CN114259851A - 超氧化有机废气的处理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种超氧化有机废气的处理方法及其系统。上述的超氧化有机废气的处理方法包括如下步骤：获取臭氧和液氮；对液氮于臭氧处进行汽化处理，得到混合冷气；将混合冷气与有机废气进行混合处理；将混合处理后的混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气；将混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮。上述的超氧化有机废气的处理方法使得有机废气分解较充分且使得臭氧残留量较小。

Description

超氧化有机废气的处理方法及其系统

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，特别是涉及一种超氧化有机废气的处理方法及其系统。

背景技术

工业生产过程中产生的有机废气一般存在不溶于水、有毒有害且处理难度大的特点，在有机废气处理时普遍采用的是活性炭吸附处理法、催化氧化法和等离子法等。

但活性炭吸附处理法需要进行废气预处理，且针对高浓度废气会有净化效率不高的结果，设备庞大营运成本较高；等离子法虽然处理效果较好，但均是以高压放电为主，能耗较大，容易发生爆炸，安全性较差，且副产物较难处理，而催化氧化法是在催化剂作用下发生的氧化反应，可在较低的温度下降有机废气氧化分解形成无毒无害的CO₂和水，相对于其他方法更加高效节能，因而越来越受到人们的重视，发展前景广阔，但催化氧化法存在有机废气氧化分解不充分的问题，且存在臭氧残留而对人体造成伤害的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种有机废气分解较充分且臭氧残留量较小的超氧化有机废气的处理方法及其系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种超氧化有机废气的处理方法，包括如下步骤：

获取臭氧和液氮；

对所述液氮于所述臭氧处进行汽化处理，得到混合冷气；

将所述混合冷气与有机废气进行混合处理；

将混合处理后的所述混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气；

将所述混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮。

在其中一个实施例中，在所述将所述混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之后，且在所述将混合处理后的所述混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，所述超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：

对所述催化剂进行加热操作，以使所述催化剂处的温度高于40℃。

在其中一个实施例中，在所述将所述混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之后，且在所述将混合处理后的所述混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，所述超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：

对所述催化剂进行抽气处理。

在其中一个实施例中，在所述对所述液氮于所述臭氧处进行汽化处理的步骤之后，且在所述将所述混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之前，所述超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：

对所述有机废气进行预处理操作。

在其中一个实施例中，所述催化剂包括多孔介质和金属催化剂。

在其中一个实施例中，所述金属催化剂为稀有金属类物质和过渡金属类物质中的至少一种。

一种超氧化有机废气的处理系统，包括臭氧发生器、液氮发生器、单向阀、混合塔、对流塔、有机废气输送管道、催化管道和过滤池，所述臭氧发生器和所述液氮发生器通过单向阀连接，且所述臭氧发生器和所述液氮发生器均与所述混合塔连通，所述混合塔、所述有机废气输送管道和所述催化管道均与所述对流塔连通，所述催化管道与所述过滤池连通，所述过滤池与所述液氮发生器连通。

在其中一个实施例中，所述对流塔上开设有第一进气口、第二进气口和出气口，所述第一进气口和所述第二进气口相对设置，所述混合塔和所述对流塔的第一进气口连通，所述有机废气输送管道与所述对流塔的第二进气口连通，所述催化管道与所述对流塔的出气口连通。

在其中一个实施例中，所述催化管道包括外壳、导热陶瓷内壳和多孔催化剂填充体，所述外壳包覆在所述导热陶瓷内壳的外围，所述多孔催化剂填充体填充于所述导热陶瓷内壳内。

在其中一个实施例中，所述催化管道为螺旋管道。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明超氧化有机废气的处理方法中，对所述液氮于所述臭氧处进行汽化处理，有效减少了臭氧的前期分解，并且将所述混合冷气与有机废气进行混合处理后再通入催化剂内，增加了混合冷气与有机废气的混合均匀性，使得有机废气在催化剂内可以被臭氧充分氧化分解，提高了有机废气的氧化分解充分性，加上并不将混合气进行排放，而是将混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮，有效避免了臭氧残留而对人体造成伤害的问题，提高了有机废气的处理安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施方式超氧化有机废气的处理方法的流程图；

