CN107224988A - 一种催化剂、制备方法及其在吸收vocs的应用 - Google Patents

一种催化剂、制备方法及其在吸收vocs的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107224988A
CN107224988A CN201710375781.6A CN201710375781A CN107224988A CN 107224988 A CN107224988 A CN 107224988A CN 201710375781 A CN201710375781 A CN 201710375781A CN 107224988 A CN107224988 A CN 107224988A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
parts
liquid
temperature
vocs
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.)
Pending
Application number
CN201710375781.6A
Other languages
English (en)
Inventor
莫招育
陈志明
毛敬英
李宏姣
黄炯丽
张达标
杨俊超
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.)
Scientific Research Academy of Guangxi Environmental Protection
Original Assignee
Scientific Research Academy of Guangxi Environmental Protection
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 Scientific Research Academy of Guangxi Environmental Protection filed Critical Scientific Research Academy of Guangxi Environmental Protection
Priority to CN201710375781.6A priority Critical patent/CN107224988A/zh
Publication of CN107224988A publication Critical patent/CN107224988A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06—Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/135—Halogens; Compounds thereof with titanium, zirconium, hafnium, germanium, tin or lead
    • 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
    • B01D53/84—Biological processes
    • 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
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/95—Specific microorganisms
    • 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
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7027—Aromatic hydrocarbons
    • 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
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4875—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being a waste, residue or of undefined composition
    • B01J2220/4887—Residues, wastes, e.g. garbage, municipal or industrial sludges, compost, animal manure; fly-ashes
    • 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

Abstract

本发明公开了一种催化剂、制备方法及其在吸收VOCS的应用，所述催化剂的制备方法：(1)将沸石放在去离子水中浸泡，取出后放硫酸溶液中加热煮沸，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8‑7.2，置于烘箱中于下干燥；(2)配制成A液和B液，调节溶液pH值；将B液缓慢滴加到A液中，控制温度，在避光下继续搅拌，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2‑5.8mPa·s，制得溶胶；(3)溶胶装入喷枪中，在压缩空气的带动下，均匀地喷射在沸石的表面；然后置静置，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；接着干燥，冷却至室温后，于马福炉中焙烧，制得催化剂。采用本发明的催化剂处理含VOCs废气时对VOCs的处理效果较好，降解效率高。

Description

一种催化剂、制备方法及其在吸收VOCS的应用
【技术领域】
本发明属于VOCs治理技术领域，特别涉及一种催化剂、制备方法及其在吸收VOCS的应用。
【背景技术】
挥发性有机物，英文名称为volatile organic compounds，简写为VOCs，在我国是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。最常见的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯等。
