CN116571072A - 一种恶臭废气水基复合吸收剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于大气污染控制技术中的恶臭废气治理领域，具体地说，涉及一种恶臭废气水基复合吸收剂及其制备方法与应用。其包括以下原料：活性炭、除臭剂、助剂、反应剂、催化剂和水基溶剂。本发明中通过添加反应剂，与恶臭废气中的氨气和硫化氢气体反应，通过添加催化剂，促进反应体系的电子转移，从而获得较高的氨气和硫化氢去除效率，同时，通过加入活性炭、除臭剂、助剂和水基溶剂，进一步提升吸收剂对恶臭废气的去除效果，复合吸收剂效率高、成本低，可用于化工、污水污泥处理、畜禽养殖等行业的恶臭废气处理，应用前景广泛。
Description
技术领域
本发明涉及吸收剂及其制备技术领域，具体地说，涉及一种恶臭废气水基复合吸收剂及其制备方法与应用。
背景技术
恶臭废气来源广泛，主要包括石化行业、喷涂行业、制药行业、污水处理、污泥处理、垃圾处理、畜禽养殖业等，其主要组成包括氨气、硫化物、氯化物、胺类和大部分挥发性有机物等。恶臭废气成分复杂，去除效果也会受到排放源类型、排放量、排放浓度等因素的影响。目前，针对恶臭废气国内外常用的处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、生物降解法、UV光催化法等，其中，吸收法是目前工业处理恶臭废气应用最为广泛的方法。吸收法是在吸收剂的作用下，利用物理或化学作用将臭气成分吸收去除的技术，具备投入小、适应性广等优点，吸收剂在这一过程中起着关键作用。相比较于常用的有机溶剂、微乳液、离子液体类型的吸收剂，水基吸收剂具有使用成本低廉、安全、环保等特点。然而，恶臭废气组成复杂，水基吸收剂对恶臭废气的去除效率较低，尚不能满足使用要求，需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种恶臭废气水基复合吸收剂及其制备方法与应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种恶臭废气水基复合吸收剂，包括以下重量份的原料：11-18重量份的活性炭、3-9重量份的除臭剂、8-15重量份的助剂、5-15重量份的反应剂、3-7重量份的催化剂和22-28重量份的水基溶剂，其中，
优选的，所述反应剂包括氯化钠和亚砷酸盐，且氯化钠和亚砷酸盐的重量配比为2：5；
优选的，所述催化剂包括钨酸铵和对苯二酚，且钨酸铵与对苯二酚的重量配比为4：3。
作为一种优选，所述除臭剂包括硫酸铜和乙二胺四乙酸，且硫酸铜与乙二胺四乙酸的重量配比为1：1。
作为一种优选，所述助剂包括二氧化硅和钠基膨润土，且二氧化硅与钠基膨润土的重量配比为2：1。
作为一种优选，所述水基溶剂为去离子水。
另一方面，本发明还提供一种用于制备上述所述的恶臭废气水基复合吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将活性炭和助剂混合后进行研磨产生吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用；
S2、向反应釜内投入水基溶剂并添加除臭剂和催化剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液；
S3、将反应剂投入搅拌釜内加水搅拌产生反应液，将反应液与浆液混合后静置产生母浆；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂。
作为一种优选，所述S1中，产生的吸附颗粒的粒度大小范围为125-220目。
作为一种优选，所述S2中，搅拌转速范围为15-35 rpm/min。
作为一种优选，所述S3中，静置时长范围为6-15 h。
作为一种优选，所述S4中，母浆的加热温度范围为80-140 ℃。
所述水基复合吸收剂可广泛应用于氨气和硫化氢等恶臭废气的去除。
本发明中，通过添加反应剂氯化钠，与溶于水中的氨气生成氯化铵，由于常温下氯化铵在氯化钠溶液中的溶解度很小，从而结晶析出；通过添加反应剂亚砷酸盐，与臭气中的硫化氢反应生成硫砷化合物沉淀，达到去除硫化氢的目的；催化剂钨酸铵和对苯二酚分别通过活性氧和氢离子的转移促进硫化氢和氨气的脱除；通过添加除臭剂硫酸铜和乙二胺四乙酸，能够有效杀菌，防止菌变体系发臭；通过添加活性炭以及助剂二氧化硅和钠基膨润土，增加反应剂、催化剂和除臭剂与恶臭废气的吸附强度和接触面积，进一步提升臭气去除效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该恶臭废气水基复合吸收剂制备方法中，除了添加反应剂，与恶臭废气中的氨气和硫化氢气体反应，还通过添加催化剂，促进反应体系的电子转移，从而获得较高的氨气和硫化氢去除效率。
