[发明专利]一种VOCs处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种化工行业生产过程中所排放的VOCs处理工艺。

背景技术

VOCs（Volatileorganiccompounds）即挥发性有机化合物，是大气中普遍存在的一种有机污染物，主要来源于石油化工、汽车发动机尾气、制药等行业，其主要成分为烃类、酚类、芳香族类等。VOCs可在大气中形成光化学烟雾，对环境和人体造成极大的危害。VOCs通过呼吸道和皮肤进入人体后，对人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性或永久性损伤，尤其是苯类和芳香族类等多环芳烃对人体有致癌作用。VOCs的过量排放还对农林和畜牧等行业造成危害。因此VOCs的处理越来越受到世界各国的重视，许多国家颁布了相应的法令，限制VOCs的排放。

目前国内处理VOCs的主要方法有吸附法、膜分离法及催化燃烧法等。吸附法虽然去除率高，但由于吸附容量受限，不适用于处理高浓度有机气体，当废气中有胶粒物质或其它杂质时，吸附剂易失效，同时吸附剂需要再生。膜分离法具有高效节能、操作简单的特点，但是其存在气体预处理成本高、膜元件造价高、使用寿命短等问题。催化燃烧法主要适用于处理组分复杂浓度高的VOC气体，但易产生二次污染。现有的VOCs处理方法均存在一定的不足。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种VOCs处理工艺，该工艺过程简单、处理效果显著、成本低、安全性高、无二次污染。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种VOCs处理工艺，具体为：经高效除尘器除尘后的VOCs气体自底部进入装有催化剂的反应器中，双氧水自反应器顶部进入并喷淋在催化剂上，VOCs气体在反应器内停留10－15min后从反应器顶部排出，再经装有碱性溶液的尾气吸收装置吸收后作为净化气体排放。

具体的，催化剂的装载量为反应器容积的1/3－1/2。双氧水浓度为0.5－2mol/L，具体根据VOCs浓度进行调节。

所述催化剂可以为Fenton催化剂（磁铁矿/纳米TiO₂），具体经下述方法制备获得：将粉碎过的、比表面积为200－300m²/g的磁铁矿（通过BET法测定）在600－800℃下焙烧3－5h，冷却至20－28℃后，将磁铁矿加入到30－40wt%的纳米TiO₂溶液中，静置12－24h后在105－120℃下干燥至磁铁矿与纳米TiO₂的质量比为3－4:1，然后在1000－1200℃下焙烧6－8h即得。

本发明处理工艺中，催化剂反应器内装有催化剂，双氧水经喷淋装置喷淋到催化剂上发生反应生成Fenton试剂，通过催化剂反应器时，与Fenton试剂接触发生氧化分解反应，分解成CO₂、H₂O及部分游离物质，从而实现去除VOCs气体的目的。本发明中，可以在反应器的进气口、出气口管路上分别安装VOCs气体在线监测仪，用来监测VOCs气体处理前后的浓度。所述的碱性溶液可以为氢氧化钙溶液，VOCs分解产生的尾气经碱性溶液吸收后排空；吸收产生的主要成分碳酸钙可进行二次工业利用。

与传统的VOCs吸附技术相比，本发明处理工艺具有工艺过程简单，处理效率高，无二次污染等优点。其特点在于催化剂与H₂O₂接触发生反应生成类Fenton试剂，Fenton试剂通过催化分解产生羟基自由基（·OH）进攻有机物分子，使有机物分子结构中各处发生脱H（原子）反应，随后发生C=C的开裂，直至完全分解并使其氧化为CO₂、H₂O等无机物质。在此体系中·OH实际上是氧化剂反应中间体，具体原理如下：

Fe²⁺+H₂O₂+H+→Fe³⁺+H₂O+·OH；

·OH+VOCs→CO₂+H₂O。

附图说明

图1是本发明的处理工艺的流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。