CN114259848A - 一种去除有机垃圾臭气的除臭剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种去除有机垃圾臭气的除臭剂及其制备方法和应用，属于除臭技术领域。所述除臭剂包括超细铁粉、氧化亚铁、H₂SO₄、硫酸钠、螯合剂、氢氧化钠以及余量为水。本发明还公开了该除臭剂的制备方法和应用。该除臭剂对有机生活垃圾产生的含氨气和硫化氢的恶臭气体具有较高的去除率，具有无毒害、环保的优点。

Description

一种去除有机垃圾臭气的除臭剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于除臭技术领域，尤其涉及一种去除有机垃圾臭气的除臭剂及其制备方法和应用。

背景技术

恶臭气体定义为：一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体，主要含硫化氢和氨气。硫化氢和氨气是由有机体新陈代谢或微生物发酵腐败过程中所产生，与人们生活环境息息相关，特别是城市规模化市政管理过程中，生活垃圾的填埋或发酵都会产生大量的恶臭气体。如今人们的生活水平越来越高，恶臭带给人们的困扰也越来越显著，不仅会带来感官上的难受，而且还会引发各类疾病，对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等还能使人体产生畸变、癌变，当浓度超过一定限制甚至会当场致人昏迷或死亡。

针对恶臭气体的去除，相关研究由来已久。中国专利环保型除臭剂用组合物和除臭剂及其应用(申请号：201811115927.4)，采用的有机酸锌的氨基酸络合物及表面活性剂等材料制成，表面活性剂具有低毒性且难以分解污染环境；中国专利一种除臭剂及其制备方法和应用(申请号：201611130370.2)，采用的酵母液和表面活性剂等材料制成，发酵过程缓慢见效慢，表面活性剂污染环境；中国专利一种高效植物除臭剂(201510973257.X)，采用的植物提取液，工艺繁琐制作成本高；中国专利一种环保型木材除味剂(申请号：201710263526.2)，主要针对防腐剂、油漆引起的VOC的去除，其解决的是VOC类刺激性气味，其中未提及对恶臭气体类毒气的作用。

鉴于此，有必要提供一种新的基于离子技术的去除有机垃圾臭气的除臭剂及其制备方法和应用，以解决上述至少一项技术问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种去除有机垃圾臭气的除臭剂。本发明的除臭剂的组成均为绿色环保化合物，特别是其中主要成分为亚铁盐，不仅无毒无害，而且具有除浊除臭的效果，有显著的期初有机垃圾散发的恶臭气体的效果，可以用于垃圾填埋场上垃圾分类再利用和存余垃圾开外过程中高浓度恶臭气体的处理。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种去除有机垃圾臭气的除臭剂，所述除臭剂由以下摩尔百分数的组分制备而成：

0.5％～1.2％的超细铁粉、2％～3％的氧化亚铁、1％～8.5％的H₂SO₄、0.3％～0.6％的硫酸钠、0.8％～8％的螯合剂、0.01％～0.05％的氢氧化钠以及余量为水。

本发明的原理说明：

超细铁粉、氧化亚铁、H₂SO₄和硫酸钠共存，在溶液中存在亚铁盐；螯合剂能够与亚铁盐形成螯合物，对恶臭气体中的硫化氢和氨具有更好的去除作用。

本发明的有益效果是：本发明的除臭剂中亚铁盐能够有效的除臭，所采用的组分在自然条件下可以完成生物降解，无异味无刺激性，绿色环保；本发明的除臭剂在10s内对恶臭气体的恶臭去除率可以达到95％，并且能够在较长的时间内保持除臭的效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述螯合剂为亚氨基二琥珀酸、谷氨酸二乙酸四钠和乙二胺二琥珀酸三钠中的任意一种。

采用上述进一步的有益效果是：采用上述螯合剂能够与亚铁盐形成螯合物，能够去除有机垃圾臭气。

进一步的，所述超细铁粉的粒径为7.4～9.0μm。

采用上述进一步的有益效果是：在此粒径范围的超细铁粉比表面积大，能够形成亚铁盐，有利于去除有机垃圾产生的臭气。

本发明目的之二提供上述除臭剂的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：上述除臭剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：分别称取如下摩尔百分数的组分：0.5％～1.2％的超细铁粉、2％～3％的氧化亚铁、1％～8.5％的H₂SO₄、0.3％～0.6％的硫酸钠、0.8％～8％的螯合剂、0.01％～0.05％的氢氧化钠以及余量为水，将氧化亚铁和超细铁粉混合后缓慢加入H₂SO₄搅拌；