VOCs属于大气污染物，以空气为传播介质，通过呼吸系统和皮肤对人体产生毒害作用。目前治理VOCs的主要方法有物理法、化学法和生物法。其中，物理法是不改变VOCs的化学性质，只是用一种物质将其气味遮蔽和稀释，或将其从气相转移到液相或固相中，常用的治理方法有掩蔽法、稀释法和吸收法；化学法是通过化学反应改变VOCs的化学结构，使其转变为无刺激性或低刺激性物质，常用方法有燃烧法、催化氧化法和酸碱液洗涤法；物理法和化学法的缺点在于所用设备多且工艺复杂，二次污染后再生困难，后续处理过程复杂、能耗高等问题。生物法则是利用微生物的新陈代谢作用，将VOCs分解氧化为CO2、H2O等无机物达到净化目的。目前常用的生物处理工艺有生物过滤池和生物滴滤池。
在生物法处理VOCs过程中，选择的微生物菌种是影响处理效果的关键因素之一。现有技术一般采用污水处理厂的活性污泥作为菌种，该菌种对含VOCs废气的处理效率较低，仍需进一步提高。
【发明内容】
本发明提供一种催化剂、制备方法及其在吸收VOCS的应用，以解决现有技术一般采用污水处理厂的活性污泥作为菌种，该菌种对含VOCs废气的处理效率较低的问题。
为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.03-0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7-1h，取出后放入6％-10％的硫酸溶液中加热煮沸0.4-0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8-7.2，置于烘箱中于85-88℃下干燥1.5-1.8h，冷却备用；
(2)将18-30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3-3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300-500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％-0.6％的钯盐溶液2-4mL，以1-2滴/s的速度滴加到5-12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2-2.4；在转速为350-450r/min，温度为42-46℃条件下，以1滴/2-4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42-46℃，在避光下以转速200-300r/min继续搅拌6-8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2-5.8mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在4-10Kg/cm2压缩空气的带动下，以2-4mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为18-22cm；然后置静置于温度为38-42℃下3-5h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于55-62℃干燥1.2-1.8h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为520-550℃焙烧2-2.5h，制得催化剂。
所述的催化剂在吸收VOCs的应用。
进一步地，所述催化剂使用于过滤材料中，所述过滤材料包括活性炭、合成吸附剂、催化剂。
进一步地，所述活性炭、合成吸附剂、催化剂的质量比为18-35:2-4:1。
进一步地，所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.05-0.09，Mn/(Mn+Si)比为0.187-0.213；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.83-0.85和0.142-0.148，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入32-35mL去离子水，于微波功率为100-150W，温度为30-35℃，转速为200-300r/min下搅拌12-15min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400-500℃下反应4-6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75-82℃下烘干至含水率≤0.6％，制得合成吸附剂。
本发明具有下述效果：
采用本发明的催化剂处理含VOCs废气时对VOCs的处理效果较好，降解效率高。
【附图说明】
图1是用于降解VOCs的系统结构示意图，
图中，1为紫外光处理室，11为进气口，2为循环液装置，21为温度传感器A、22为pH电极，3为吸收反应塔，31为栅格式生物膜填料，32为温度传感器B，33为喷淋头，34为出气口。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
如图1所示，在实施例中，所述用于吸收VOCS的反应系统，包括紫外光处理室1、循环液装置2、吸收反应塔3，所述紫外光处理室1与吸收反应塔3通过管道A连接，所述循环液装置2通过管道B连接吸收反应塔3的顶部，所述循环液装置2通过管道C连接吸收反应塔3的底部。
所述紫外光处理室1包括进气口11。
所述循环液装置2包括温度传感器A 21、pH电极22，所述温度传感器A 21设置于循环液装置2的顶部，所述pH电极22设置于循环液装置2的底部。
所述吸收反应塔3包括栅格式生物膜填料31、温度传感器B 32、喷淋头33、出气口34，所述栅格式生物膜填料31设置于所述吸收反应塔3的中部，所述温度传感器B 32、喷淋头33、出气口34设置于所述吸收反应塔3的顶部。
栅格式生物膜填料31以重量份为单位，包括以下原料：陶瓷10-22份、硅藻土16-25份、聚氨酯8-13份、活性炭18-35份、合成吸附剂3-5份、催化剂1-2份。
所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.05-0.09，Mn/(Mn+Si)比为0.187-0.213；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.83-0.85和0.142-0.148，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入32-35mL去离子水，于微波功率为100-150W，温度为30-35℃，转速为200-300r/min下搅拌12-15min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400-500℃下反应4-6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75-82℃下烘干至含水率≤0.6％，制得合成吸附剂。