2、该恶臭废气水基复合吸收剂制备方法中，通过将活性炭和助剂粉碎为小粒度的吸附颗粒能够增加与废气的接触面积，并且通过设置较慢的搅拌转速和长时间的静置，以便于其他组份进入吸附颗粒的空腔内，从而便于在吸附颗粒吸附有害气体时由吸附颗粒内部的其他组份对有害气体进行处理。
3、该恶臭废气水基复合吸收剂应用中，通过反应剂、催化剂、活性炭、助剂、除臭剂的多重复合作用，提升了吸收剂对恶臭废气的去除效果，使其能在复杂环境下有效处理恶臭废气，具有广泛的应用范围。
附图说明
图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一方面，本发明实施例目的在于，提供了一种恶臭废气水基复合吸收剂，包括以下重量份的原料：11-18重量份的活性炭、3-9重量份的除臭剂、8-15重量份的助剂、5-15重量份的反应剂、3-7重量份的催化剂和22-28重量份的水基溶剂，其中，
反应剂包括氯化钠和亚砷酸盐，且氯化钠和亚砷酸盐的重量配比为2：5；
催化剂包括钨酸铵和对苯二酚，且钨酸铵与对苯二酚的重量配比为4：3。
进一步的，除臭剂包括硫酸铜和乙二胺四乙酸，且硫酸铜与乙二胺四乙酸的重量配比为1：1，通过添加除臭剂，能够有效的杀灭厌氧菌，达到杀菌除臭除味的效果，防止菌变体系发臭，有效的保持体系的稳定性，硫酸铜通过其重金属离子能够使得蛋白质变形，从而起到杀菌效果，乙二胺四乙酸通过与细菌直接接触从其细胞膜上提取金属离子从而破坏表面蛋白,导致细菌死亡，另外，硫酸铜和乙二胺四乙酸都有吸附氨气和硫化氢气体的效果，能够提高吸收剂的处理效率。
再进一步的，助剂包括二氧化硅和钠基膨润土，且二氧化硅与钠基膨润土的重量配比为2：1，通过添加助剂能够辅助并与活性炭配合，能够有效地除去空气中臭味、细菌。
更进一步的，水基溶剂为去离子水，使用去离子水有助于确保在制备过程中不会添加任何多余的元素。
本发明中，通过添加反应剂氯化钠，与溶于水中的氨气生成氯化铵，由于常温下氯化铵在氯化钠溶液中的溶解度很小，从而结晶析出；通过添加反应剂亚砷酸盐，与臭气中的硫化氢反应生成硫砷化合物沉淀，达到去除硫化氢的目的；催化剂钨酸铵和对苯二酚分别通过活性氧和氢离子的转移促进硫化氢和氨气的脱除；通过添加除臭剂硫酸铜和乙二胺四乙酸，能够有效杀菌，防止菌变体系发臭；通过添加活性炭以及助剂二氧化硅和钠基膨润土，增加反应剂、催化剂和除臭剂与恶臭废气的吸附强度和接触面积，进一步提升臭气去除效率。
另一方面，如图1所示，本发明实施例还提供了一种用于制备上述的恶臭废气水基复合吸收剂的制备方法，具体步骤如下：
S1、将11-18重量份的活性炭和8-15重量份的助剂混合后进行研磨产生粒度大小范围为125-220目的吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用，通过粉碎为小粒度的吸附颗粒能够增加与废气的接触面积，从而提高吸附效果；
S2、向反应釜内投入22-28重量份的水基溶剂并添加3-9重量份的除臭剂和3-7重量份的催化剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液，其中，搅拌转速范围为15-35rpm/min，较慢的搅拌转速以便于其他组分进入吸附颗粒的空腔内；
S3、将5-15重量份的反应剂投入搅拌釜内加水搅拌产生反应液，将反应液与浆液混合后静置产生母浆，其中，静置时长范围为6-15h，长时间的静置以便于反应液进入吸附颗粒的空腔中，在处理恶臭废气时吸附颗粒能够吸附有害气体，并且由吸附颗粒内部的其他组份对有害气体进行处理；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂，且母浆的加热温度范围为80-140℃，较高的加热温度以便于水分的蒸发。
根据制备过程中原料用量以及工艺参数的差异，通过以下具体实施例来对本发明所制备的恶臭废气水基复合吸收剂进行进一步的说明。
实施例1：S1、将11重量份的活性炭和8重量份的助剂混合后进行研磨产生粒度大小为125目的吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用；
S2、向反应釜内投入22重量份的水基溶剂并添加3重量份的除臭剂和3重量份的催化剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液，其中，搅拌转速为15rpm/min；
S3、将5重量份的反应剂投入搅拌釜内加水搅拌产生反应液，将反应液与浆液混合后静置产生母浆，其中，静置时长为6h；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂，且母浆的加热温度为80℃。