图2为本发明一实施方式超氧化有机废气的处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供一种超氧化有机废气的处理方法。上述的超氧化有机废气的处理方法包括如下步骤：获取臭氧和液氮；对液氮于臭氧处进行汽化处理，得到混合冷气；将混合冷气与有机废气进行混合处理；将混合处理后的混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气；将混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮。

上述的超氧化有机废气的处理方法中，对液氮于臭氧处进行汽化处理，有效减少了臭氧的前期分解，并且将混合冷气与有机废气进行混合处理后再通入催化剂内，增加了混合冷气与有机废气的混合均匀性，使得有机废气在催化剂内可以被臭氧充分氧化分解，提高了有机废气的氧化分解充分性，加上并不将混合气进行排放，而是将混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮，有效避免了臭氧残留而对人体造成伤害的问题，提高了有机废气的处理安全性。

请参阅图1，为了更好地理解本申请的超氧化有机废气的处理方法，以下对本申请的超氧化有机废气的处理方法作进一步的解释说明，一实施方式的超氧化有机废气的处理方法包括如下步骤的部分或全部：

S100、获取臭氧和液氮。可以理解，本申请的臭氧和液氮分别通过臭氧发生器和液氮发生器得到，臭氧用于有机废气的催化氧化分解，由于臭氧在常温状态下容易发生分解而失去催化氧化分解有机废气的能力，因此，本申请超氧化有机废气的处理方法中，采用液氮对臭氧进行降温，确保了输送至有机废气处的臭氧的含量，进而提高了有机废气的催化氧化分解充分性。

S200、对液氮于臭氧处进行汽化处理，得到混合冷气。可以理解，液氮的主要作用为降低臭氧的温度，进而减少了臭氧的前期分解量，因此，在本申请超氧化有机废气的处理方法中，将获取的液氮于臭氧处进行汽化处理，液氮在汽化处理过程中吸收大量的热而对臭氧进行降温，确保了输送至有机废气处的臭氧的含量，进而提高了有机废气的催化氧化分解充分性。

S300、将混合冷气与有机废气进行混合处理。可以理解，将混合冷气与有机废气进行混合处理后再通入催化剂内，增加了混合冷气与有机废气的混合均匀性，使得有机废气在催化剂内可以被臭氧充分氧化分解，提高了有机废气的氧化分解充分性。还可以理解，若将混合冷气和有机废气各自单独输入催化剂处对有机废气进行催化氧化分解，则在有机废气中的臭氧分布不均，容易造成有机废气的局部催化氧化分解不充分，进而不但造成了有机废气的催化氧化分解不充分，降低了有机废气的处理效果，而且还造成臭氧残留量增大，降低了有机废气的处理安全性。

S400、将混合处理后的混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气。可以理解，将混合冷气与有机废气进行混合处理，提高了混合冷气与有机废气的混合均匀性，减轻了有机废气中的臭氧分布不均，导致有机废气的局部催化氧化分解不充分，进而造成有机废气的催化氧化分解不充分和臭氧残留量增大的问题，提高了有机废气的催化氧化分解充分性和有机废气处理的安全性。

S500、将混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮。可以理解，在将混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作时，混合冷气中的臭氧和有机废气的混合均匀性较高，在催化剂的作用下有机废气被臭氧充分氧化分解形成CO₂和水，而臭氧也充分还原形成了氧气，使得从催化剂输出的混合气中包含CO₂、水、氧气和氮气，在将混合气通入碱水中进行除杂操作的过程中，混合气中的CO₂和水被碱水除去，剩余的氧气和氮气被重新利用制备臭氧和液氮，即在本申请超氧化有机废气的处理方法中，并不将混合气进行排放，而是将混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮，有效避免了臭氧残留而对人体造成伤害的问题，提高了有机废气的处理安全性。

上述的超氧化有机废气的处理方法中，对液氮于臭氧处进行汽化处理，有效减少了臭氧的前期分解，并且将混合冷气与有机废气进行混合处理后再通入催化剂内，增加了混合冷气与有机废气的混合均匀性，使得有机废气在催化剂内可以被臭氧充分氧化分解，提高了有机废气的氧化分解充分性，加上并不将混合气进行排放，而是将混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮，有效避免了臭氧残留而对人体造成伤害的问题，提高了有机废气的处理安全性。

