CN1277888A - 一种有机废气的净化方法 - Google Patents
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Abstract
一种由电晕放电和固体吸收剂联合组成的化学反应吸收方法,用于含氯、硫、氮和氟的各种有机废气的净化。该方法的处理过程是把有机废气导入由电晕放电和固体吸收剂组成的反应吸收器,在电晕放电非平衡等离子体的作用下,使废气中的有机物被分解氧化为无害物,在分解的同时,有机废气中含有的氯、硫、氮和氟被装在反应器内的固体吸收剂吸收,从而达到气体净化的目的。
Description
本发明是用于除去各种气流中含有的含氯、硫、氮和氟的有机物的净化方法技术领域。
各种有机废气产生于各种生产过程，如化工、制药等。大量的挥发性有机物排放是引起大气光化学雾原因之一，在一定条件下会生成更加有害的物质如二恶英等。其危害日益为各国政府的重视。因此寻求高效而经济的治理技术是控制其排放的主要任务之一。
一般地，目前处理有机废气的主要手段有催化燃烧法和吸附法。但催化燃烧对运行条件要求较高，一般要求在200℃以上运行，投资和运转费用高， 特别对化学结构较稳定的物质需要更高的温度才能分解，且对中含有的含氨、硫、氮和氟有机物的有机废气经燃烧后会产生NOx、HCL和HF等有害气体。吸附法对低浓度的有机废气脱除效率高，但因吸附剂容量有限，因而设备体积庞大，且再生耗能大。
由脉冲放电或无声放电等产生的非平衡等离子技术作为一种新型的废气治理技术，近来来得到各国研究者的广泛研究。其基本原理是利用电晕放电产生大量高能电子和活性自由基。这些高能电子和活性自由基与有机分子反应并使其离解氟化，最终转化为无害物。本发明者曾报导了采用各种放电反应器对各种有机废气去除实验结果黄立维等、环境污染与防治，20(1)：4-7，1998；黄立维等、电工电新技术、17(1)：61-63.1998。但由于非平衡等离子化学反应难于控制，特别在处理含氟、硫、氮和氟的有机物时易产生的有害物质如光气等。尽管有日本专利公开公开号：特开平10-23518采用两段式，即先经非平衡等离子反应器分解，然后再由吸附剂吸附有害产物。但该法未能真正解决防止二次有害物产生。
本发明的目的是设计和提供了一种非平衡等离子技术化学反应吸收器的方法，使含氯、硫、氮和氟的有机废气在非平衡等离子技术反应器内分解的同时除去从有机物中离解出来的氯、硫、氮和氟，从而达到气体净化的目的。
本发明的技术内容为：一种用于净化含氯、硫、氮和氟的有机废气方法，其特征是由电晕放电和固体吸收剂联合的反应吸收器组成，其中在电晕放电所需的两电极之间的一电极表面部分或全部覆盖有一定厚度的多孔性吸收材料，使被处理气体通过由吸收材料表面和另一放电电极组成的空间，使废气中的有机物在电晕放电作用下被分解，在分解的同时，从有机物中离解出来的氯、硫、氮和氟与装在反应器内的固体吸收剂发生吸收反应被吸收，从而达到气体净化的目的。
本发明所采用的电晕放电反应吸收器的结构形式可以是线一筒、线一板式和针一板式。电极材料包括普通导电材料，两电极的距离为10-100mm。
本发明所采用电晕放电的供电方式包括交流和脉冲，其中交流供电的电压为5K-100KV，频率为20-50KHz，脉冲供电的电压为±5K-±150KV，脉冲重复频率为20-2KHz。
本发明所采用的电晕放电反应吸收器内作为固体吸收剂材料包括一元或多元硫金属，碱土金属和过渡金属的氧化物、氢氧化物、炭酸盐、重炭酸盐或其混合物。所述的金属包括钾、钠、铯、钙、镁、钒、锰、铁、铜和锌。
固体吸收剂与电极的结合方式可以是直接涂装成型和预先成型后组装，径向吸收剂高度为1-50mm。
装置可以由上述的反应吸收器多个并联或串联组成交替工作。
本发明的优点是：本发明采用电晕放电和固体吸收同时同场的方式，使含氯、硫、氮和氟的有机废气在电晕放电作用下被分解氧化，从而非平衡等离子化学朝无害化的方向进行，提高了反应效率，进而提高了能源利用效率。同时在电晕放电作用下固体吸收剂对氯、硫、氮和氟吸收反应过程也得到了增强，最后使反应进行完全。
下面对空气中含有的300ppm的二氯甲烷在线一筒式电晕放电反应器如图1分解后的产物用付立叶变换红外光分光光度计进行分析，实验条件与下面的实施例相同，在空气中。图2中所示图2a为分解前的二氯甲烷光谱图；图2b为没有吸收剂的电晕反应器的分解后的光谱图；图2c为有吸收剂的电晕反应器的分解后的光谱图。通过比较可以发现没有吸收剂时经电晕分解后有许多副产物，如光气等产生；而有吸收剂存在时除了未分解的二氯甲烷外几乎无有毒副产物产生，表明本发明能有效地抑制二次有害物的产生。
附图说明：
图1线一筒式电晕放电吸收反应器结构示意图；
图2a二氯甲烷分解前付立叶变换红外光分光光谱图；
图2b没有吸收剂分解后光谱图；
图2c有吸收剂分解后光谱图。
下面结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步描述：
实验装置采用图1所示的单筒线一筒式电晕放电吸收反应器。其部件标号为：1进气口、2电晕电极引出线接电源端、3绝缘子、4连接法兰、5电晕线电极、6筒体兼作电极、7多孔吸收材料、8连接法兰、9排气口，筒内径为26mm。筒内壁的吸收层厚度约为1.5mm，由氢氧化钙95％和二氧化锰5％的浆液直接涂装在筒电极内壁的表面，在100℃下烘干成型。电晕电极采用0.5mm不锈钢丝、有效放电长度为250mm。电源为旋转火花隙开关型正脉冲电源。
实验条件为：电源参数：脉冲电压20KV、脉冲频率50Hz、功率1.5W
气体流量：1000ml/min空气或氮气
气体温度：50℃实验结果：如表所示
| 气体 | 进口浓度ppm | 出口浓度ppm | 备注 |
| 二氯甲烷 | 300 | 12 | 氮气中 |
| 二氯甲烷 | 300 | 55 | 空气中 |
| 三氟化氮 | 500 | 20 | 氮气中 |
| 三氟化氮 | 500 | 75 | 空气中 |
| 甲硫醇 | 50 | 1 | 氮气中 |
| 甲硫醇 | 50 | 6 | 空气中 |
Claims (4)
1.一种有机废气的净化方法，其特征是由电晕放电和固体吸收剂联合的反应吸收器组成，其中在电晕放电所需的两电极之间的一电极表面部分或全部覆盖有一定厚度的多孔性吸收材料，使被处理气体通过由吸收材料表面和另一放电电极组成的空间，使废气中的有机物在电晕放电作用下被分解，在分解的同时，从有机物中离解出来的氯、硫、氮和氟与装在反应器内的固体吸收剂发生吸收反应被吸收，从而达到气体净化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于电晕放电的供电方式包括交流和脉冲。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于作为固体吸收剂包括一元或多元碱金属、碱土金属和过渡金属的氧化物、氢氧化物、炭酸盐、重炭酸盐的混合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于碱金属、碱土金属和过渡金属元素包括钾、钠、铯、钙、镁、钒、锰、铁、铜和锌。
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