实施例2：S1、将13重量份的活性炭和12重量份的助剂混合后进行研磨产生粒度大小为150目的吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用；
S2、向反应釜内投入27重量份的水基溶剂并添加4重量份的除臭剂和5重量份的催化剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液，其中，搅拌转速为20rpm/min；
S3、将12重量份的反应剂投入搅拌釜内加水搅拌产生反应液，将反应液与浆液混合后静置产生母浆，其中，静置时长为8h；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂，且母浆的加热温度为120℃。
实施例3：S1、将16重量份的活性炭和10重量份的助剂混合后进行研磨产生粒度大小为220目的吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用；
S2、向反应釜内投入23重量份的水基溶剂并添加8重量份的除臭剂和4重量份的催化剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液，其中，搅拌转速为28rpm/min；
S3、将8重量份的反应剂投入搅拌釜内加水搅拌产生反应液，将反应液与浆液混合后静置产生母浆，其中，静置时长为14h；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂，且母浆的加热温度为100℃。
实施例4：S1、将18重量份的活性炭和15重量份的助剂混合后进行研磨产生粒度大小为220目的吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用；
S2、向反应釜内投入28重量份的水基溶剂并添加9重量份的除臭剂和7重量份的催化剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液，其中，搅拌转速为35rpm/min；
S3、将15重量份的反应剂投入搅拌釜内加水搅拌产生反应液，将反应液与浆液混合后静置产生母浆，其中，静置时长为15h；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂，且母浆的加热温度为140℃。
表1 实施例1-4中原料用量对比
表2 实施例1-4中工艺参数对比
对比例1
本对比例采用实施例1的制备方法，只缺少反应剂，其余不变，具体步骤如下：
S1、将11重量份的活性炭和8重量份的助剂混合后进行研磨产生粒度大小为125目的吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用；
S2、向反应釜内投入22重量份的水基溶剂并添加3重量份的除臭剂和3重量份的催化剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液，其中，搅拌转速为15rpm/min；
S3、将浆液静置产生母浆，其中，静置时长为6h；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂，且母浆的加热温度为80℃。
对比例2
本对比例采用实施例2的制备方法，只缺少反应剂，其余不变，具体步骤与对比例1相似，本对比例不再赘述。
对比例3
本对比例采用实施例3的制备方法，只缺少反应剂，其余不变，具体步骤与对比例1相似，本对比例不再赘述。
对比例4
本对比例采用实施例4的制备方法，只缺少反应剂，其余不变，具体步骤与对比例1相似，本对比例不再赘述。
表3 对比例1-4中原料用量对比
对比例5
本对比例采用实施例1的制备方法，只缺少催化剂，其余不变，具体步骤如下：
S1、将11重量份的活性炭和8重量份的助剂混合后进行研磨产生粒度大小为125目的吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用；
S2、向反应釜内投入22重量份的水基溶剂并添加3重量份的除臭剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液，其中，搅拌转速为15rpm/min；
S3、将5重量份的反应剂投入搅拌釜内加水搅拌产生反应液，将反应液与浆液混合后静置产生母浆，其中，静置时长为6h；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂，且母浆的加热温度为80℃。