在其中一个实施例中，混合冷气中臭氧和氮气的体积比为1.7～2.8。可以理解，氮气为通过对液氮进行汽化处理而得到，当混合冷气中臭氧和氮气的体积比为1.7～2.8时，使得臭氧的温度降低至负值，有效降低了臭氧的分解速度，并且确保了混合冷气中的臭氧的活性浓度充足而对有机废气进行氧化分解。

在其中一个实施例中，混合冷气和有机废气的体积比为7.8～18.5。可以理解，使得混合冷气和有机废气的体积比为7.8～18.5时，确保了臭氧的活性浓度充足而对有机废气进行氧化分解。

在其中一个实施例中，在将混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之后，且在将混合处理后的混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：对催化剂进行加热操作，以使催化剂处的温度高于40℃。可以理解，有机废气和混合冷气在混合处理后的温度依旧保持在较低程度，低温条件对臭氧的反应活性具有较大的影响，因次，本申请超氧化有机废气的处理方法中，对催化剂进行加热操作，实际为对有机废气和混合冷气进行加热，使得臭氧的反应活性提高，增加了臭氧在催化剂存在条件下的反应活性，即提高了臭氧对有机废气的氧化分解能力，进而提高了有机废气的催化氧化分解充分性，并且提高了臭氧的分解率，进而有效减少了臭氧的残留量。还可以理解的是，有机废气和混合冷气在催化剂内进行催化氧化分解的过程中产生较多的水份，水份吸附在催化剂的表面会影响催化剂的催化活性，因此对催化剂进行加热操作，增大了氧化分解生成的水份的热运动，进而增加了氧化分解生成的水份的抽出，降低了氧化分解生成的水份对催化剂的催化活性的影响。

在其中一个实施例中，在将混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之后，且在将混合处理后的混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：对催化剂进行加热操作，以使催化剂处的温度高于100℃。可以理解，氧化分解得到的水份在温度高于100℃条件下均以水蒸气的形式存在，大大降低了氧化分解得到的水份对催化剂的催化活性的影响，提高了臭氧的催化分解效果，进而提高了臭氧对有机废气的催化氧化分解充分性，并且使得臭氧在高温条件下的分解率大大提高，有效减少了臭氧的残留量。

在其中一个实施例中，在将混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之后，且在将混合处理后的混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：对催化剂进行抽气处理。可以理解，由于催化管道为螺旋管道，在对催化剂进行抽气处理，使得混合冷气与有机废气与在催化剂中催化氧化后且在被抽出于催化剂外时形成涡流，增强了混合冷气与有机废气的碰撞，即提高了混合冷气与有机废气的反应活性，进而进一步提高了催化剂处未被催化氧化分解的有机废气的氧化分解，进而进一步提高了有机废气的催化氧化分解充分性。还可以理解的是，有机废气从催化剂处被抽出后混合冷气和有机废气的温度均增加，提高了混合冷气与有机废气被抽出于催化剂外后形成涡流而进一步氧化分解的活性，进而更进一步地提高了有机废气的催化氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，对催化剂进行抽气处理的抽气速率为0.3L/s～1.5L/s。可以理解，对催化剂进行抽气处理的过程中，使得抽气处理的抽气速率为0.3L/s～1.5L/s时，有效确保了混合冷气与有机废气被抽出于催化剂外后形成涡流，进一步增强了混合冷气与有机废气的碰撞，进而进一步提高了催化剂处未被催化氧化分解的有机废气的氧化分解，进而进一步提高了有机废气的催化氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，在对液氮于臭氧处进行汽化处理的步骤之后，且在将混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之前，超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：对有机废气进行预处理操作。可以理解，有机废气中含有较多的颗粒物和水溶性物质，有机废气中的颗粒物和水溶性物质在随有机废气进入至催化剂后容易与水混合后吸附至催化剂的空隙内，影响了催化剂的催化活性，进而降低了有机废气的催化氧化分解充分性，因此，在本申请超氧化有机废气的处理方法中，在将混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之前对机废气进行预处理操作，以使有机废气中的颗粒物和水溶性物质的量大大减少，进而确保了催化剂的催化活性，有利于有机废气的催化氧化分解。

