[发明专利]一种催化体系及其应用和净化方法以及净化系统

说明书

本发明属于有机废气净化领域，公开了一种催化体系及其应用和有机废气的净化方法以及净化系统。所述有机废气的净化方法包括将待净化的有机废气在催化体系的存在下进行光致热催化降解反应或光致光热协同催化降解反应，所述催化体系由深色催化材料和光源两部分组成，所述光源照射在深色催化材料上产生足够热量以引发热催化反应或光致光热协同催化反应。本发明提供的催化体系采用光源照射在深色催化材料表面自发产生足够热量以引发热催化反应或光致光热协同催化反应，不仅能够提高有机废气的净化效率，而且还能够实现高效节能。

技术领域

本发明属于有机废气净化处理领域，具体涉及一种催化体系及其应用和有机废气的净化方法以及净化系统。

背景技术

VOCs是指在常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50-260℃的有机化合物，或者在常温常压下能挥发的任何有机固体或者液体。VOCs的危害主要包括两种：一种是直接危害，会刺激人类及动物呼吸系统，导致呼吸系统病变，而且很多种类的VOCs具有致癌、致畸、致突变的作用；另一种是次生危害，VOCs在空气中会引发一些光化学反应，造成雾霾以及光化学烟雾等灾害。

随着我国经济的不断发展与社会进步，VOCs的排放量也在不断增加，如果不经过有效处理，以无组织排放的方式释放到环境中去会对自然环境以及周边相关人员的身体健康造成严重的影响。为此，针对VOCs的处理研究一直是环境科学领域的热点问题，也是未来一段时期内的科研攻关。

目前VOCs的处理方法主要采用：冷凝法、吸附法、燃烧法等，它们在不同程度上存在设备投资高、运行成本高、处理气量小、工作不稳定、占用空间大、处理效率不高、存在二次污染等问题，具体如下：

(1)冷凝法：该方法适用于浓度高、温度低、风量小的废气处理，但该措施投资大、能耗高、运行费用大，因此对于喷涂作业中“三苯”污染治理一般不采用此法，且喷漆废气具有风量大、浓度低、漆雾多等特点，在进入冷凝工艺之前，必须设计相应的预处理工艺(去除漆雾颗粒物)，不然会堵塞冷凝器。

(2)吸附法：该方法适用于浓度低、污染物不需回收的废气处理。其中，活性炭为一种常用的吸附材料，但是单独的吸附工艺并不适用于长期净化有机废气，如果不配以再生模块，则活性炭需定期更换，运行费用很高。

(3)燃烧法：该方法能耗低、净化率高(95％-97％)、无二次污染、工艺简单、操作方便，适用于高温、高浓度、小风量的有机废气处理，不适用于针对低浓度、大风量的有机废气治理，而喷漆废气中的“三苯”浓度一般低于300-400mg/m³，因此采用直接燃烧法、催化燃烧法处理都不合适，且喷漆废气中含有很多漆雾颗粒物，必须做好预处理，如果直接进入燃烧模块，会使催化剂中毒、并产生爆炸的风险。

此外，吸附浓缩-催化燃烧法作为目前最实用的净化方法也已经被广泛采用，此时，在有机废气的处理过程中，其催化体系通常采用外加热源提供能量的热催化方式，而由此带来的高能耗使得有机废气净化的成本居高不下。

发明内容

本发明的目的是为了解决采用现有的热催化方式净化有机废气存在的以上问题，而提供一种新的催化体系及其应用和有机废气的净化方法以及净化系统。

本发明提供的催化体系由深色催化材料和光源两部分组成，所述光源照射在深色催化材料上产生足够热量以引发热催化反应或光致光热协同催化反应。