[发明专利]一种石墨烯吸附分解有机废气的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机废气处理技术领域，具体的说，涉及一种石墨烯吸附分解有机废气的方法。

背景技术

目前随着工业的发展，特别是在大量使用易挥发有机物作为原材料的制造业中，有机废气污染较为严重，须通过各种技术手段进行治理。

现有技术处理有机废气的方法一般包括吸附法、催化燃烧法、吸收法、紫外光解等方法，其中活性炭吸附法大量应用，活性炭处理有机废气的具体工艺流程为：（1）吸附过程：由于固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，此现象称为吸附，利用固体表面的吸附能力，使废气与大表面的多孔性固体物质相接触，废气中的污染物被吸附在固体表面上，使其与气体混合物分离，达到净化目的，其实质是一个吸附浓缩的过程，并没有把有机溶剂处理掉，是一个物理过程；（2）脱附过程：利用热源加热活性炭中被吸附的有机溶剂，使之达到溶剂的沸点，使有机溶剂从活性炭中脱附出来；（3）催化燃烧过程：把从活性炭中脱出的高浓度的废气引入到催化燃烧反应器中，在催化起燃温度下，通过催化剂的作用进行氧化反应转化为无害的水和二气化碳排入大气，这是一个化学反应过程，并非明火的燃烧，且能彻底解决脱附时的二次污染；上述步骤（3）还可以采用脱附再生过程：用蒸汽自塔底喷入，把活性碳中吸附的溶剂蒸出，再经过冷凝器冷凝成液体，进入分离筒，分离回收有机溶剂，残液进曝气筒，经曝气后排出，是一个物理过程，可以回收溶剂。

但活性炭的吸附能力一般，且再生困难，在催化燃烧有机物之前还必须经过脱附的步骤，过程复杂，设备占地面积大，反复脱附活性炭性能下降很快，如频繁更换活性炭则运行费用非常高，且浪费资源，带来二次污染。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种石墨烯吸附分解有机废气的方法，其具有，对有机废气净化效率高，吸附材料容易再生，运行费用较低、操作简便的特点。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种石墨烯吸附分解有机废气的方法，其特征在于，其工艺方法包括有：

（1）废气预处理，使废气经过紫外光区、等离子发生区或电晕区，对有机废气进行预处理；

（2）有机物的吸附：采用多层石墨烯或改性石墨烯作为吸附材料对有机废气进行吸附；

（3）有机物催化燃烧：对吸附材料和其上吸附的有机物进行加热，使有机物在吸附材料上催化燃烧；

（4）吸附材料的再生：通过第（3）步的催化燃烧，使吸附材料再生；

上述第（2）至（4）步同时在吸附材料上进行。

进一步，步骤（3）中，采用远红外线加热器、红外线加热器或微波加热器中的任意一种进行加热。

进一步，对石墨烯层间的温度实现在线监测，通过该温度的在线监测实现对远红外线加热、紫外光区、等离子发生区或电晕区的自动控制。

进一步，在步骤（4）后，对高温气流的余热进行回收。

进一步，所述多层石墨烯负载至少一种催化剂。

进一步，所述催化剂为Fe、Co、Mn、Ti、Cu、Zn中一种或多种的金属盐催化剂。

进一步，多层石墨烯对有机废气的吸附时间为1-20秒。

进一步，步骤（3）中，加热温度为150—600℃ 

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的一种石墨烯吸附分解有机废气的方法，其工艺方法包括有：（1）废气预处理，使废气经过紫外光区、等离子发生区或电晕区，对有机废气进行预处理；（2）有机物的吸附：采用多层石墨烯或改性石墨烯作为吸附材料对有机废气进行吸附；（3）有机物催化燃烧：对吸附材料和其上吸附的有机物进行加热，使有机物在吸附材料上催化燃烧；（4）吸附材料的再生：通过第（3）步的催化燃烧，使吸附材料再生；上述第（2）至（4）步同时在吸附材料上进行。实现快速吸附净化有机废气，将有毒有害有机物破坏、分解成小分子低毒甚至无毒无害物质，并通过远红外线等加热设施，实现对有机物的催化燃烧并快速再生石墨烯。因此特别适用各种有组织或无组织排放的有机废气处理和应急处理场合的快速处理，以及适应更严格排放标准的现有废气处理系统提标改造，具有占地少、投资省、运行费用低、自动化程度高、简单实用等优点。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1是本发明所述一种石墨烯吸附分解有机废气的方法的流程示意图。