在其中一个实施例中，对有机废气进行预处理操作，包括如下步骤：

首先，将有机废气通入水中进行第一除杂处理。可以理解，将有机废气通入水中进行第一除杂处理，使得有机废气中的水溶性物质溶于水中，并使得有机废气中的颗粒物吸附至水中，大大降低了有机废气中水溶性物质和颗粒物的含量，进而确保了催化剂的催化活性，有利于有机废气的催化氧化分解。

然后，将第一除杂处理后的有机废气通入活性炭层进行第二除杂处理。可以理解，将第一除杂处理后的有机废气通入活性炭层进行第二除杂处理，使得有机废气中的颗粒物的含量进一步减小，进一步确保了催化剂的催化活性，有利于有机废气的催化氧化分解。

在其中一个实施例中，在将混合处理后的混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，且在将混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之后，超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：对混合处理后的混合冷气与有机废气进行过滤操作，以使混合冷气与有机废气中的水份过滤除去。可以理解，在混合冷气与有机废气进行混合处理的过程中，以及在对有机废气进行预处理操作的过程中，有机废气和混合冷气中带有较多的水份，而水份吸附在催化剂的表面会影响催化剂的催化活性，因此，在本申请超氧化有机废气的处理方法中，为了确保催化剂的催化活性，在将混合处理后的混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，对混合处理后的混合冷气与有机废气进行过滤操作，以使混合冷气与有机废气中的水份过滤除去，确保了催化剂的催化活性，有利于有机废气的催化氧化分解。

在其中一个实施例中，碱水为强碱弱酸盐，确保了CO²和水份的有效去除。

在其中一个实施例中，碱水为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸氢钠和醋酸钠中的至少一种。

在其中一个实施例中，催化剂包括多孔介质和金属催化剂。可以理解，多孔介质有利于增大臭氧与金属催化剂的接触面积，进而提高了臭氧对有机废气的氧化分解充分性，并且多孔介质有利于填充至催化管道形成过滤催化剂层，进而有利于增大混合冷气与催化剂的接触，提高了催化剂对臭氧的催化效果，进而提高了有机废气的氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，金属催化剂为稀有金属类物质和过渡金属类物质中的至少一种，确保了催化剂对臭氧的催化效果，进而确保了有机废气的氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，稀有金属类物质包括稀有金属和稀有金属衍生物。

在其中一个实施例中，稀有金属类物质为铈、锆、钌、铑、钯、铂、锂、镭和锗中的至少一种，更好地确保了催化剂对臭氧的催化效果，进而确保了有机废气的氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，过渡金属类物质包括过渡金属和过渡金属衍生物。

在其中一个实施例中，过渡金属类物质为铁、镍、锌、铜、硅、钴、钙、锇、锡和钛中的至少一种，更好地确保了催化剂对臭氧的催化效果，进而确保了有机废气的氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，催化剂包括如下含量的各组分：多孔介质30份～50份和金属催化剂0.5份～8份，确保了催化剂对臭氧的催化效果，进而确保了有机废气的氧化分解充分性。

进一步地，在对催化剂进行加热操作的步骤之前，超氧化有机废气的处理方法还包括步骤：对催化剂进行制备。

在其中一个实施例中，催化剂的制备方法，包括如下步骤：

获取蜂窝炭粉末和氧化铝粉末；

向蜂窝炭粉末和氧化铝粉末中加入粘结剂进行搅拌操作，得到粘结体；

对粘结体进行烧结处理；

采用金属催化剂的盐溶液对烧结处理后的粘结体进行浸渍操作，得到浸渍体；

对浸渍体进行老化处理；

对老化处理后的浸渍体进行烧结操作。

上述催化剂的制备方法中，由于蜂窝炭具有较高的孔隙率和稳定性较高，使得蜂窝炭粉末和氧化铝粉末混合进行烧结得到蜂窝煤状的多孔介质，更好地提高了多孔介质的孔隙率和结构稳定性，采用金属催化剂的盐溶液对烧结处理后的粘结体进行浸渍操作，以使金属催化剂离子更好地吸附在多孔介质的孔隙表面，有利于对混合冷气中的臭氧进行催化，并且再次对老化的浸渍体进行烧结，提高了金属催化剂与多孔介质的结合稳定性，进而减少了金属催化剂的流失，提高了金属催化剂的稳定性和耐用性。还可以理解的是，若直接将蜂窝炭粉末、氧化铝粉末和金属催化剂进行烧结，得到的催化剂中的各物质分散均匀，但较难确保多孔介质的孔隙率，并且使得部分金属催化剂包覆于蜂窝炭或氧化铝内，形成无效催化成分，进而降低了催化剂的催化效果。

