一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大气污染物控制领域，具体涉及一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs 脱除方法。
【背景技术】
[0002] VOCs是挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds)的英文缩写。大量研 宄表明，VOCs通过呼吸道和皮肤进入人体后，能给人的呼吸、血液、肝脏等器官造成暂时性 和永久性病变（例如会引发各种血液病和癌症）。工业生产中会产生各种有机物废气，主 要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等，这些有机废气会造成大气污染，危害人 体健康。随着经济的快速发展和人们环保意识的提高，尾气中VOCs脱除问题越来越受到人 们的关注。同时国家也制定了相应的法律法规对VOCs的排量作了严格的限制。研宄开发 VOCs的高效脱除技术已成为世界各国关注的热点问题。
[0003] 在过去的几十年中，国内外研宄人员对废气中VOCs脱除问题作了大量的研宄并 开发了多种VOCs脱除方法。按照脱除的基本原理，废气VOCs脱除方法主要包括冷凝回收 法、吸收法、直接燃烧法、催化燃烧法和吸附法等。冷凝回收法适用于有机废气浓度高、 温度低、风量小的工况，需要附属冷冻设备，主要应用于制药、化工行业，而印刷企业较少采 用，应用范围受到局限。吸收法常用的是物理吸收，即将废气引入吸收液净化，待吸收液饱 和后经加热、解析、冷凝回收。这种方法适用于大气量、低温度、低浓度的废气，但需配备加 热解析回收装置，设备体积大、投资较高。直接燃烧法是利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧， 将混合气体加热，使有害物质在高温作用下分解为无害物质。该方法工艺简单、投资小，适 用于高浓度、小风量的废气，但对安全技术、操作要求较高。催化燃烧法是把废气加热经催 化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水，这种方法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、 占地面积少、适用于高温或高浓度的有机废气，但催化剂容易中毒失活，稳定性差。活性炭 吸附法脱除效率可达95%，设备简单、投资小，但活性炭更换频繁，增加了装卸、运输、更换 等工作程序，导致运行费用增加。
[0004] 因此，到目前为止，尽管有多种VOCs脱除技术被开发和利用，但每一种技术几乎 都有应用范围的限制和有诸多缺点。因此，继续开发更加经济有效的VOCs脱除技术具有重 要的现实意义。
【发明内容】
[0005] 本发明涉及一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法。来自排放源的VOCs在 烟道中先被臭氧预氧化为有机中间体。紫外光激发过氧化物产生硫酸根和羟基自由基进一 步氧化VOCs以及被臭氧氧化产生的有机中间体，最终分解产物是无害的0) 2和H2O。该系 统能够高效脱除烟气中的VOCs，且脱除过程无二次污染，是一种具有广阔应用前景的新型 VOCs净化系统。
[0006] 本发明脱除方法的原理及反应过程：
[0007] I、由图1所示，采用电子自旋共振（ESR)仪可测定到系统中产生了硫酸根自由基 和羟基自由基。因此，臭氧结合光辐射过氧化物首先是释放了具有强氧化性的硫酸根自由 基和羟基自由基，具体过程可用如下的化学反应（1)-(6)表示：
【主权项】
1. 一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法，其特征在于，来自排放源的烟气经 过除尘器除尘后进入降温器降温，降温后引入与上下对喷雾化床连接的烟道，臭氧由臭氧 发生器进入上述烟道内，烟气中的VOCs在烟道中先被臭氧预氧化为有机中间体；经过预 氧化的烟气由填料层布气后进入上下对喷雾化床，烟气入口温度为20-70°C，有效液气比 为0. 5-6.OL/m3;所述上下对喷雾化床中设有多组上下相对的雾化喷嘴，过氧化物溶液经由 上述雾化喷嘴喷入上下对喷雾化床，过氧化物的浓度位于〇.lmol/L-0. 3mol/L之间，臭氧 的浓度位于50-800ppm之间，溶液的pH位于1. 0-7. 5之间，溶液温度为20-70°C;所述每 组上下相对的雾化喷嘴之间设有紫外灯管排，紫外灯辐射紫外光，紫外光有效辐射强度为 10yW/cm2-500yW/cm2,紫外线有效波长为150nm-365nm;紫外光激发过氧化物产生硫酸根 和羟基自由基进一步氧化VOCs以及被臭氧氧化广生的有机中间体，反应广物是>氧化碳 和水。
2. 根据权利要求1所述的一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法，其特征在于， 来自储液箱的过氧化物溶液由循环泵一抽吸，并由雾化喷嘴雾化后喷入上下对喷雾化床， 从上下对喷雾化床上部回落的溶液由上下对喷雾化床的出口，经循环泵二重新吸入储液箱 循环喷淋。
3. 根据权利要求1所述的一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法，其特征在于， 烟气中VOCs的含量不高于2000mg/m3。
4. 根据权利要求3所述的一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法，其特征在 于，烟气中甲苯含量为200mg/m3,上下对喷雾化床的烟气入口温度为55°C，液气比为2.OL/ m3,过硫酸铵浓度为2.Omol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有效辐射强度为 102yW/cm2,紫外线有效波长为254nm。
5. 根据权利要求3所述的一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法，其特征在于， 烟气中甲苯含量为400mg/m3,上下对喷雾化床的烟气入口温度为55°C，液气比为I.OL/m3， 双氧水浓度为I.Omol/L，溶液pH为3. 5,溶液温度为50°C，紫外光有效辐射强度为40yW/ cm2,紫外线有效波长为254nm。
6. 根据权利要求1所述的一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法，其特征在于， 所述的过氧化物包括双氧水和过硫酸铵中的一种或两种的混合。
7. 根据权利要求1 一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法，其特征在于，所述的 排放源包括燃煤锅炉、内燃机、工业窑炉、冶炼/炼焦尾气、垃圾焚烧炉以及石油化工 设备尾气中的一种或多种的组合。
【专利摘要】本发明涉及一种臭氧结合光解过氧化物的VOCs脱除方法，来自排放源的VOCs在烟道中先被臭氧预氧化为有机中间体。紫外光激发过氧化物产生硫酸根和羟基自由基进一步氧化VOCs以及被臭氧氧化产生的有机中间体，最终分解产物是无害的CO2和H2O。该系统能够高效脱除烟气中的VOCs，且脱除过程无二次污染，是一种具有广阔应用前景的新型VOCs净化系统。
【IPC分类】B01D53-75, B01D53-44
【公开号】CN104815537
【申请号】CN201510191998
【发明人】刘杨先, 王燕, 张永春, 赵亮, 张军
【申请人】南京朗洁环保科技有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月21日