专利名称：：一种电化学法吸收处理有害废气的方法
技术领域：
：本发明涉及一种电化学法吸收处理有害废气的方法。(二)
背景技术：
：各种有机气态污染物如烃、醇、醚、醛、酚、酮、羧酸、酯、腈、胺和杂环化合物等，二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、二硫化碳、三氟化氮、硫化氢、氰化氢和氨等无机污染物，广泛产生于化工、制药和涂装等工业生产过程，这些挥发性有机物大多有毒，有些是恶臭气体，排入大气后，会影响生态环境，危害人体健康。但是，由于这些有机物具有化学结构稳定、不易降解的特点，给环保治理带来很大的困难。一般地，吸收法是处理这些有机废气和恶臭气体的主要手段之一，特别是对化工过程产生的废气，吸收法(一般以水溶液作为吸收剂)安全性好，得到了广泛应用。但吸收法对水溶性不好的如卤代烃、三苯类，氮氧化物、氨等有害物吸收时，吸收效率低，吸收液容易饱和。此外，吸收后的溶液如不经过进一步处理，被吸收处理后的有害物又会挥发出来，将会导致二次污染的产生。因此，如何在提高这些水溶性差的有害物的吸收效率的同时，又能避免二次污染物的产生是废气治理过程中急需解决的问题。本发明申请人:提出了采用电化学法处理处理这些难吸收的有害气体，其基本原理是利用电解过程在电极表面发生的电化学反应，产生强氧化性物质如O、OH、C10和H02等，这些强氧化性物质在吸收过程与被吸收物反应，最终把有害物转化为无害物。在本申请之前，本申请人己申请相关的专利ZL200510060254.3，发明名称为一种有害废气的净化方法及其专用装置。该发明提出了一种有害废气的净化方法，把待处理含醇、醚、醛、酚、酮或酯有机物有害气体的气体导入吸收塔，其中有害气体被吸收液吸收后进入电催化氧化反应器，在电催化氧化反应器内对吸收液进行电催化氧化反应，使吸收产物进一步氧化转化为化学稳定的物质，使吸收液得到再生，恢复吸收能力，处理过的气体得到净化；所述的吸收液是循环使用；所述的吸收塔的吸收液采用碱性溶液氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，质量百分比浓度为0.5-30%，该方法对处理醇、醚、醛、酚、酮或酯有机物等有机物效果较好，但对处理化学结构更稳定的烃(包括芳烃)、含卤素或硫或氮元素的有机物或杂环有机化合物，或者氨等无机物时效果较差，如能进一步改进吸收液的配方，实现对这些有害物高的去除效率，则工业应用更有价值。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种电化学法吸收处理有害废气的方法，用于从气流中除去烃(包括芳烃)、醇、醚、醛、酚、酮、羧酸、酉旨、腈、胺和杂环化合物等，二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、二硫化碳、三氟化氮、硫化氢、氰化氢和氨等无机污染物，使气流中含有的这些有害物在装置内被迅速吸收和氧化，从而达到气体净化的目的。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种电化学法吸收处理有害废气的方法，所述方法如下把待处理含有害气体的气体导入吸收塔，其中有害气体被吸收液吸收成为吸收产物，净化后的气体从气体排出口排出；含有吸收产物的吸收液进入电化学反应器，吸收产物在电化学反应器内发生化学反应转化为化学稳定的物质，使吸收液得到再生，恢复吸收能力，重新进入吸收塔循环使用；所述吸收液为酸水溶液或者酸和盐的混合水溶液。本发明采用的装置同申请号为200510060254.3的专利。本发明所述的有害气体为下列之一种或一种以上烃、醇、醚、醛、酚、酮、羧酸、酯、腈、胺和杂环化合物等，二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、二硫化碳、三氟化氮、硫化氢、氰化氢和氨等无机污染物。其中，烃为烷烃(不包括甲垸)、环烃、不饱和烃、芳烃和卤代烃。在本发明所述方法中，当在电化学反应器的电极上加直流或脉冲电后,在电化学反应器内发生电化学氧化还原反应，在电解过程产生具有强氧化性物质如O、H02和C102等，这些强氧化物质在酸性条件下在吸收塔内吸收过程和电化学反应器内与有害物发生化学反应，使其转化为化学稳定物质。一般烃(以不饱和烃和芳烃效果好)、胺和呋喃等有机物氧化产物的主要为有机酸类物质，有机酸类物质进一步氧化可转化为二氧化碳和水。如甲苯和苯乙烯氧化主要产物为苯甲酸，有机物中含有的硫和氮主要转化为硫酸根离子和硝酸根离子，二氧化硫氧化为硫酸根离子、硫化氢氧化为单质硫和硫酸根离子、氮氧化物氧化的主要产物为硝酸根离子、无机氨转化为氮气和硝酸根离子。