在其中一个实施例中，蜂窝炭粉末和氧化铝粉末的质量比为0.08～0.15，更好地确保了多孔介质的孔隙率和结构稳定性。

在其中一个实施例中，对粘结体进行烧结处理的烧结温度为400℃～550℃，烧结时间为3h～6h，确保了烧结得到的多孔介质的孔隙率和结构稳定性。

在其中一个实施例中，对老化处理后的浸渍体进行烧结操作的烧结温度为200℃～350℃，烧结时间为4h～8h，确保了烧结得到的催化剂的结构稳定性。

在其中一个实施例中，在对浸渍体进行老化处理的步骤之前，且在采用金属催化剂的盐溶液对烧结处理后的粘结体进行浸渍操作的步骤之后，催化剂的制备方法还包括如下步骤：对浸渍体进行烘干处理，有利于进行老化处理。

本申请还提供一种超氧化有机废气的处理系统，采用上述任一实施例所述的超氧化有机废气的处理方法对超氧化有机废气进行处理。进一步地，超氧化有机废气的处理系统包括臭氧发生器、液氮发生器、单向阀、混合塔、对流塔、有机废气输送管道、催化管道和过滤池，臭氧发生器和液氮发生器通过单向阀连接，且臭氧发生器和液氮发生器均与混合塔连通，混合塔、有机废气输送管道和催化管道均与对流塔连通，催化管道与过滤池连通，过滤池与液氮发生器连通。

上述的超氧化有机废气的处理系统中，使得臭氧发生器和液氮发生器通过单向阀连接，且臭氧发生器和液氮发生器均与混合塔连通，混合塔、有机废气输送管道和催化管道均与对流塔连通，催化管道与过滤池连通，过滤池与液氮发生器连通，即使得有机废气处理形成一个循环系统，减少了臭氧的排放；并且采用液氮发生器产生的液氮对臭氧发生器产生的臭氧进行降温，有效减少了臭氧的前期分解，并且使得混合塔、有机废气输送管道和催化管道均与对流塔连通，即使得有机废气和臭氧混合后再进行催化氧化，增加了混合冷气与有机废气的混合均匀性，使得有机废气在催化剂内可以被臭氧充分氧化分解，提高了有机废气的氧化分解充分性。

需要说明的是，超氧化有机废气的处理系统中，分别利用臭氧发生器和液氮发生器获取臭氧和液氮，在使得臭氧输送至混合塔，并在混合塔中对液氮进行汽化处理，使得臭氧的温度下降得到混合冷气，并将混合冷气输入至对流塔与有机废气输送管道输入的有机废气进行混合处理，将混合冷气和有机废气进行混合处理后输入催化管道内进行氧化分解操作，催化管道中填充有多孔催化剂，混合冷气和有机废气的混合气体通过催化管道内的催化剂的空隙后形成混合气，将混合器输出至过滤池进行除杂操作，将水和CO₂吸附于过滤池中，此时的混合气中大部分为氧气和氮气，在将氧气和氮气的混合气体通入液氮发生器中进行氮气循环利用，并将液氮发生器中的剩余气体通过单向阀输入臭氧发生器中进行抽样循环利用。

请参阅图2，为了更好地的理解本申请的超氧化有机废气的处理系统10，以,对超氧化有机废气的处理系统10作进一步的解释说明，一实施方式的超氧化有机废气的处理系统10包括臭氧发生器100、液氮发生器200、单向阀300、混合塔400、对流塔500、有机废气输送管道600、催化管道700和过滤池800，臭氧发生器100和液氮发生器200通过单向阀300连接，且臭氧发生器100和液氮发生器200均与混合塔400连通，混合塔400、有机废气输送管道600和催化管道700均与对流塔500连通，催化管道700与过滤池800连通，过滤池800与液氮发生器200连通。