S2：向步骤S1制得的溶液中加入硫酸钠，继续搅拌；

S3：向步骤S2制得的溶液中加入螯合剂，保温下回流反应；

S4：将步骤S3制得的溶液降温至室温，加入氢氧化钠调节溶液的pH值为6.5～7.0，即得除臭剂。

采用上述方案的有益效果是：除臭剂制备工艺简单，成本低廉。

进一步的，在步骤S1中，所述搅拌的时间为0.5～2h；在步骤S2中，所述搅拌的时间为0.2～1h。

采用上述进一步的有益效果是：在此搅拌时间，能够保证氧化亚铁、超细铁粉、H₂SO₄和硫酸钠充分混合均匀

进一步的，在步骤S3中，所述回流反应的保温温度为65～75℃，回流反应的时间为0.5～2h。

采用上述进一步的有益效果是：在此温度和时间下，溶液由浅绿色逐渐转变为无色时，亚铁离子与螯合剂反应生成螯合物，无色时亚铁离子与螯合剂反应完全，能够充分的形成螯合物。

本发明的目的之三是提供上述除臭剂在去除有机垃圾臭气中的应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种除臭剂在去除有机垃圾臭气中的应用，所述除臭剂去除有机垃圾臭气中的硫化氢和/或氨气。

采用上述方案的有益效果是：除臭剂中的亚铁盐能够反应去除硫化氢和氨气，恶臭去除效率高。

进一步的，所述恶臭气体是有机生活垃圾产生的含硫化氢和/或氨气的气体。

本发明的目的之三是提供上述除臭剂在除臭喷淋塔中的应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种上述除臭剂在除臭喷淋塔中的应用，所述除臭喷淋塔中所述除臭剂与有机垃圾臭气的液气流量比控制为1:15～1:20，所述除臭剂的喷淋液滴大小控制为0.5～1mm。

采用上述方案的有益效果是：在此液气比范围内除臭剂与恶臭气体能够充分的接触去除恶臭气体中的硫化氢和氨，去除效率高。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例的去除有机垃圾臭气的除臭剂由以下摩尔百分数的组分制备而成：

0.8％的超细铁粉、2.2％的氧化亚铁、3％的H₂SO₄、0.4％的硫酸钠、5％亚氨基二琥珀酸、0.02％的氢氧化钠以及余量为水。

将上述超细铁粉和氧化亚铁用磁子重返搅拌均匀后，缓慢加入稀硫酸，搅拌1好，而后加入硫酸钠，继续搅拌0.5h，再加入螯合剂，在70℃的水浴下，回流反应，直至溶液由淡绿色逐渐转变为无色，降至室温，加入氢氧化钠调节pH值值6.5～7.0，即得本实施例的除臭剂。

采用以下方法在气袋内对本实施例制得的除臭剂进行除臭性能测试：

在10L的Tedlar膜气袋的中部安装进出气四氟乙烯阀门，封口，用真空泵抽出气袋中气体；

采用软管与300ppm标准氨气罐和150ppm标准硫化氢罐连接，设定充气流量为500ml/min，充气4min后关闭四氟乙烯阀门；

使用BSQ-BNH3氨气检测仪和BSQ-BH2S硫化氢检测仪分别检测气袋中氨气和硫化氢的初始浓度；

用喷瓶取本实施例制得的除臭剂，将除臭剂喷入气袋内，摇晃气袋，使除臭剂与气袋内气体接触，在接触为10s和3600s时，用BSQ-BNH3氨气检测仪和BSQ-BH2S硫化氢检测仪分别测量气袋中氨气和硫化氢的浓度。

