CN1817416A - 一种用于破坏臭氧气体的处理方法和装置 - Google Patents

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杨敏
郭召海
张昱
裴义山
于建伟
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Abstract

本发明涉及一种用于破坏臭氧气体的处理方法和装置。该方法是以催化分解臭氧的方法为核心工艺，首先将含有臭氧的尾气通过挡水板，尾气中的水分被截留，然后使用二氧化锰作为催化剂进行一级催化分解，最后使用活性炭作为催化剂进行二级催化分解，经此处理后排出的臭氧浓度降低到0.1ppm以下。该处理装置是在进气管与气体扩散器间装有一挡水板；并将催化分解槽分为一级二氧化锰催化分解槽和二级活性炭催化分解槽。因而，有效避免由于二级活性炭催化分解中温度的大幅度上升所导致的活性炭自燃问题；并且通过对工艺和处理装置的组合优化达到低能耗、高效率去除臭氧的目的；是一种经济实用、催化剂更换操作简便、处理臭氧效果显著的处理方法和装置。

Description

一种用于破坏臭氧气体的处理方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于破坏臭氧气体的处理方法和装置。
背景技术
随着臭氧技术在各个领域的广泛应用，臭氧气体有效分解破坏后，安全排放的问题也日益为人们所关注。一般而言，大多常用的臭氧反应装置的尾气浓度较低，只有在某些特定情况下臭氧气体浓度较高，均需经过处理后才能达到排放标准。
目前，国内外主要使用高温破坏和催化分解两种方法对臭氧气体进行破坏。其中的高温破坏方法主要是利用了臭氧很容易在高温(＞350℃)下被破坏的原理。根据USEPA的报道，其设计的高温破坏臭氧的系统可将臭氧浓度降低到0.1ppm，这种高温分解方法具有反应快、投资少的优点，但运行成本较高，遇到加热系统发生故障时容易造成尾气泄漏的问题。而催化分解是使用催化剂对臭氧进行分解，使用催化剂的好处是安全可靠、节省能耗，但是，催化剂对水分比较敏感，易中毒失效，而且最为常见的使用活性炭催化破坏臭氧的方法还存在着活性炭易发热燃烧的问题。
另外，现有的用于破坏臭氧气体的装置均是采用单一的处理方法，缺乏应用的灵活性，处理效率低下，无法适应多种不同环境下的处理要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术使用高温分解方法破坏臭氧运行成本高、易造成尾气泄漏，使用催化分解方法破坏臭氧时催化剂对水分比较敏感，易中毒失效，且易发热燃烧的缺陷，从而提供一种经济实用、催化剂更换操作简便、处理臭氧效果显著同时也有效地解决了活性炭催化剂易燃问题的用于破坏臭氧气体的处理方法和装置。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：
本发明提供一种用于破坏臭氧气体的处理方法，如图1的工艺流程示意图所示，该方法是以催化分解臭氧的方法为核心工艺，首先将含有臭氧的尾气通过挡水板，尾气中的水分被截留，然后使用二氧化锰作为催化剂进行一级催化分解，最后使用活性炭作为催化剂进行二级催化分解，经此处理后排出的臭氧浓度降低到0.1ppm以下。
二氧化锰和活性炭催化剂装填量按重量比为2～1∶1。
本发明提供一种用于破坏臭氧气体的处理装置，如图2所示，包括一进气管1，一与其连接的气体扩散器2，催化分解槽5和6，所述的进气管是从装置侧面进入装置中心后，其与气体扩散器间还装有一挡水板3，该挡水板采用斜孔或直孔平板，或是市售挡水板；所述的气体扩散器采用倒立式漏斗设计，与进气管连接，使气体扩散进入装置底部；所述的催化分解槽分为一级催化分解槽5和二级催化分解槽6，均采用抽屉式设计，并使用支撑板4来支撑相应的催化剂；一级催化分解槽装载二氧化锰催化剂，二级催化分解槽装载活性炭催化剂。
与现有的高温分解和单一催化分解方法相比，本发明提供的用于破坏臭氧气体的处理方法和装置的优点是：
1、本发明采用2级连续催化分解臭氧尾气，大部分臭氧气体在一级催化分解过程中被去除，从而有效避免由于二级活性炭催化分解中温度的大幅度上升所导致的活性炭自燃问题；
2、通过对工艺和处理装置的组合优化达到低能耗、高效率去除臭氧的目的；
3、通过对不同催化剂的结合使用，在达到同样效果的条件下，大幅度降低了催化剂成本；
4、无任何外加动力，长期运行无能耗；
5、该装置采用一体化设计，所占空间少；
6、采用抽屉式催化槽设计，使催化剂更新简单，操作简便；
7、采用气体下行、扩散、挡水板结合设计，使气体中水分有效截留，避免活性炭催化剂发热燃烧，长期运行安全可靠。
综上所述，本发明采用催化分解臭氧的方法，利用抽屉式一体化处理装置，有效解决了臭氧气体分解排放的问题，对实际应用具有重要意义。
附图说明
图1为本发明提供的用于破坏臭氧气体的处理方法的工艺流程示意图；
图2为本发明提供的用于破坏臭氧气体的处理装置图；
其中，1进气管    2气体扩散器    3挡水板    4支撑板
5一级催化分解槽    6二级催化分解槽。
具体实施方式
本发明提供的用于破坏臭氧气体的处理方法是在如图2所示的处理装置中进行：首先将含有臭氧的尾气从连接于装置侧面进入装置中心的进气管1中通入装置，下行后从进气管1经倒立式漏斗状的气体扩散器2扩散，尾气进入处理装置底部，经过采用斜孔或直孔平板的挡水板或是市售的挡水板3，尾气中的水分被截留；然后尾气依次进入装载有二氧化锰催化剂的一级催化分解槽5和装载有活性炭催化剂的二级催化分解槽6，这两个催化分解槽均采用抽屉式设计，并使用支撑板4来支撑相应的催化剂，大部分臭氧气体在一级催化分解过程中被去除，从而有效避免了由于二级活性炭催化分解中温度的大幅度上升所导致的活性炭自燃问题，二氧化锰和活性炭催化剂装填量按重量比为2～1∶1；最后从出气管排出经处理后的气体，其臭氧浓度降低到0.1ppm以下。
实施例1：
本实施例采用我国南方广东省深圳市某水库原水进行臭氧实验，对臭氧反应装置的尾气进行处理。臭氧操作条件：臭氧发生器操作压力＝0.7kgf/cm2(0.07MPa)；氧气流量＝0.8Nm3/h，其尾气中含有臭氧浓度为0.65ppm。使用本发明提供的用于破坏臭氧气体的处理方法和装置来处理尾气，其装置中的催化剂采用日本产的活性炭型催化剂和二氧化锰型催化剂(MnO2，商品号MD-9)，装填量(重量比)为2∶1。连续运行7个月，臭氧尾气处理后浓度均低于0.05ppm。可以看出，经处理后，臭氧得到有效去除，可以达到安全排放标准。
实施例2：
本实施例采用室内配水进行臭氧实验，对臭氧反应装置尾气进行处理。臭氧操作条件：臭氧发生器操作压力＝0.7kgf/cm2(0.07MPa)；氧气流量＝0.3Nm3/h；其尾气中含有臭氧浓度为0.8ppm。使用本发明提供的用于破坏臭氧气体的处理方法和装置来处理尾气，其装置中的催化剂采用日本产的活性炭型催化剂和二氧化锰型催化剂(MnO2，商品号MD-9)，装填量为1∶1。处理总流量大于2500m3臭氧尾气，处理后浓度均低于0.05ppm。可以看出，经处理后，臭氧得到有效去除，可以达到安全排放标准。