上述的超氧化有机废气的处理系统10中，使得臭氧发生器100和液氮发生器200通过单向阀300连接，且臭氧发生器100和液氮发生器200均与混合塔400连通，混合塔400、有机废气输送管道600和催化管道700均与对流塔500连通，催化管道700与过滤池800连通，过滤池800与液氮发生器200连通，即使得有机废气处理形成一个循环系统，减少了臭氧的排放；并且采用液氮发生器200产生的液氮对臭氧发生器100产生的臭氧进行降温，有效减少了臭氧的前期分解，并且使得混合塔400、有机废气输送管道600和催化管道700均与对流塔500连通，即使得有机废气和臭氧混合后再进行催化氧化，增加了混合冷气与有机废气的混合均匀性，使得有机废气在催化剂内可以被臭氧充分氧化分解，提高了有机废气的氧化分解充分性。

需要说明的是，上述的臭氧发生器100、液氮发生器200、单向阀300、混合塔400、对流塔500、有机废气输送管道600、催化管道700和过滤池800之间直接连通或以气体运输管道间接连通。

还需要说明的是，臭氧发生器100、单向阀300和液氮发生器200均为一般的臭氧发生器、单向阀和液氮发生器，而混合塔400、对流塔500、有机废气输送管道600和过滤池800均为一般的具有密封性且具有容纳空腔的结构，本申请的超氧化有机废气的处理系统10中并不保护臭氧发生器100、液氮发生器200、单向阀300、混合塔400、有机废气输送管道600和过滤池800的结构，只保护臭氧发生器100、液氮发生器200、单向阀300、混合塔400、对流塔500、有机废气输送管道600、催化管道700和过滤池800的连接关系和位置关系。

请参阅图2，在其中一个实施例中，对流塔500上开设有第一进气口510、第二进气口520和出气口530，第一进气口510和第二进气口520相对设置，混合塔400和对流塔500的第一进气口510连通，有机废气输送管道600与对流塔500的第二进气口520连通，催化管道700与对流塔500的出气口530连通。可以理解，使得第一进气口510和第二进气口520相对设置，有利于混合冷气和有机废气的快速混合均匀，提高了混合冷气和有机废气的混合速度和混合均匀性。

在其中一个实施例中，催化管道包括外壳、导热陶瓷内壳和多孔催化剂填充体，外壳包覆在导热陶瓷内壳的外围，多孔催化剂填充体填充于导热陶瓷内壳内。可以理解，进一步地，外壳为刚性保温外壳，具有一定的结构强度，并且具有隔热保温性能，更好地确保了催化管道的结构稳定性和保温性，减少了能耗，而导热陶瓷内壳对多孔催化剂具有加热升温的作用，确保了催化剂管道内的温度可控性，并且导热陶瓷内壳对多孔催化剂加热升温有利于臭氧对有机废气的催化氧化分解，进而提高了有机废气的催化氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，催化管道为螺旋管道。可以理解，从催化管道抽出的混合冷气和有机废气的温度较高，并且由于催化管道为螺旋管道，在混合冷气和有机废气抽出至催化管道外时形成涡流，增加了有机废气和混合冷气的碰撞，有利于抽出至催化管道外混合冷气对有机废气进行进一步的氧化分解，进一步提高了有机废气的氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，螺旋管道的长度大于200m，确保了涡流的形成，增加了有机废气和混合冷气的碰撞，有利于抽出至催化管道外混合冷气对有机废气进行进一步的氧化分解，进一步提高了有机废气的氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，螺旋管道的直径为0.2m～0.55m，确保了涡流的形成，增加了有机废气和混合冷气的碰撞，有利于抽出至催化管道外混合冷气对有机废气进行进一步的氧化分解，进一步提高了有机废气的氧化分解充分性。