所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.03-0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7-1h，取出后放入6％-10％的硫酸溶液中加热煮沸0.4-0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8-7.2，置于烘箱中于85-88℃下干燥1.5-1.8h，冷却备用；
(2)将18-30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3-3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300-500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％-0.6％的钯盐溶液2-4mL，以1-2滴/s的速度滴加到5-12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2-2.4；在转速为350-450r/min，温度为42-46℃条件下，以1滴/2-4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42-46℃，在避光下以转速200-300r/min继续搅拌6-8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2-5.8mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在4-10Kg/cm2压缩空气的带动下，以2-4mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为18-22cm；然后置静置于温度为38-42℃下3-5h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于55-62℃干燥1.2-1.8h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为520-550℃焙烧2-2.5h，制得催化剂。
所述栅格式生物膜填料31表面黏附有细菌和真菌，所述细菌以重量份为单位，包括以下组分：八叠球菌32-56份、螺旋菌15-34份、侧孢短芽孢杆菌20-35份、鲁氏不动杆菌23-62份、产吲哚金黄杆菌36-68份，所述真菌以重量份为单位，包括以下组分：印度毛霉菌38-62份、皮诺卡氏菌20-42份、枝孢菌12-16份、拟青霉菌8-12份、粘帚霉菌4-9份。
所述循环液装置2内装有营养液，所述营养液以重量份为单位，包括以下原料：绿豆芽120-160份、葡萄糖24-36份、蛋白胨20-28份、硫酸钙2-4份、磷酸二氢钾3-6份、磷酸氢钠1-3份、硫酸镁2-3份、氯化铁1-2份、氯化铵0.5-2份、硫酸钾2-5份、硫酸锌1-3份、水500-600份。
所述营养液的制备方法如下：洗净绿豆芽，加水煮沸28-32min；用纱布过滤，滤液中加入葡萄糖、蛋白胨、硫酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢钠、硫酸镁、氯化铁、氯化铵、硫酸钾、硫酸锌，搅拌溶解，调pH值为7.3-7.5，冷却、分装、灭菌，制得营养液。
实施例1
如图1所示：一种用于吸收VOCS的反应系统，包括紫外光处理室1、循环液装置2、吸收反应塔3，所述紫外光处理室1与吸收反应塔3通过管道A连接，所述循环液装置2通过管道B连接吸收反应塔3的顶部，所述循环液装置2通过管道C连接吸收反应塔3的底部。
所述紫外光处理室1包括进气口11。
所述循环液装置2包括温度传感器A 21、pH电极22，所述温度传感器A 21设置于循环液装置2的顶部，所述pH电极22设置于循环液装置2的底部。
所述吸收反应塔3包括栅格式生物膜填料31、温度传感器B 32、喷淋头33、出气口34，所述栅格式生物膜填料31设置于所述吸收反应塔3的中部，所述温度传感器B 32、喷淋头33、出气口34设置于所述吸收反应塔3的顶部。
栅格式生物膜填料31以重量份为单位，包括以下原料：陶瓷16份、硅藻土20份、聚氨酯12份、活性炭26份、合成吸附剂4份、催化剂1.6份。
所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.08，Mn/(Mn+Si)比为0.201；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.84和0.146，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入34mL去离子水，于微波功率为130W，温度为33℃，转速为200r/min下搅拌14min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于450℃下反应5h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于78℃下烘干至含水率为0.6％，制得合成吸附剂。
所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.12cm的沸石放在去离子水中浸泡0.9h，取出后放入8％的硫酸溶液中加热煮沸0.6h，再用去离子水洗涤，直至pH为7，置于烘箱中于86℃下干燥1.7h，冷却备用；
(2)将25mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3.3倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为400r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.4％的钯盐溶液3mL，以1滴/s的速度滴加到8mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.8；在转速为400r/min，温度为45℃条件下，以1滴/3秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为45℃，在避光下以转速200r/min继续搅拌7h，于空气中静置，直至溶液粘度为5mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在7Kg/cm2压缩空气的带动下，以3mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为20cm；然后置静置于温度为40℃下4h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于58℃干燥1.5h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为540℃焙烧2.3h，制得催化剂。
