[发明专利]一种处理气体中污染物和粉尘的方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于环保领域，具体涉及一种处理气体污染物的方法及设备。

背景技术

随着工业发展以及纳米技术的工程应用，空气正受到有害气体及粉尘越来 越多的污染，空气污染物种类较多，主要包括氮氧化物、硫氧化物、悬浮颗粒 物、以及一氧化碳等。目前常用的室内空气净化技术都有各自的缺陷和不足， 亟待进一步的研究。

传统的工业气态污染物处理方法包括吸收法、吸附法、冷凝法及催化转化 法等，传统方法的缺陷，在于其方法本身限制了设备对不同气体的处理能力。 电催化方法是后来兴起的一种处理有机染污的方法，主要应用于有机污水的 电催化处理；烟道气及原料煤的电解脱硫；电催化同时脱除NO_x和SO_x； 二氧化碳的电解还原。申请号为98123862.9的中国专利“用于气体净化的 电催化方法”公开了一种具有分别涂布有导电覆盖层的第一表面和第二表 面的电化学电池，用于处理N₂O、NO、NO₂、SO₂、SO₃等。申请号为 20071014632.9的中国专利“有机气体清除器”公开了一种利用质子交换膜 燃料电池供电来降解空气中的有机气体的装置。但是，这些已有的利用电 化学降解有机气体的方法均属于原电池模型，采用燃料电池的相关原理， 因此都具有以下缺陷：操作温度高，需要几百度甚至上千度的温度才能获 得较好的处理效果，对材料要求高、能耗大；需要采用昂贵的质子交换膜 和较大量的贵金属催化剂，设备造价高；催化剂容易中毒，环境适应性不 强。

本发明将电化学反应和溶液喷淋方式相结合，开发出一种能在不同工况情 况下，有效处理各类污染气体的净化装置。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，设计一种安全环保、能有效的在 不同环境下处理各类污染气体的气体净化方法。

本发明的另一个目的是提供该种气体净化方法的装置。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

本发明通过气液混布的方式及电化学反应的结合来吸收及降解空气中的 污染物。运用电化学工艺处理气体污染物的湿式气体处理方法，污染性气体通 过有溶液浸润的多孔性金属电极及填料，酸性气体和粉尘被溶液吸收；其他难 降解的污染物则在电极表面进行氧化还原反应，被降解吸收；电化学降解的同 时在阳极产生新鲜的氧气，提高被处理气体中的氧气含量。

具体来说，本发明的方法如下：

一种处理气体中污染物和粉尘的方法，主要的反应区间为溶液-电极系统， 气体进入溶液-电极反应系统后，进行电解式反应降解污染物。

所用的电极为网状结构或完全开孔的三维泡沫电极。电极材料可以是钛、 钴、镍、钌、铑、钯、铂、铁、稀土元素及其合金或氧化物中的一种或几种。 优选为完全开孔的经氧化钌修饰的泡沫镍三维电极。

在电极的阳极和阴极之间，填充三维泡沫填料。

溶液-电极反应系统中，采用的是碱性溶液，含有缓冲剂、表面活性剂和 催化助剂。缓冲剂是乙醇胺、硅酸盐或硼酸盐；表面活性剂是乙二醇、聚乙二 醇类、聚氧乙烯醚类或聚氧丙烯醚类；催化助剂是杂多酸或尿素。

在这个方法中，气体的净化过程如下：

(1)污染气体与颗粒物的混合物先通过过滤网，滤除大颗粒的粉尘；

(2)过滤后的气体在溶液浸润的电极表面发生电化学氧化还原反应被彻 底降解净化；

(3)酸性气体和微细粉尘在电极和填料表面与喷淋溶液充分接触，进一 步被吸收净化；

(4)净化气体的同时，阳极表面电解水产生对人体有益的氧气；

(5)净化后的气体，还可以进一步经过反应系统外部的负离子和香氛发 生器，有效增加对人体有益的负离子和香氛成分。

所用的溶液需要定期更换，以保持净化的有效性。更换周期可以为15～30 天。

本发明还提供了应用于该方法的设备，包括反应器及内部的反应系统，反 应系统包括气液分布模块和降解模块。