在其中一个实施例中，螺旋管道的半螺距为3m～8m，确保了涡流的形成，增加了有机废气和混合冷气的碰撞，有利于抽出至催化管道外混合冷气对有机废气进行进一步的氧化分解，进一步提高了有机废气的氧化分解充分性。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明超氧化有机废气的处理方法中，对液氮于臭氧处进行汽化处理，有效减少了臭氧的前期分解，并且将混合冷气与有机废气进行混合处理后再通入催化剂内，增加了混合冷气与有机废气的混合均匀性，使得有机废气在催化剂内可以被臭氧充分氧化分解，提高了有机废气的氧化分解充分性，加上并不将混合气进行排放，而是将混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮，有效避免了臭氧残留而对人体造成伤害的问题，提高了有机废气的处理安全性。

以下列举一些具体实施例，若提到％，均表示按重量百分比计。需注意的是，下列实施例并没有穷举所有可能的情况，并且下述实施例中所用的材料如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

对液氮于臭氧处进行汽化处理，得到臭氧和氮气的体积比为1.7的混合冷气；

将有机废气通入水中，再通过活性炭层进行过滤；

将混合冷气与有机废气进行混合处理，混合冷气和有机废气的体积比为18.5；

制备催化剂：将质量比为0.08的蜂窝炭粉末和氧化铝粉末中加入粘结剂进行搅拌，然后在550℃下烧结3h，然后采用锰、镍、钴和钛的盐溶液对其进行浸渍，浸渍后进行老化，最后在200℃下烧结8h；

对催化剂进行抽气处理，抽气速率为0.3L/s；

对催化剂进行加热操作，以使催化剂处的温度高于40℃；

将混合处理后的混合冷气通入催化管道中的催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气；

将混合气通入醋酸铵中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮；

其中，催化管道为螺旋管道，长度为200±1m，直径为0.2±0.05m，半螺距为3±0.1m。

上述的催化剂中各成分含量为：铝32.4％、锰3.2％、镍1.3％、钴2.1％和钛0.08％；上述的进行除杂操作后的混合气的成分：氧气和氮气90.01％。

实施例2

对液氮于臭氧处进行汽化处理，得到臭氧和氮气的体积比为2.0的混合冷气；

将有机废气通入水中，再通过活性炭层进行过滤；

将混合冷气与有机废气进行混合处理，混合冷气和有机废气的体积比为7.8；

制备催化剂：将质量比为0.10的蜂窝炭粉末和氧化铝粉末中加入粘结剂进行搅拌，然后在400℃℃下烧结6h，然后采用锰、铁、铜和锆的盐溶液对其进行浸渍，浸渍后进行老化，最后在250℃下烧结6h；

对催化剂进行抽气处理，抽气速率为0.6L/s；

对催化剂进行加热操作，以使催化剂处的温度高于70℃；

将混合处理后的混合冷气通入催化管道中的催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气；

将混合气通入碳酸钠中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮；

其中，催化管道为螺旋管道，长度为300±1m，直径为0.3±0.05m，半螺距为4±0.1m。

上述的催化剂中各成分含量为：铝42.2％、锰3.5％、铁2.1％、铜1.6％和锆0.12％；上述的进行除杂操作后的混合气的成分：氧气和氮气90.22％。

实施例3

对液氮于臭氧处进行汽化处理，得到臭氧和氮气的体积比为2.5的混合冷气；

将有机废气通入水中，再通过活性炭层进行过滤；

将混合冷气与有机废气进行混合处理，混合冷气和有机废气的体积比为10.5；

制备催化剂：将质量比为0.12的蜂窝炭粉末和氧化铝粉末中加入粘结剂进行搅拌，然后在450℃下烧结5h，然后采用锰、钙、铜和钯的盐溶液对其进行浸渍，浸渍后进行老化，最后在300℃下烧结5h；