在吸收液为酸性条件下，尤其对难以氧化的含有卤素或硫或氮元素的有害物如卤代烃、嗪草酮、四氢呋喃、有机胺、无机氨、二硫化碳和三氟化氮等都具有很好的去除效果。本发明所述的吸收液可以是酸的水溶液，所述的酸优选盐酸、硫6酸中的一种或两种的混合。当所述吸收液为盐酸溶液时，所述的吸收液中氯化氢的质量百分比浓度优选为0.01~5%，最佳为0.11%;当所述的吸收液为硫酸溶液时，所述的吸收液中硫酸的质量百分比浓度优选为0.0210%;当所述的吸收液为盐酸和硫酸的混合溶液时，所述吸收液中氯化氢的质量百分比浓度优选为0.015%，硫酸的质量百分比浓度优选为0.0210%。进一步，为增加吸收液的电导率和进一步提高吸收效果，本发明可在上述酸的水溶液中加入一定量的盐后形成酸和盐的混合水溶液作为吸收液，所述的盐优选自下列一种或两种以上任意比例的组合氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾，所述吸收液中盐的质量百分比浓度优选为0.120%。本发明发现，当吸收液为酸性环境下，有害气体的去除效率比采用氯化钠溶液、碱性溶液或纯水作为吸收液时均有大幅度的提高，且去除效果随酸浓度的提高而提高。酸溶液为盐酸时的吸收效果较硫酸溶液要好一些。本发明的有益效果是本发明采用氯化氢溶液或硫酸溶液或酸和盐的混合溶液作为吸收液，使吸收下来的有害物在酸性环境下发生电化学氧化反应，反应速度大为提高，有害气体的去除效率比采用氯化钠溶液、碱性溶液或纯水作为吸收液时均有大幅度的提高，特别适用于水溶性不好的烃、含有卤素或硫或氮元素有机物、污水站废气和氨等有害废气的反应吸收处理。图l为本发明所述方法采用的专用装置结构示意图；其中标号1循环泵；2循环槽；3液位计；4加液口；5进气口；6吸收塔；7吸收塔进液口；8净化气出气口；9旁通管；10回液管；ll电催化氧化反应器；12连通管；13排液口。图2A为实施例1所采用的网状电极电化学反应器的结构示意图；其部件标号为1'出液管；2'网状电极板；3'电极接线柱；4'进液管；5'旁通管；6'排液口。图3为板状电化学反应器结构，由多组平板电极单元组成。图2B为实施例1所采用的网状电极电化学反应器的A—A剖面图；图3A为实施例2所采用的板状电极电化学反应器的结构示意其部件标号为1"出液管；2"电极接线柱；3"进液管；4"旁通管；5"、7"电极板；6"水流分布板；8"排液口。图3B为实施例2所采用的板状电极电化学反应器的A-A剖面图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明的保护范围不限于此。本发明所述的吸收一电催化氧化系统结构示意图如图l所示(同申请号为200510060254.3的专利)。该专用装置结构是吸收塔6下部设置有进气口5，吸收塔的顶部设置有出气口8，吸收塔6的底部装有循环槽2，循环槽2的下部出液口通过循环泵1、管道和阀门与吸收塔6顶部中的进液口7相连接，吸收塔6的下部还通过回液管10与电化学反应器11的顶部连通，电化学反应器11下部的连通管12接到吸收塔底部的循环槽2，电化学反应器11下部还设置有排液口13和阀门。吸收塔6的下部还通过旁连通。处理工艺流程是待处理废气由进气口5进入吸收塔6内与喷淋液接触，进行吸收反应，处理后的废气从塔顶出气口8排出。吸收液通过塔底部的回液管IO进入电化学反应器11进行电化学反应，然后通过连通管12进入循环槽2后，经循环泵l打回吸收塔。电化学反应产生的气体通过旁通管9和阀门与吸收塔下部进气腔连通。本发明所述的电化学反应器的结构示意图如图2和3所示，其中图2为网状电极电化学反应器，由多组电极单元叠加组成。实施例l:实验装置系统流程如图l所示，电化学反应器采用图2所示。反应器结构尺寸为400mmX400mmX1200mm，由6组网状电极单元叠加组成，极板间距离为50mm。网状阳极材料为RuO/Ti，网状阴极材料为不锈钢材料。电极网尺寸均为380mmX380mm，厚3mm，电极网孔均为5mmX5mm。吸收塔为填料塔，塔径为^500mm,填料层高度为2500mm。模拟废气为空气+气态有害污染物，由吸收塔底部进气口通入，经过吸收反应区后，由上部排出。实验条件为电源参数电流60A气体流量500m3/h，气体温度25°C吸收循环液流量10m3/h吸收液0.1%氯化氢溶液或0.1%氯化氢溶液与1%氯化钠混合溶液或0.2%硫酸溶液。实验结果如表l所示。