一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，包括筒體和電解反應器；所述筒體的兩端分別設有進氣口和出氣口；所述筒體內(nèi)部設有電解反應器；所述電解反應器包括若干組單元反應器；所述單元反應器包括并行設置的正極導電板和負極導電板；所述正極導電板、負極導電板之間由粒子群電極填充。本實用新型可以有效提高含苯有機污染物的廢氣的處理效果，有機廢氣在粒子群電極表面吸附后即刻被降解，實現(xiàn)有機廢氣吸附與降解一體化，處理效率高，無二次污染。裝置體積小，設備成本低，操作簡單，運行使用費用低廉；本裝置可根據(jù)廢氣量和處理要求配備適當數(shù)量的單元反應器，經(jīng)濟、高效。
【專利說明】一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，特別是一種利用粒子群電極吸附，結合電催化氧化吸收有機廢氣的裝置。
【背景技術】
[0002]含苯、甲苯、(鄰、間、對)二甲苯、乙苯、苯乙烯、異丙苯有機廢氣，產(chǎn)生于石油化工、有機化工、煉焦業(yè)、農(nóng)藥、橡膠粘合劑、人造革、漆布、膠布、絕緣材料業(yè)以及裝修家具制造業(yè)等。這些苯系物污染物不僅對人體有較大的毒性，危害身心健康，而且大量排放還對局部環(huán)境造成嚴重影響。由于這類廢氣化學結構較穩(wěn)定，不易降解，加之水溶性較差，給凈化處理帶來很大的困難。
[0003]一般地，采用吸收和吸附技術、冷凝技術和熱破壞技術是目前應用最廣泛的苯系物有機廢氣實用治理技術，但上述方法都有各自無法避免的缺陷，其中冷凝法主要用于高濃度苯系物的去除，但對低濃度苯系物采用冷凝的成本較高，故只能用于苯系物有機廢氣治理的預處理；采用水和柴油或添加其它特種有機溶劑對苯系物進行吸收處理，由于苯系物親水性差，故處理效果一般，此外吸收法運行成本過高、同時極易造成尾氣中非甲烷總烴的超標，因此，在實際應用中，吸收技術只是作為其他治理技術的輔助手段用于廢氣的前處理工藝和后處理工藝中。吸附法對低濃度苯系物脫除效率較高，但吸附劑需更換或再生，無法達到徹底去除有害氣體的目的，故常與熱力氧化等方法聯(lián)用，另外對于含有顆粒物或者橡膠彈性體類廢氣，吸附劑因活性空隙 被堵塞而失效，對于處理大氣量時吸附劑用量大，吸附設備體積龐大，投資成本高。熱力氧化法(包括熱力焚燒、催化燃燒以及蓄熱燃燒)能有效分解苯系物，但系統(tǒng)對運行條件要求較高，對于催化燃燒要求在20(TC以上運行，而對于熱力焚燒和蓄熱燃燒要求在700°C以上運行，投資和運行費用高。對于含硫和鹵素的廢氣，易造成/[隹化劑中毒。
[0004]電解氧化技術是環(huán)境工程領域內(nèi)應用最廣泛的電化學方法，該法是在外加電場作用下，通過陽極反應直接降解有機污染物，或利用在電極反應產(chǎn)生的各種羥基自由基(.0H)、臭氧、H2O2、次氯酸根、氯氣和原子氧等強氧化劑中間產(chǎn)物使污染物被降解。然而傳統(tǒng)的平板二維電極面體比較小，單位槽體處理量小，電流效率低，尤其是在電導率低時，因而在實踐中難以有突破性進展。
實用新型內(nèi)容
[0005]實用新型目的:本實用新型的目的在于解決上述【背景技術】中提到的問題，提供一種能夠有效處理含苯有機廢氣且成本較低的裝置。
[0006]技術方案:為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0007]—種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:包括筒體和電解反應器；所述筒體的兩端分別設有進氣口和出氣口 ；所述筒體內(nèi)部設有電解反應器；所述電解反應器包括若干組單元反應器；所述單元反應器包括并行設置的正極導電板和負極導電板；所述正極導電板、負極導電板之間由粒子群電極填充。
[0008]所述正極導電板為Ti電極層一表層或Ti電極層一中間層一表層結構；所述中間層、表層為復合金屬氧化物層。所述表層為IrO2-MnO2層。所述中間層為SnO2-Ta2O5層。
[0009]所述正極導電板和負極導電板縱向設置。所述負極導電板為外面包裹絕緣膜的不銹鋼網(wǎng)。不銹鋼網(wǎng)圍繞在正極導電板周圍。
[0010]所述進氣口和出氣口分別設在筒體的下端和上端。
[0011]所述筒體靠進氣口的一端設有氣體分布器；廢氣從進氣口經(jīng)氣體分布器可以分布更均勻；所述筒體靠出氣口的一端設有除霧器；除霧器可以有效的去除夾雜在廢氣中的霧沫和灰塵。
[0012]所述筒體外壁上分布有水冷卻夾套，水冷卻夾套的兩端分別設有冷卻水入口和冷卻水出口。冷卻水夾套通過調(diào)節(jié)冷卻水流量以控制電解質溶液溫度在30°C以下。
[0013]所述筒體的上端和下端分別設有電解質溶液入口和電解質溶液出口。
[0014]所述單元反應器為9組。
[0015]所述電解反應器的尺寸為500mmX500mmX 1000mm ;所述正極導電板的間距為IOOmm0
[0016]所述粒子群電極為直徑為I?20mm的活性炭。
