CN207562680U - 一种催化氧化处理废气的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种催化氧化处理废气的装置。该催化氧化处理废气的装置包括催化氧化反应器，所述催化氧化反应器内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床和双氧水喷淋系统，所述双氧水喷淋系统位于所述铁基催化剂填料床的上方，催化氧化反应器上还设有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口。本实用新型提供的催化氧化处理废气的装置，废气进入催化氧化反应器后，进入铁基催化剂填料层，铁基催化剂的表面经双氧水喷淋系统喷淋后形成H2O2膜，并产生氧化性能极强的羟基自由基(·OH)和原子氧(O)，进而将废气中的污染物通过催化氧化反应去除，达到尾气达标排放的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于废气的催化氧化处理领域，具体涉及一种催化氧化处理废气的装置。
背景技术
工业废气的大量排放是造成大气污染的主要原因之一，对工业废气进行有效治理，实现达标排放，是缓解大气污染的有效途径之一。目前，我国的工业废气主要包括火电厂排放的烟气及各种工业企业排放的VOCs等。烟气的主要污染物为NOx、SOx，VOCs包括烃类、醇类、酚类、酮类、硝基类、醚类、酯类、醛类等有机污染物。
目前，处理烟气中NOx、SOx的方法主要有湿式烟气脱硫、选择性催化还原、选择性非催化还原/脱硝组合技术等，湿式烟气脱硫常采用石灰或石灰石的钙法，其缺点是设备庞大、投资费用高、运行成本高，容易造成二次污染。处理VOCs的方法主要有冷凝法、吸附法、吸收法、膜分离、氧化法等，但处理效率较低、处理成本较高，综合来看，处理效果难以令工业企业接受。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种催化氧化处理废气的装置，从而解决现有废气的处理存在的处理效率低、处理成本高的问题。
为实现上述目的，本实用新型的催化氧化处理废气的装置的技术方案是：
一种催化氧化处理废气的装置，包括催化氧化反应器，所述催化氧化反应器内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床和双氧水喷淋系统，所述双氧水喷淋系统位于所述铁基催化剂填料床的上方，催化氧化反应器上还设有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口。
本实用新型提供的催化氧化处理废气的装置，废气进入催化氧化反应器后，进入铁基催化剂填料层，铁基催化剂的表面经双氧水喷淋系统喷淋后形成H2O2膜，并产生氧化性能极强的羟基自由基(·OH)和原子氧(O)，进而将废气中的污染物通过催化氧化反应去除，达到尾气达标排放的目的。
该装置可以实现烟气的脱硫脱硝和VOCs的净化，其工作原理涉及的反应式如下：
烟气中NOx在·OH作用下转化为硝酸：
NOx+O2+H2O+·OH→HNO3；
烟气中的SO2溶于水生成H2SO3，并进一步转化为硫酸：
SO2+H2O→H2SO3；
H2SO3+O2→H2SO4；
VOCs被·OH、O氧化分解为CO2、H2O等：
VOCs+·OH→CO2+H2O+其它。
本实用新型的催化氧化处理废气的装置在工作时，废气在铁基催化剂的催化作用下发生气/液/固非均相芬顿反应，具有接触面积大、处理效率高、处理成本低的特点。
在所述催化氧化反应器内，位于废气进口和铁基催化剂填料层之间设有用于对废气进行加湿的气体加湿系统。对废气进行加湿处理，可去除水溶性成分及水可吸附颗粒，加湿的废气也可以为后续催化氧化反应作好准备，提高催化氧化效率。
所述铁基催化剂为生铁、铁氧化物或铁盐。以生铁为催化剂，不仅可以实现废弃铁的重复利用，而且可以利用铁碳微电解反应进一步优化对废气的处理效果。
所述铁基催化剂为球形颗粒或片状结构。球形颗粒的直径为3-5mm。采用该优选方案的铁基催化剂，具有处理效率高、气体阻力小、运行成本低的特点。
所述催化反应器上还设有用于排出废液的排液口和用于更换铁基催化剂的人孔。废液的主要成分为硝酸、硫酸等，可进一步添加石灰粉中和，来实现废物利用，避免二次污染。
上述催化氧化处理废气的装置是利用以下方法对废气进行催化氧化处理：
一种催化氧化处理废气的方法，包括：将废气与喷淋有双氧水溶液的铁基催化剂进行催化氧化反应即可。
在进行催化氧化反应前，将所述废气进行加湿处理。将废气经过加湿预处理，可去除水溶性成分及水可吸附颗粒，减少后续污染物负荷并为后续催化氧化反应作好准备，提高催化氧化效率。
所述双氧水溶液中H2O2的质量浓度至少为8％。调节双氧水溶液的pH值≤5。可通过添加高浓度的H2O2和酸，来调节双氧水溶液满足上述条件。
所述废气为含有氮氧化物和硫氧化物的烟气，烟气经催化氧化反应副产硝酸、硫酸溶液，向硝酸、硫酸溶液中加入石灰进行中和，回收CaSO4和Ca(NO3)2。