Claims (7)

1、一种用于破坏臭氧气体的处理方法，其特征在于：该方法是以催化分解臭氧的方法为核心工艺，首先将含有臭氧的尾气通过挡水板，尾气中的水分被截留，然后使用二氧化锰作为催化剂进行一级催化分解，最后使用活性炭作为催化剂进行二级催化分解，经此处理后排出的臭氧浓度降低到0.1ppm以下。
2、如权利要求1所述的用于破坏臭氧气体的处理方法，其特征在于：所述的二氧化锰和活性炭催化剂装填量的重量比为2～1∶1。
3、一种用于破坏臭氧气体的处理装置，包括一进气管，一与其连接的气体扩散器，以及催化分解槽，其特征在于：所述的进气管是从装置侧面进入装置中心，其与气体扩散器间装有一挡水板；所述的催化分解槽分为一级催化分解槽和二级催化分解槽。
4、如权利要求3所述的用于破坏臭氧气体的处理装置，其特征在于：所述的挡水板采用斜孔或直孔平板，或是市售挡水板。
5、如权利要求3所述的用于破坏臭氧气体的处理装置，其特征在于：所述的气体扩散器采用倒立式漏斗设计。
6、如权利要求3所述的用于破坏臭氧气体的处理装置，其特征在于：所述的催化分解槽均采用抽屉式设计，并使用支撑板4来支撑相应的催化剂。
7、如权利要求3所述的用于破坏臭氧气体的处理装置，其特征在于：所述的一级催化分解槽装载二氧化锰催化剂，所述的二级催化分解槽装载活性炭催化剂。
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