对比例6
本对比例采用实施例2的制备方法，只缺少催化剂，其余不变，具体步骤与对比例5相似，本对比例不再赘述。
对比例7
本对比例采用实施例3的制备方法，只缺少催化剂，其余不变，具体步骤与对比例5相似，本对比例不再赘述。
对比例8
本对比例采用实施例4的制备方法，只缺少催化剂，其余不变，具体步骤与对比例5相似，本对比例不再赘述。
表4 对比例5-8中工艺参数对比
表5 对比例1-8中工艺参数对比
对比例9
本对比例在实施例1的基础上，将吸附颗粒粒度设置为100目，其余不变，具体步骤与实施例1相似，本对比例不再赘述。
对比例10
本对比例在实施例2的基础上，将吸附颗粒粒度设置为250目，其余不变，具体步骤与实施例2相似，本对比例不再赘述。
对比例11
本对比例在实施例3的基础上，将搅拌转速设置为40rpm/min，其余不变，具体步骤与实施例3相似，本对比例不再赘述。
对比例12
本对比例在实施例4的基础上，将静置时长设置为5h，其余不变，具体步骤与实施例4相似，本对比例不再赘述。
对比例13
本对比例在实施例1的基础上，将加热温度设置为150℃，其余不变，具体步骤与实施例1相似，本对比例不再赘述。
表6 对比例9-13中原料用量对比
表7 对比例9-13中工艺参数对比
试验例
分别根据实施例1-4和对比例1-13所提供的恶臭废气水基复合吸收剂的制备方法制备出吸收剂，并采用吸收剂对恶臭废气进行处理，并且通过标准GB/T 14668-93《空气质量 氨的测定 纳氏试剂比色法》和GB11742-89《居住区大气中硫化氢卫生检验标准方法 亚甲蓝分光光度法》测定废气中氨气和硫化氢气体在处理前后的浓度，并计算出净化效率，净化效率=（处理前气体浓度-处理后气体浓度）/处理前气体浓度，计算结果填入表8。
表8 实施例和对比例的吸收剂的净化效率对比
根据表8可得知，实施例1-4所制备的吸收剂与对比例1-13所制备的吸收剂相比较，实施例所制备吸收剂的氨气的净化效率均高于98.4%，硫化氢气体的净化效率均高于96.1%，而采用由不同原料用量和工艺参数的对比例所制备吸收剂的净化效率均有所降低，因此在实施例工况下，本发明所制备的吸收剂在针对同时处理硫化氢气体和氨气拥有很高的净化效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种恶臭废气水基复合吸收剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：11-18重量份的活性炭、3-9重量份的除臭剂、8-15重量份的助剂、5-15重量份的反应剂、3-7重量份的催化剂和22-28重量份的水基溶剂；
所述反应剂包括氯化钠和亚砷酸盐，且氯化钠和亚砷酸盐的重量配比为2：5；
所述催化剂包括钨酸铵和对苯二酚，且钨酸铵与对苯二酚的重量配比为4：3。
2.根据权利要求1所述的恶臭废气水基复合吸收剂，其特征在于：所述除臭剂包括硫酸铜和乙二胺四乙酸，且硫酸铜与乙二胺四乙酸的重量配比为1：1。
3.根据权利要求1所述的恶臭废气水基复合吸收剂，其特征在于：所述助剂包括二氧化硅和钠基膨润土，且二氧化硅与钠基膨润土的重量配比为2：1。
4.根据权利要求1所述的恶臭废气水基复合吸收剂，其特征在于：所述水基溶剂为去离子水。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的恶臭废气水基复合吸收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将活性炭和助剂混合后进行研磨产生吸附颗粒，再加水洗净并烘干后留置备用；
S2、向反应釜内投入水基溶剂并添加除臭剂和催化剂，加以搅拌后将吸附颗粒投入反应釜内混合生成浆液；
S3、将反应剂投入搅拌釜内加水搅拌产生反应液，将反应液与浆液混合后静置产生母浆；
S4、去除母浆中的沉淀物并加热去水后进行蒸馏浓缩产生吸收剂。
6.根据权利要求5所述的恶臭废气水基复合吸收剂的制备方法，其特征在于：所述S1中，产生的吸附颗粒的粒度大小范围为125-220目。
7.根据权利要求5所述的恶臭废气水基复合吸收剂的制备方法，其特征在于：所述S2中，搅拌转速范围为15-35rpm/min。
8.根据权利要求5所述的恶臭废气水基复合吸收剂的制备方法，其特征在于：所述S3中，静置时长范围为6-15h。
9.根据权利要求5所述的恶臭废气水基复合吸收剂的制备方法，其特征在于：所述S4中，母浆的加热温度范围为80-140℃。
10.权利要求1-9中任意一项所述的恶臭废气水基复合吸收剂在去除氨气和硫化氢气体中的应用。
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