本实施例的在气袋内除臭性能测试结果如下：

初始浓度：硫化氢149ppm，氨气300ppm；

10s接触后浓度:硫化氢3.54ppm，氨气3.48ppm；

3600s接触后浓度：硫化氢2.87ppm，氨气1.85ppm。

控制液气比和液滴大小对本实施例制得的除臭剂进行除臭性能测试：

将300ppm标准氨气罐和150ppm标准硫化氢罐与循环喷淋塔的尾气入口连接；

在循环喷淋塔中加入本实施例制得的除臭剂，并使除臭剂在循环喷淋塔中循坏喷淋，控制除臭剂与有机垃圾臭气的液气流量比和除臭剂的喷淋液滴大小；

向循环喷淋塔的尾气入口输送氨气和硫化氢，使用PGM-7340气体检测仪检测循环喷淋塔的尾气出口的气体浓度。

本实施例的控制液气比和液滴大小的除臭测试结果如下：

初始浓度：硫化氢149ppm，氨气300ppm；

在液气流量比为1:15和液滴大小为0.7mm时，尾气出口的浓度：硫化氢1.01ppm、氨气1.38ppm；

在液气流量比为1:15和液滴大小为2.0mm时，尾气出口的浓度：硫化氢14.87ppm，氨气11.52ppm；

在液气流量比为1:30和液滴大小为0.7mm时，尾气出口的浓度：硫化氢22.01ppm，氨气34.71ppm。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于，除臭剂由以下摩尔百分数的组分制备而成：

1.0％的超细铁粉、2.5％的氧化亚铁、4.3％的H₂SO₄、0.5％的硫酸钠、4.5％谷氨酸二乙酸四钠、0.03％的氢氧化钠以及余量为水。

本实施例在气袋内除臭的性能测试结果为：

初始浓度：硫化氢150ppm，氨气301ppm；

10s接触后浓度:硫化氢1.31ppm，氨气0.82ppm；

3600s接触后浓度：硫化氢0.54ppm，氨气0.25ppm。

本实施例控制液气比和液滴大小的除臭测试结果如下：

初始浓度：硫化氢149ppm，氨气300ppm；

在液气流量比为1:17和液滴大小为0.8mm时，尾气出口的浓度：硫化氢1.27ppm、氨气4.92ppm；

在液气流量比为1:17和液滴大小为0.3mm时，尾气出口的浓度：硫化氢16.75ppm，氨气27.45ppm；

在液气流量比为1:10和液滴大小为0.8mm时，尾气出口的浓度：硫化氢10.60ppm，氨气20.42ppm。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于，除臭剂由以下摩尔百分数的组分制备而成：