表l有害物去除效果实施例项目进口浓度(mg/m3)出口浓度(mg/m3)出口浓度(mg/ra3)出口浓度(mg/ra3)0.1%盐酸0.1%盐酸+1%氯化钠0.2%硫酸1-1苯乙烯76076658391-2石油醚2603625501-3三氯乙烯3104332641-4环氧乙垸230105121-5二硫化碳65646l-6甲醛340105121-7甲硫醚9896171-8丙烯腈1401510251-9甲苯3793829471-10嗪草酮1102215361_11乙酸乙烯酯1952011251-12二乙胺550001-13硫化氢856561-14二氧化硫6704533501-15一氧化氮7205337611-16氰化氢6000/1-17氨2100001-18三氟化氮1704530551-19四氢呋喃765351-20吡啶777571-21硫化氢1105051-22丙烯酸160105101-23污水站废气13010515实施例2:电化学反应器采用图3所示。反应器结构尺寸为10400mmx400mmxl200mm，由2组平板电极组成，每组电极由6对单元组成，两组之间有流体分布器隔开。平板阳极材料为Ru02/Ti，平板阴极材料为不锈钢材料。电极尺寸为190mmx380mm,极板厚为3mm。电极极板间距离为50mm。其他条件同实施例l实验条件为电源参数脉冲频率为100Hz,电流100A气体流量500m3/h，气体温度25°C循环泵流量10m3/h。吸收液0.3%盐酸溶液或0.5%硫酸与4%硫酸钠的混合溶液或0.5%硫酸与0.1%盐酸的混合溶液。实验结果如表2所示。表2有害物去除效果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>1-12二乙胺650001-13硫化氢1255761-14二氧化硫7103146401-15一氧化氮8024361551-16氰化氢4500/1-17氨2350001-18三氟化氮1954030451-19四氢呋喃663541-20吡啶774751-21硫化氢1203631-22丙烯酸18061581-23污水站废气14551051权利要求1、一种电化学法吸收处理有害废气的方法，其特征在于所述方法如下把待处理含有害气体的气体导入吸收塔，其中有害气体被吸收液吸收成为吸收产物，净化后的气体从气体排出口排出；含有吸收产物的吸收液进入电化学反应器，吸收产物在电化学反应器内发生化学反应转化为化学稳定的物质，使吸收液得到再生，恢复吸收能力，重新进入吸收塔循环使用；所述吸收液为酸的水溶液或者酸和盐的混合水溶液；所述有害气体选自下列一种或两种以上的混合烃、醇、醚、醛、酚、酮、羧酸、酯、腈、胺、杂环化合物、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、二硫化碳、三氟化氮、硫化氢、氰化氢、氨。2、如权利要求l所述的电化学法吸收处理有害废气的方法，其特征在于所述的酸为盐酸，所述的吸收液中氯化氢的质量百分比浓度为0.015%。3、如权利要求l所述的电化学法吸收处理有害废气的方法，其特征在于所述的酸为硫酸，所述的吸收液中硫酸的质量百分比浓度为0.0210%。4、如权利要求l所述的电化学法吸收处理有害废气的方法，其特征在于所述的酸为盐酸和硫酸的混合，所述的吸收液中氯化氢的质量百分比浓度为0.015%，所述的吸收液中硫酸的质量百分比浓度为0.0210%。5、如权利要求24之一所述的电化学法吸收处理有害废气的方法，其特征在于所述的吸收液为酸的水溶液。6、如权利要求14之一所述的电化学法吸收处理有害废气的方法，其特征在于所述的吸收液为酸和盐的混合水溶液，所述的盐选自下列一种或两种以上任意比例的组合氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾，所述吸收液中盐的质量百分比浓度为0.120%。7、如权利要求l所述的电化学法吸收处理有害废气的方法，其特征在于所述有害气体选自下列一种或两种以上的混合甲苯、苯乙烯、石油醚、三氯乙烯、环氧乙垸、二硫化碳、甲醛、甲硫醚、丙烯腈、嗪草酮、乙酸乙烯酯、二乙胺、硫化氢、二氧化硫、一氧化氮、硫化氢、氰化氢、氨、三氟化氮、四氢呋喃、吡啶、丙烯酸、污水站恶臭气体。全文摘要本发明涉及一种电化学法吸收处理有害废气的方法，把待处理含有害气体的气体导入吸收塔，其中有害气体被吸收液吸收成为吸收产物，净化后的气体从气体排出口排出；含有吸收产物的吸收液进入电化学反应器，吸收产物在电化学反应器内发生化学反应转化为化学稳定的物质，使吸收液得到再生，所述吸收液为酸的水溶液或者酸和盐的混合水溶液。本发明使吸收下来的有害物在酸性环境下发生电化学氧化反应，反应速度大为提高，特别适用于水溶性不好的烃、含有卤素或硫或氮元素有机物、污水站废气和氨等有害废气的反应吸收处理。文档编号B01D53/78GK101474527SQ20081016377公开日2009年7月8日申请日期2008年12月31日优先权日2008年12月31日发明者黄立维,黄纪海申请人:黄立维