对催化剂进行抽气处理，抽气速率为1.1L/s；

对催化剂进行加热操作，以使催化剂处的温度高于100℃；

将混合处理后的混合冷气通入催化管道中的催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气；

将混合气通入磷酸钠中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮；

其中，催化管道为螺旋管道，长度大于250±1m，直径为0.4±0.05m，半螺距为5±0.1m。

上述的催化剂中各成分含量为：铝38.6％、锰3.8％、钙2.3％、铜0.9％和钯1.0％；上述的进行除杂操作后的混合气的成分：氧气和氮气92.32％。

实施例4

对液氮于臭氧处进行汽化处理，得到臭氧和氮气的体积比为2.8的混合冷气；

将有机废气通入水中，再通过活性炭层进行过滤；

将混合冷气与有机废气进行混合处理，混合冷气和有机废气的体积比为14.5；

制备催化剂：将质量比为0.15的蜂窝炭粉末和氧化铝粉末中加入粘结剂进行搅拌，然后在500℃下烧结4h，然后采用锰、锌、钴和铂的盐溶液对其进行浸渍，浸渍后进行老化，最后在350℃下烧结4h；

对催化剂进行抽气处理，抽气速率为1.5L/s；

对催化剂进行加热操作，以使催化剂处的温度高于120℃；

将混合处理后的混合冷气通入催化管道中的催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气；

将混合气通入碳酸氢钠中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮；

其中，催化管道为螺旋管道，长度大于350±1m，直径为0.55±0.05m，半螺距为8±0.1m。

上述的催化剂中各成分含量为：铝40.0％、锰3.4％、锌3.0％、钴0.9％和铂1.0％；上述的进行除杂操作后的混合气的成分：氧气和氮气91.20％。

实施例1～4得到的进行除杂操作后的混合气的成分中氧气和氮气占比均大于90％，表明实施例1～4中的有机废气的处理效果均较好，尤其是实施例3中的有机废气的处理效果最佳。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超氧化有机废气的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取臭氧和液氮；

对所述液氮于所述臭氧处进行汽化处理，得到混合冷气；

将所述混合冷气与有机废气进行混合处理；

将混合处理后的所述混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作，得到混合气；

将所述混合气通入碱水中进行除杂操作，并循环于获得臭氧和液氮。

2.根据权利要求1所述的超氧化有机废气的处理方法，其特征在于，在所述将所述混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之后，且在所述将混合处理后的所述混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，所述超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：

对所述催化剂进行加热操作，以使所述催化剂处的温度高于40℃。

3.根据权利要求1所述的超氧化有机废气的处理方法，其特征在于，在所述将所述混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之后，且在所述将混合处理后的所述混合冷气通入催化剂内进行氧化分解操作的步骤之前，所述超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：

对所述催化剂进行抽气处理。

4.根据权利要求1所述的超氧化有机废气的处理方法，其特征在于，在所述对所述液氮于所述臭氧处进行汽化处理的步骤之后，且在所述将所述混合冷气与有机废气进行混合处理的步骤之前，所述超氧化有机废气的处理方法还包括如下步骤：

对所述有机废气进行预处理操作。

5.根据权利要求1所述的超氧化有机废气的处理方法，其特征在于，所述催化剂包括多孔介质和金属催化剂。

6.根据权利要求1所述的超氧化有机废气的处理方法，其特征在于，所述金属催化剂为稀有金属类物质和过渡金属类物质中的至少一种。

7.一种超氧化有机废气的处理系统，其特征在于，包括臭氧发生器、液氮发生器、单向阀、混合塔、对流塔、有机废气输送管道、催化管道和过滤池，所述臭氧发生器和所述液氮发生器通过单向阀连接，且所述臭氧发生器和所述液氮发生器均与所述混合塔连通，所述混合塔、所述有机废气输送管道和所述催化管道均与所述对流塔连通，所述催化管道与所述过滤池连通，所述过滤池与所述液氮发生器连通。

8.根据权利要求7所述的超氧化有机废气的处理系统，其特征在于，所述对流塔上开设有第一进气口、第二进气口和出气口，所述第一进气口和所述第二进气口相对设置，所述混合塔和所述对流塔的第一进气口连通，所述有机废气输送管道与所述对流塔的第二进气口连通，所述催化管道与所述对流塔的出气口连通。

9.根据权利要求7所述的超氧化有机废气的处理系统，其特征在于，所述催化管道包括外壳、导热陶瓷内壳和多孔催化剂填充体，所述外壳包覆在所述导热陶瓷内壳的外围，所述多孔催化剂填充体填充于所述导热陶瓷内壳内。

10.根据权利要求7所述的超氧化有机废气的处理系统，其特征在于，所述催化管道为螺旋管道。

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