该催化氧化处理废气的工艺，工艺绿色环保、运行成本低，适用范围广，不仅可以用于烟气的脱硫、脱硝和净化VOCs等，也可单独用于脱硫、脱硝或VOCs净化处理。
附图说明
图1为本实用新型的催化氧化处理废气的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型的催化氧化处理废气的装置的具体实施例，如图1所示，包括催化氧化反应器6，催化氧化反应器6内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床3和双氧水喷淋系统5，双氧水喷淋系统5位于铁基催化剂填料床3的上方，催化氧化反应器6具有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口1和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口8。
双氧水喷淋系统5包括连接有多个喷淋头50的喷淋管路53，喷淋管路53通过位于催化氧化反应器外部的连接管道51与双氧水储罐52相连接，双氧水储罐52内盛装有双氧水溶液，连接管道51上还连接有喷淋泵。
铁基催化剂填料床可以为废弃的生铁、铁氧化物或铁盐。铁氧化物可选择氧化铁、四氧化三铁等，铁盐可选择硫酸亚铁等。铁基催化剂可以为直径3-5mm的球形颗粒或片状结构等。使用生铁作为铁基催化剂，不仅实现了废弃铁的处置，而且可以利用铁碳微电解反应、气/液/固非均相芬顿反应的协同作用，提高对废气的催化氧化处理效果。
催化氧化反应器内位于废气进口1和铁基催化剂填料床3之间还设有用于对废气进行加湿的气体加湿系统2。气体加湿系统2包括具有均匀密集布置的连通穿孔结构的基板和设于基板下表面上的多个喷雾头，所述基板为圆形板，圆形板的外周与催化氧化反应器的内壁面固定连接。
所述催化氧化反应器6上还设有位于废气进口下方的排液口7和用于更换铁基催化剂的人孔4。
上述催化氧化废气的装置在运行时，废气由废气进口进入催化氧化反应器内，经加湿处理后，去除水溶性成分及水可吸附颗粒，再进入铁基催化剂填料层，铁基催化剂的表面经双氧水喷淋系统喷淋后形成H2O2膜，并产生氧化性能极强的羟基自由基(·OH)和原子氧(O)，进而将NO氧化成NO2(后溶于水生成硝酸)、将SO2氧化成SO3(后溶于水生成硫酸)、将VOCs氧化成二氧化碳和水等，从而使尾气由净化气出口达标排放。催化氧化过程产生的硝酸、盐酸可通过添加石灰粉进行中和，中和过程产生的CaSO4沉淀通过清理底泥方式进行回收，产生的Ca(NO3)2可通过降温结晶方式进行回收，并作为肥料用于农业生产。
在本实用新型的催化氧化处理废气的装置的其他实施例中，气体加湿系统可采用直接向催化氧化反应器内喷雾的形式实现；铁基催化剂填料床可根据需要设计成双层或多层。
利用上述催化氧化处理废气的装置，对有机肥企业经除尘处理后的废气进行处理，具体包括：将废气经加湿处理后，再与喷淋有双氧水溶液的铁基催化剂进行催化氧化反应。
铁基催化剂为片状生铁，铁基催化剂填料床层的厚度为50cm。双氧水溶液的质量浓度为8％，调节体系的pH值为5。
利用本实施例的装置对有机肥企业产生的废气进行处理，废气中VOCs(醇类、醛类、酚类等)处理前的浓度为265mg/m3，处理后的浓度为13.52mg/m3，去除率达到94.9％，处理后的尾气满足国家排放标准。
Claims (4)
1.一种催化氧化处理废气的装置，其特征在于，包括催化氧化反应器，所述催化氧化反应器内设有用于对废气进行催化氧化的铁基催化剂填料床和双氧水喷淋系统，所述双氧水喷淋系统位于所述铁基催化剂填料床的上方，催化氧化反应器上还设有位于铁基催化剂填料床下方的废气进口和位于双氧水喷淋系统上方的净化气出口。
2.如权利要求1所述的催化氧化处理废气的装置，其特征在于，在所述催化氧化反应器内，位于废气进口和铁基催化剂填料层之间设有用于对废气进行加湿的气体加湿系统。
3.如权利要求1所述的催化氧化处理废气的装置，其特征在于，所述铁基催化剂为生铁、铁氧化物或铁盐。
4.如权利要求1或3所述的催化氧化处理废气的装置，其特征在于，所述铁基催化剂为球形颗粒或片状结构。
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|---|---|---|---|---|
| CN109200792A (zh) * | 2018-05-28 | 2019-01-15 | 柏美迪康环境科技（上海）股份有限公司 | 一种钢铁厂烧结烟气综合处理方法及系统 |
| CN109499363A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-03-22 | 重庆工商大学 | 一种烤漆房废气净化工艺 |
| CN109865425A (zh) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 河南正达环保科技有限公司 | 一种催化氧化处理废气的装置和方法 |
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