[0017]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的顯著優(yōu)點是:1)本實用新型的電極材料低電阻率、高析氧電位，粒子群電極極大地提高了電解槽單位體積有效反應表面積，傳質效果、電流效率相應提聞；2)本實用新型電極壽命長，電解運行2000h以上還能保持良好的去除效果；3)本實用新型采用活性炭粒子群電極吸附結合電催化氧化，可以有效提高含苯、甲苯、(鄰、間、對)二甲苯、乙苯、苯乙烯、異丙苯等有機污染物的廢氣的處理效果；有機廢氣在粒子群電極表面吸附后即刻被降解，實現(xiàn)有機廢氣吸附與降解一體化，處理效率高，無二次污染；4)本實用新型裝置體積小，設備成本低，操作簡單，運行使用費用低廉；5)本裝置不通電時可吸附廢氣，通電時去除廢氣效果更好，可根據(jù)吸附要求決定，也可根據(jù)廢氣量和處理要求配備適當數(shù)量的單元反應器，經(jīng)濟、高效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型裝置包括筒體I和電解反應器；筒體下端設有進氣口 2，上端設有出氣口 3 ;筒體I內(nèi)部設有電解反應器；電解反應器可由若干組單元反應器組成，如7組、9組等，當設置9組時，電解反應器的尺寸為500mmX500mmX 1000mm ;正極導電板
(4)的間距為IOOmm ;單兀反應器包括正極導電板4和負極導電板5 ;正極導電板4、負極導電板5之間由粒子群電極6填充。正極導電板4和負極導電板5呈豎直放置，不銹鋼網(wǎng)圍繞在正極導電板4周圍。筒體I與進氣口 2之間設有氣體分布器7 ;筒體I與出氣口 3之間設有除霧器8 ;筒體外壁上分布有水冷卻夾套9，水冷卻夾套的兩端分別設有冷卻水入口10和冷卻水出口 11。筒體I的上端和下端分別設有電解質溶液入口 12和電解質溶液出口13。[0020]待處理苯系物有機廢氣由裝置進氣口 2通過氣體分布器7進入由導電板與粒子群電極6組成的電解反應器時,有害氣體在粒子群電極6與導電板構成的無數(shù)個微電池的電極反應作用下得到有效的吸附和降解，凈化后的氣體通過除霧器8除霧后從出氣口 3排出。
[0021]實施例1
[0022]本裝置內(nèi)置電解反應器的尺寸為500mmX 500mmX 1000mm，由9組單元反應器組成，正極導電板由9根Ir02-Mn02/Sn02_Ta205/Ti電極組成,正極導電板間距為100mm,負極導電板為不銹鋼網(wǎng)，電極網(wǎng)孔均為2mmX 2mm。正極導電板和負極導電板呈豎直放置,不銹鋼網(wǎng)圍繞在正極導電板周圍。正極導電板、負極導電板之間由直徑為IOmm的活性炭顆粒填充。電解液為質量濃度5%的硫酸鈉溶液，為了對照，同樣的裝置，無活性炭填充。氣體流量20m3/h ;氣體溫度20°C ;電解質溶液溫度控制在30°C以下，考察對含苯有機廢氣的吸附效果，實驗結果如表1所示。數(shù)據(jù)表明，活性炭粒子群電極可以提高苯系物在電極表面的吸附效果。
[0023]表1不同填充材料下苯系物吸附效果
【權利要求】
1.一種粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:包括筒體(I)和電解反應器；所述筒體的兩端分別設有進氣口(2)和出氣口(3);所述筒體內(nèi)部設有電解反應器；所述電解反應器包括若干組單元反應器；所述單元反應器包括并行設置的正極導電板(4)和負極導電板(5);所述正極導電板(4)、負極導電板(5)之間由粒子群電極(6)填充。
2.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述正極導電板(4)和負極導電板(5)縱向設置。
3.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述負極導電板(5)為外面包裹絕緣膜的不銹鋼網(wǎng)。
4.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述進氣口(2)和出氣口(3)分別設在筒體(I)的下端和上端。
5.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述筒體(I)靠進氣口(2)的一端設有氣體分布器(7);所述筒體(I)靠出氣口(3)的一端設有除霧器(8)。
6.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述筒體(I)外壁上分布有水冷卻夾套(9)，水冷卻夾套(9)的兩端分別設有冷卻水入口(10)和冷卻水出口(11)。
7.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述筒體(I)的上端和下端分別設有電解質溶液入口(12)和電解質溶液出口(13)。
8.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述單元反應器為9組。
9.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述電解反應器的尺寸為500mmX 500mmX IOOOmm ;所述正極導電板(4)的間距為IOOmm0
10.如權利要求1所述的粒子群電極吸附耦合電催化氧化處理含苯廢氣的裝置，其特征在于:所述粒子群電極(6)為直徑為I?20mm的活性炭。
【文檔編號】B01D53/32GK203408616SQ201320409508
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權日:2013年7月10日
【發(fā)明者】李國平, 胡志軍, 楊振亞, 王彧, 何忠 申請人:江蘇省環(huán)境科學研究院