1.1％的超细铁粉、2.7％的氧化亚铁、6.0％的H₂SO₄、0.5％的硫酸钠、1.2％乙二胺二琥珀酸三钠、0.034％的氢氧化钠以及余量为水。

本实施例在气袋内除臭性能测试结果为：

初始浓度：硫化氢151ppm，氨气302ppm；

10s接触后浓度:硫化氢3.16ppm，氨气2.45ppm；

3600s接触后浓度：硫化氢2.88ppm，氨气1.45ppm。

本实施例控制液气比和液滴大小的除臭测试结果如下：

初始浓度：硫化氢150ppm，氨气298ppm；

在液气流量比为1:19和液滴大小为0.9mm时，尾气出口的浓度：硫化氢0.39ppm、氨气1.52ppm；

在液气流量比为1:19和液滴大小为1.5mm时，尾气出口的浓度：硫化氢12.39ppm，氨气21.16ppm；

在液气流量比为1:25和液滴大小为0.9mm时，尾气出口的浓度：硫化氢17.28ppm，氨气44.07ppm。

实施例4

本实施例与实施例1不同之处在于，除臭剂由以下摩尔百分数的组分制备而成：

1.0％的超细铁粉、2.67％的氧化亚铁、7.0％的H₂SO₄、0.3％的硫酸钠、6％亚氨基二琥珀酸、0.034％的氢氧化钠以及余量为水。

本实施例在气袋内除臭的性能测试结果为：

初始浓度：硫化氢150ppm，氨气298ppm；

10s接触后浓度:硫化氢0.54ppm，氨气0.32ppm；

3600s接触后浓度：硫化氢0.42ppm，氨气0.22ppm。

本实施例控制液气比和液滴大小的除臭测试结果如下：

初始浓度：硫化氢150ppm，氨气299ppm；

在液气流量比为1:19和液滴大小为0.8mm时，尾气出口的浓度：硫化氢0.72ppm、氨气3.62ppm；

在液气流量比为1:19和液滴大小为2.0mm时，尾气出口的浓度：硫化氢18.00ppm，氨气31.42ppm；

在液气流量比为1:5和液滴大小为0.8mm时，尾气出口的浓度：硫化氢8.60ppm，氨气22.66ppm。

现有技术中的除臭剂，如对比文件1一种高效植物除臭剂(申请号：201510973257.X)公开了其高效植物除臭剂由以下原料按照质量份制成：10份提取液A；10份提取液B；1份定向提取物；1份桉液由；2份丝兰提取物；1份山茶花提取物；1份银杏叶提取物；1份茶多酚；6份表面活性剂；65份水。其得到的除臭剂，氨气的去除率小于96.5％，硫化氢去除率小于88.5％。

对比文件2一种除臭剂及其制备方法和应用(申请号：201611130370.2)公开了其除臭剂包括酿酒酵母发酵液、乙氧基化表面活性剂和维生素B。其得到的除臭剂，6h氨气去除率小于96.5％，6h硫化氢去除率小于96.5％。

现有技术如上述对比文件1和对比文件2处理恶臭气体的氨气去除率和硫化氢去除率均小于96.5％。相对于现有技术，本发明的除臭剂，在处理时间为1h时，恶臭气体中的氨气和硫化氢去除率均大于97.0％，合理控制喷淋塔的液气比和液滴大小，连续处理恶臭气体，恶臭气体中的氨气和硫化氢的去除率均大于98％。表明，本申请通过选择超细铁粉、氧化亚铁、稀硫酸、硫酸钠、螯合剂、氢氧化钠和水，均为无毒害，能够有效的去除恶臭气体中的氨气和硫化氢；确定了除臭剂在喷淋塔的液气比和液滴大小，在该液气比和液滴大小范围内，能够进一步的提升除臭剂的氨气和硫化氢的去除率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种去除有机垃圾臭气的除臭剂，其特征在于，由以下摩尔百分数的组分制备而成：

0.5％～1.2％的超细铁粉、2％～3％的氧化亚铁、1％～8.5％的H₂SO₄、0.3％～0.6％的硫酸钠、0.8％～8％的螯合剂、0.01％～0.05％的氢氧化钠以及余量为水。

2.根据权利要求1所述的除臭剂，其特征在于，所述螯合剂为亚氨基二琥珀酸、谷氨酸二乙酸四钠和乙二胺二琥珀酸三钠中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的除臭剂，其特征在于，所述超细铁粉的粒径为7.4～9.0μm。

4.权利要求1-3任一项所述的除臭剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分别称取如下摩尔百分数的组分：0.5％～1.2％的超细铁粉、2％～3％的氧化亚铁、1％～8.5％的H₂SO₄、0.3％～0.6％的硫酸钠、0.8％～8％的螯合剂、0.01％～0.05％的氢氧化钠以及余量为水，将氧化亚铁和超细铁粉混合后缓慢加入H₂SO₄搅拌；

S2：向步骤S1制得的溶液中加入硫酸钠，继续搅拌；

S3：向步骤S2制得的溶液中加入螯合剂，保温下回流反应；

S4：将步骤S3制得的溶液降温至室温，加入氢氧化钠调节溶液的pH值，即得除臭剂。

5.根据权利要求4所述的除臭剂的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述搅拌的时间为0.5～2h；在步骤S2中，所述搅拌的时间为0.2～1h。

6.根据权利要求4所述的除臭剂的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述回流反应的保温温度为65～75℃，回流反应的时间为0.5～2h。

7.权利要求1-3任一项所述的除臭剂在去除有机垃圾臭气中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述有机垃圾臭气为硫化氢和/或氨气。

9.权利要求1-3任一项所述的除臭剂在除臭喷淋塔中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述除臭喷淋塔中所述除臭剂与有机垃圾臭气的液气流量比控制为1:15～1:20，所述除臭剂的喷淋液滴大小控制为0.5～1mm。