所述栅格式生物膜填料31表面黏附有细菌和真菌，所述细菌以重量份为单位，包括以下组分：八叠球菌45份、螺旋菌25份、侧孢短芽孢杆菌26份、鲁氏不动杆菌45份、产吲哚金黄杆菌46份，所述真菌以重量份为单位，包括以下组分：印度毛霉菌50份、皮诺卡氏菌32份、枝孢菌15份、拟青霉菌10份、粘帚霉菌6份。
所述循环液装置2内装有营养液，所述营养液以重量份为单位，包括以下原料：绿豆芽140份、葡萄糖30份、蛋白胨25份、硫酸钙3份、磷酸二氢钾5份、磷酸氢钠2份、硫酸镁2.5份、氯化铁1.5份、氯化铵1.3份、硫酸钾4份、硫酸锌2份、水550份。
所述营养液的制备方法如下：洗净绿豆芽，加水煮沸30min；用纱布过滤，滤液中加入葡萄糖、蛋白胨、硫酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢钠、硫酸镁、氯化铁、氯化铵、硫酸钾、硫酸锌，搅拌溶解，调pH值为7.4，冷却、分装、灭菌，制得营养液。
实施例2
如图1所示：一种用于吸收VOCS的反应系统，包括紫外光处理室1、循环液装置2、吸收反应塔3，所述紫外光处理室1与吸收反应塔3通过管道A连接，所述循环液装置2通过管道B连接吸收反应塔3的顶部，所述循环液装置2通过管道C连接吸收反应塔3的底部。
所述紫外光处理室1包括进气口11。
所述循环液装置2包括温度传感器A 21、pH电极22，所述温度传感器A 21设置于循环液装置2的顶部，所述pH电极22设置于循环液装置2的底部。
所述吸收反应塔3包括栅格式生物膜填料31、温度传感器B 32、喷淋头33、出气口34，所述栅格式生物膜填料31设置于所述吸收反应塔3的中部，所述温度传感器B 32、喷淋头33、出气口34设置于所述吸收反应塔3的顶部。
栅格式生物膜填料31以重量份为单位，包括以下原料：陶瓷11份、硅藻土16份、聚氨酯8份、活性炭18份、合成吸附剂3份、催化剂1份。
所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.05，Mn/(Mn+Si)比为0.187；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.83和0.142，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入32mL去离子水，于微波功率为100W，温度为30℃，转速为200r/min下搅拌15min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400℃下反应6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75℃下烘干至含水率为0.5％，制得合成吸附剂。
所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.03cm的沸石放在去离子水中浸泡1h，取出后放入6％的硫酸溶液中加热煮沸0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8，置于烘箱中于85℃下干燥1.8h，冷却备用；
(2)将18mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％的钯盐溶液2mL，以1滴/s的速度滴加到5mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2；在转速为350r/min，温度为42℃条件下，以1滴/2秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42℃，在避光下以转速200r/min继续搅拌8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在4Kg/cm2压缩空气的带动下，以2mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为18cm；然后置静置于温度为38℃下5h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于55℃干燥1.8h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为520℃焙烧2.5h，制得催化剂。
所述栅格式生物膜填料31表面黏附有细菌和真菌，所述细菌以重量份为单位，包括以下组分：八叠球菌32份、螺旋菌15份、侧孢短芽孢杆菌20份、鲁氏不动杆菌23份、产吲哚金黄杆菌36份，所述真菌以重量份为单位，包括以下组分：印度毛霉菌38份、皮诺卡氏菌20份、枝孢菌12份、拟青霉菌8份、粘帚霉菌4份。
所述循环液装置2内装有营养液，所述营养液以重量份为单位，包括以下原料：绿豆芽120份、葡萄糖24份、蛋白胨20份、硫酸钙2份、磷酸二氢钾3份、磷酸氢钠1份、硫酸镁2份、氯化铁1份、氯化铵0.-2份、硫酸钾2份、硫酸锌1份、水500份。
所述营养液的制备方法如下：洗净绿豆芽，加水煮沸28min；用纱布过滤，滤液中加入葡萄糖、蛋白胨、硫酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢钠、硫酸镁、氯化铁、氯化铵、硫酸钾、硫酸锌，搅拌溶解，调pH值为7.3，冷却、分装、灭菌，制得营养液。
实施例3
如图1所示：一种用于吸收VOCS的反应系统，包括紫外光处理室1、循环液装置2、吸收反应塔3，所述紫外光处理室1与吸收反应塔3通过管道A连接，所述循环液装置2通过管道B连接吸收反应塔3的顶部，所述循环液装置2通过管道C连接吸收反应塔3的底部。
所述紫外光处理室1包括进气口11。
所述循环液装置2包括温度传感器A 21、pH电极22，所述温度传感器A 21设置于循环液装置2的顶部，所述pH电极22设置于循环液装置2的底部。
所述吸收反应塔3包括栅格式生物膜填料31、温度传感器B 32、喷淋头33、出气口34，所述栅格式生物膜填料31设置于所述吸收反应塔3的中部，所述温度传感器B 32、喷淋头33、出气口34设置于所述吸收反应塔3的顶部。
栅格式生物膜填料31以重量份为单位，包括以下原料：陶瓷20份、硅藻土25份、聚氨酯13份、活性炭35份、合成吸附剂5份、催化剂2份。
