气，氯气溶于水后形成次氯酸溶液；
(2)来自工业装置含VOCs的废气从废气入口进入光激发喷射床(1)中，与次氯酸溶液一同从旋流雾化喷嘴(7)喷出射向顶部的石英板(4)，次氯酸液滴在石英板(4)上、在紫外灯(3)激发下分解产生高活性氯原子和羟基；高活性氯原子和羟基作为VOCs的氧化剂，废气中的VOCs会在石英板(4)表面与羟基发生氧化反应；
(3)VOCs的氧化产物主要是二氧化碳和有机残碳，二氧化碳随烟气从废气出口排出，有机残碳被后续射流冲击坠落，进入底部溶液，沉淀后经产物出口被分离回收利用。
6.根据权利要求5所述的光电解诱导自由基脱VOCs的方法，其特征在于，废气入口温度不高于150℃，通过设置在废气入口处的废气冷却器冷却后再进入反应器；废气与溶液的液气比是1L/m3-80L/m3，溶液中氯化钠的最佳浓度为0.01mol/L-3mol/L，溶液的pH要求不高于7.5，溶液温度不高于75℃，紫外光有效辐射强度为10μW/cm2-200μW/cm2，紫外线有效波长为180nm-280nm。
CN201610240434.8A 2016-04-18 2016-04-18 一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置 Active CN105727725B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610240434.8A CN105727725B (zh) 2016-04-18 2016-04-18 一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610240434.8A CN105727725B (zh) 2016-04-18 2016-04-18 一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105727725A CN105727725A (zh) 2016-07-06
CN105727725B true CN105727725B (zh) 2018-08-21

Family

ID=56254601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610240434.8A Active CN105727725B (zh) 2016-04-18 2016-04-18 一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105727725B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106582274A (zh) * 2016-12-15 2017-04-26 东南大学 一种光助电化学催化氧化油烟的装置和方法
CN107051195B (zh) * 2017-05-25 2023-01-24 华南理工大学 一种有机废气分区氧化旋流净化方法及装置
CN116568381A (zh) * 2020-09-10 2023-08-08 环境碳甲烷控股有限公司 挥发性有机化合物污染控制的光化学方法和装置
CN113209822A (zh) * 2021-06-22 2021-08-06 龙岩烟草工业有限责任公司 废气净化系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06296992A (ja) * 1993-04-13 1994-10-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 有機酸含有廃液の分解法
CN2199194Y (zh) * 1993-09-08 1995-05-31 常森 光激发二氧化氯复合消毒剂发生器
CN1600697A (zh) * 2004-09-29 2005-03-30 浙江大学 有机废水的均相光化学－电化学氧化处理装置及方法
CN101734750A (zh) * 2008-11-19 2010-06-16 中国科学院生态环境研究中心 一种基于紫外光强化电化学深度处理垃圾渗滤液的方法
CN102430328A (zh) * 2011-09-26 2012-05-02 上海电力学院 一种光催化脱除烟气汞的装置及其应用
CN102755820A (zh) * 2012-08-09 2012-10-31 大恩(天津)环境技术研发有限公司 一种工业烟气多种类污染物同步深度净化技术

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06296992A (ja) * 1993-04-13 1994-10-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 有機酸含有廃液の分解法
CN2199194Y (zh) * 1993-09-08 1995-05-31 常森 光激发二氧化氯复合消毒剂发生器
CN1600697A (zh) * 2004-09-29 2005-03-30 浙江大学 有机废水的均相光化学－电化学氧化处理装置及方法
CN101734750A (zh) * 2008-11-19 2010-06-16 中国科学院生态环境研究中心 一种基于紫外光强化电化学深度处理垃圾渗滤液的方法
CN102430328A (zh) * 2011-09-26 2012-05-02 上海电力学院 一种光催化脱除烟气汞的装置及其应用
CN102755820A (zh) * 2012-08-09 2012-10-31 大恩(天津)环境技术研发有限公司 一种工业烟气多种类污染物同步深度净化技术

Also Published As

Publication number Publication date
CN105727725A (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105727725B (zh) 一种光电解诱导自由基脱VOCs的方法及装置
CN104923072B (zh) 一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法
CN102241422B (zh) 一种循环闭环式氨氮吹脱系统
CN205699973U (zh) 一种工业锅炉专用的尾气净化、余热回收处理装置
TW200840636A (en) Process and apparatus for carbon capture and the elimination of multi-pollutants in flue gas from hydrocarbon fuel sources and the recovery of multiple by-products
CN105727724B (zh) 一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法及装置
CN104923060B (zh) 一种基于自由基高级氧化的VOCs脱除方法
CN207042222U (zh) 二氧化氯气相氧化脱硫脱硝一体化装置
CN101947409B (zh) 一种基于光化学高级氧化作用的烟气脱汞系统
CN207287096U (zh) 一种气体处理装置
CN106000029B (zh) 一种光激发电解同时脱硫脱硝脱汞的方法及装置
CN110038407A (zh) 一种含氯化氢气体和有机氯化合物气体的废气的净化处理方法及系统
CN104815537B (zh) 一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法
CN104815534B (zh) 一种臭氧联合光激发过氧化物的VOCs净化系统及方法
CN205867958U (zh) 一种节能型多效VOCs净化反应器
CN104857852B (zh) 一种基于光催化自由基高级氧化的VOCs脱除方法
CN106039956B (zh) 一种节能型多效VOCs净化反应器及VOCs净化处理方法
CN205965447U (zh) 一种光激发电解同时脱硫脱硝脱汞的装置
CN204637946U (zh) 一种臭氧预氧化联合光激发过氧化物的VOCs净化系统
CN104923061B (zh) 一种基于光化学自由基的硫化氢脱除方法
CN104857825B (zh) 一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统
CN204637949U (zh) 一种基于自由基高级氧化的VOCs脱除系统
CN106139841B (zh) 一种光辐射电解耦合脱汞的方法及装置
CN205676189U (zh) 挥发性废水处理系统
CN107649003A (zh) 一种臭氧微波激发可磁性分离催化剂脱除VOCs的方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant