[发明专利]一种VOC废气的处理方法和处理装置

权利要求书

1.一种VOC废气的处理方法，其特征在于，该方法包括：

1)在吸附-催化降解材料的存在下，使VOC废气进行光催化降解反应，得到含CO₂和水的降解产物；

2)在CO₂捕获剂的存在下，对所述降解产物中的CO₂进行捕获，使CO₂吸附在CO₂捕获剂上，再进行脱附浓缩，得到富集CO₂；

3)将所述富集CO₂和高镁锂比盐湖卤水混合，使卤水中的镁进行CO₂矿化。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述VOC废气中的VOC为苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、苯乙烯、甲醛和乙醛中的至少一种，优选为苯、甲苯、乙苯和二甲苯中的至少一种；

所述VOC废气中的VOC浓度低于150mg·m^-3，优选低于120mg·m^-3。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤1)中，所述吸附-催化降解材料包括催化剂载体和活性组份；所述催化剂载体为MOF吸附材料I，所述活性组分包含TiO₂和掺杂金属，其中，所述MOF吸附材料I为MIL-101(Cr)、HKUST-1和UIO66中的至少一种，所述掺杂金属选自银、铜、铁、钴、镍和铈中的至少一种；

优选地，所述MOF吸附材料I为MIL-101(Cr)，所述掺杂金属为铜和/或铈；

优选地，以所述吸附-催化降解材料的总重量为基准，所述催化剂载体的含量为92-99重量％，所述活性组分的含量为1-8重量％；以所述活性组分的总重量为基准，所述掺杂金属以其氧化物计的含量为1-6重量％。

4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述吸附-催化降解材料通过包括以下步骤的方法制得：

A)将钛酸四丁酯、苯甲醇、乙醇和水按照质量比(3-5)∶(5-7)∶(48-51)∶1混合后在0-5℃下搅拌均匀，得到TiO₂溶胶；

B)向TiO₂溶胶中加入掺杂金属的可溶性盐，搅拌，获得沉淀混合液；

C)将所述沉淀混合液离心分离、过滤，将过滤所得固体静置风干；

D)将风干后所得样品进行煅烧，得到所述活性组分；

E)将所述MOF吸附材料I、活性组分和异丙醇混合，进行超声分散，得到分散液；

F)将所述分散液进行磁力搅拌、离心、过滤，过滤后所得固体用异丙醇洗涤、静置风干；

G)将风干后样品与水混合后转移至高压釜中于130-150℃保温8-12h，之后降温、过滤，得到所述吸附-催化降解材料。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤1)中，所述光催化降解反应的反应条件包括：反应空速为150-200h^-1，由功率为20-30W的灯管提供可见光，且可见光的功率密度为0.05-0.1W/cm²，灯管照射时间为24-48h；

该步骤控制VOC废气的相对湿度为20-60％，优选为30-50％。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述CO₂捕获剂为MOF吸附材料II或有机胺改性的MOF吸附材料II；所述MOF吸附材料II选自Mg-MOF-74、ZIF-8和MIL-53(A1)中的至少一种；

优选地，所述有机胺选自乙二胺、二乙烯三胺和四乙烯五胺中的至少一种；

优选地，所述有机胺改性的MOF吸附材料II通过包括下步骤的方法制得：

步骤I：在惰性气氛下，将MOF吸附材料II、有机胺和己烷按照质量比(98-101)∶1∶(9-11)混合均匀，再静置3-6h，得到胺基化样品；

步骤II：将所述胺基化样品用已烷洗涤、干燥；

优选地，所述CO₂捕获剂为有机胺改性的Mg-MOF-74。