所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.09，Mn/(Mn+Si)比为0.213；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.85和0.148，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入35mL去离子水，于微波功率为150W，温度为30-35℃，转速为300r/min下搅拌12min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于500℃下反应4h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于82℃下烘干至含水率为0.5％，制得合成吸附剂。
所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7h，取出后放入10％的硫酸溶液中加热煮沸0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8，置于烘箱中于88℃下干燥1.5h，冷却备用；
(2)将30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.6％的钯盐溶液4mL，以2滴/s的速度滴加到12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为2.4；在转速为3500r/min，温度为46℃条件下，以1滴/4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为46℃，在避光下以转速300r/min继续搅拌6h，于空气中静置，直至溶液粘度为5.8mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在10Kg/cm2压缩空气的带动下，以4mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为22cm；然后置静置于温度为42℃下3h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于62℃干燥1.2h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为550℃焙烧2h，制得催化剂。
所述栅格式生物膜填料31表面黏附有细菌和真菌，所述细菌以重量份为单位，包括以下组分：八叠球菌56份、螺旋菌34份、侧孢短芽孢杆菌35份、鲁氏不动杆菌62份、产吲哚金黄杆菌68份，所述真菌以重量份为单位，包括以下组分：印度毛霉菌62份、皮诺卡氏菌42份、枝孢菌16份、拟青霉菌12份、粘帚霉菌9份。
所述循环液装置2内装有营养液，所述营养液以重量份为单位，包括以下原料：绿豆芽160份、葡萄糖36份、蛋白胨28份、硫酸钙4份、磷酸二氢钾6份、磷酸氢钠3份、硫酸镁3份、氯化铁2份、氯化铵2份、硫酸钾5份、硫酸锌3份、水600份。
所述营养液的制备方法如下：洗净绿豆芽，加水煮沸32min；用纱布过滤，滤液中加入葡萄糖、蛋白胨、硫酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢钠、硫酸镁、氯化铁、氯化铵、硫酸钾、硫酸锌，搅拌溶解，调pH值为7.5，冷却、分装、灭菌，制得营养液。
对比例1
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料的组成原料仅包括陶瓷、硅藻土、聚氨酯，不含活性炭、合成吸附剂、催化剂。
对比例2
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料的组成原料仅包括陶瓷、硅藻土、聚氨酯、合成吸附剂、催化剂，不含活性炭。
对比例3
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料的组成原料仅包括陶瓷、硅藻土、聚氨酯、活性炭、催化剂，不包含合成吸附剂。
对比例4
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料的组成原料仅包括陶瓷、硅藻土、聚氨酯、活性炭、合成吸附剂，不含催化剂。
对比例5
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面仅黏附有真菌，不黏附有细菌。
对比例6
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述细菌包括以下组分：螺旋菌、侧孢短芽孢杆菌、鲁氏不动杆菌、产吲哚金黄杆菌，不含八叠球菌。
对比例7
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述细菌包括以下组分：八叠球菌、侧孢短芽孢杆菌、鲁氏不动杆菌、产吲哚金黄杆菌，不含螺旋菌。
对比例8
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述细菌包括以下组分：八叠球菌、螺旋菌、鲁氏不动杆菌、产吲哚金黄杆菌，不含侧孢短芽孢杆菌。
对比例9
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述细菌包括以下组分：八叠球菌、螺旋菌、侧孢短芽孢杆菌、产吲哚金黄杆菌，不含鲁氏不动杆菌。
对比例10
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述细菌包括以下组分：八叠球菌、螺旋菌、侧孢短芽孢杆菌、鲁氏不动杆菌，不含产吲哚金黄杆菌。
对比例11
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面仅黏附有细菌，不黏附有真菌。
对比例12
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述真菌包括以下组分：皮诺卡氏菌、枝孢菌、拟青霉菌、粘帚霉菌，不包含印度毛霉菌。
对比例13
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述真菌包括以下组分：印度毛霉菌、枝孢菌、拟青霉菌、粘帚霉菌，不包含皮诺卡氏菌。
对比例14
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述真菌包括以下组分：印度毛霉菌、皮诺卡氏菌、拟青霉菌、粘帚霉菌，不包含枝孢菌。
对比例15
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述真菌包括以下组分：印度毛霉菌、皮诺卡氏菌、枝孢菌、粘帚霉菌，不包含拟青霉菌。
对比例16
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：栅格式生物膜填料表面黏附有细菌和真菌，所述真菌包括以下组分：印度毛霉菌、皮诺卡氏菌、枝孢菌、拟青霉菌，不包含粘帚霉菌。
实施例4
采用实施例1-3、对比例1-16的系统处理含有VOCs的废气。所述含有VOCs的废气主要含有苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯，进气中VOCs浓度为600ppm，同处理20s，检测流动相室出气口中VOCs的浓度，结果见下表。
由表可知：采用本发明的系统处理含VOCs废气时对VOCs的处理效果较好，降解效率可达98.8％以上；由实施例3和对比例1-4的降解效率数据分析可知，栅格式生物膜填料的组成原料同时包括陶瓷、硅藻土、聚氨酯、活性炭、合成吸附剂、催化剂时，产生了协同作用，促进降解VOCs；由实施例3和对比例5-10的降解效率数据分析可知，栅格式生物膜填料表面黏附有细菌，所述细菌同时包括以下组分：八叠球菌、螺旋菌、侧孢短芽孢杆菌、鲁氏不动杆菌、产吲哚金黄杆菌时，五者之间产生了协同作用，促进降解VOCs；由实施例3和对比例11-16的降解效率数据分析可知，栅格式生物膜填料表面黏附有真菌，所述真菌同时包括印度毛霉菌、皮诺卡氏菌、枝孢菌、拟青霉菌、粘帚霉菌时，五者之间产生了协同作用，促进降解VOCs。
以上内容是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.03-0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7-1h，取出后放入6％-10％的硫酸溶液中加热煮沸0.4-0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8-7.2，置于烘箱中于85-88℃下干燥1.5-1.8h，冷却备用；
(2)将18-30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3-3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300-500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％-0.6％的钯盐溶液2-4mL，以1-2滴/s的速度滴加到5-12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2-2.4；在转速为350-450r/min，温度为42-46℃条件下，以1滴/2-4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42-46℃，在避光下以转速200-300r/min继续搅拌6-8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2-5.8mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在4-10Kg/cm2压缩空气的带动下，以2-4mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为18-22cm；然后置静置于温度为38-42℃下3-5h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于55-62℃干燥1.2-1.8h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为520-550℃焙烧2-2.5h，制得催化剂。
2.一种根据权利要求1所述的方法制备的催化剂。
3.一种根据权利要求1所述的催化剂在吸收VOCs的应用。
4.根据权利要求3所述的催化剂在吸收VOCs的应用，其特征在于：所述催化剂使用于过滤材料中，所述过滤材料包括活性炭、合成吸附剂、催化剂。
5.根据权利要求8所述的合成吸附剂在降解VOCs的应用，其特征在于：所述活性炭、合成吸附剂、催化剂的质量比为18-35:2-4:1。
6.根据权利要求5所述的催化剂在吸收VOCs的应用，其特征在于：所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.05-0.09，Mn/(Mn+Si)比为0.187-0.213；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.83-0.85和0.142-0.148，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入32-35mL去离子水，于微波功率为100-150W，温度为30-35℃，转速为200-300r/min下搅拌12-15min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400-500℃下反应4-6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75-82℃下烘干至含水率≤0.6％，制得合成吸附剂。
CN201710375781.6A 2017-05-25 2017-05-25 一种催化剂、制备方法及其在吸收vocs的应用 Pending CN107224988A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710375781.6A CN107224988A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种催化剂、制备方法及其在吸收vocs的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710375781.6A CN107224988A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种催化剂、制备方法及其在吸收vocs的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107224988A true CN107224988A (zh) 2017-10-03

Family

ID=59934487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710375781.6A Pending CN107224988A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种催化剂、制备方法及其在吸收vocs的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107224988A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107185478A (zh) * 2017-05-25 2017-09-22 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种合成吸附剂、制备方法及其在降解VOCs的应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110088613A (ko) * 2010-01-29 2011-08-04 한국세라믹기술원 휘발성 유기화합물의 산화반응용 촉매 복합체 및 그의 제조 방법
CN103100386A (zh) * 2013-01-15 2013-05-15 汕头大学 一种用于降解VOCs的整体式催化剂的制备方法
CN103252210A (zh) * 2013-05-22 2013-08-21 武汉红金龙印务股份有限公司 一种空气中VOCs吸附剂的制备方法
CN104998695A (zh) * 2015-07-22 2015-10-28 常州亚环环保科技有限公司 一种高炉渣颗粒负载催化剂制备方法
CN106163641A (zh) * 2014-04-01 2016-11-23 庄信万丰股份有限公司 具有 NOx吸附剂活性的柴油氧化催化剂
CN107008145A (zh) * 2017-05-25 2017-08-04 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种过滤材料及其在降解VOCs的应用
CN107185478A (zh) * 2017-05-25 2017-09-22 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种合成吸附剂、制备方法及其在降解VOCs的应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110088613A (ko) * 2010-01-29 2011-08-04 한국세라믹기술원 휘발성 유기화합물의 산화반응용 촉매 복합체 및 그의 제조 방법
CN103100386A (zh) * 2013-01-15 2013-05-15 汕头大学 一种用于降解VOCs的整体式催化剂的制备方法
CN103252210A (zh) * 2013-05-22 2013-08-21 武汉红金龙印务股份有限公司 一种空气中VOCs吸附剂的制备方法
CN106163641A (zh) * 2014-04-01 2016-11-23 庄信万丰股份有限公司 具有 NOx吸附剂活性的柴油氧化催化剂
CN104998695A (zh) * 2015-07-22 2015-10-28 常州亚环环保科技有限公司 一种高炉渣颗粒负载催化剂制备方法
CN107008145A (zh) * 2017-05-25 2017-08-04 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种过滤材料及其在降解VOCs的应用
CN107185478A (zh) * 2017-05-25 2017-09-22 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种合成吸附剂、制备方法及其在降解VOCs的应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107185478A (zh) * 2017-05-25 2017-09-22 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种合成吸附剂、制备方法及其在降解VOCs的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107185478A (zh) 一种合成吸附剂、制备方法及其在降解VOCs的应用
CN207628198U (zh) 有机废气处理装置
CN107254418A (zh) 一种细菌及其在吸收VOCs的应用
CN103088396A (zh) 一种pcb电镀铜槽药水处理方法
CN110304779A (zh) 一种垃圾渗滤液厌氧出水的物化脱氨方法和处理系统
CN107224988A (zh) 一种催化剂、制备方法及其在吸收vocs的应用
CN105483045A (zh) 一种用于处理含VOCs废气的菌种组合物及处理含VOCs废气的方法
CN107008145A (zh) 一种过滤材料及其在降解VOCs的应用
CN107596905A (zh) 膜曝气生物膜反应器净化含VOCs废气的装置和方法
CN105251231B (zh) 有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统及方法
CN207137690U (zh) 一种工业废气催化处理设备
CN107185392A (zh) 一种用于吸收vocs的反应系统
CN206535423U (zh) 一种活动式废气多级处理装置
CN107051184A (zh) 一种用于治理挥发性有机物的生物法
CN107138039A (zh) 一种用于降解VOCs的系统
CN110215810A (zh) 一种VOCs废气处理系统及方法
CN206814436U (zh) 高效紫外光催化废水处理系统
CN208194086U (zh) 带有臭氧曝气循环装置的废气处理喷淋塔
CN107986578A (zh) 一种pta污水处理的沼气制氢循环系统及工艺
CN104843946A (zh) 超重力湿法氧化反应器及其污水处理设备与方法
CN208038241U (zh) 一种pta污水处理的沼气制氢循环系统
CN210936435U (zh) 一种连续真空热脱附修复污染土壤装置
CN107185401A (zh) 一种吸收vocs的设备
CN210373479U (zh) 一种间歇式生产中voc废气处理装置
CN107115763B (zh) 一种吸收vocs材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171003

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication