一種氯苯廢氣的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氯苯廢氣處理方法，其包括以下步驟：常溫下，將氯苯廢氣，與霧化的過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液接觸，進(jìn)行催化氧化降解處理反應(yīng)，即可。本發(fā)明提供的氯苯廢氣處理方法針對(duì)現(xiàn)有氯苯處理方法中處理周期長、具有二次污染的問題，能夠快速去除氯苯廢氣，將氯苯降解成低毒甚至無毒無害物質(zhì)，且使用本方法的設(shè)備占地小、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高、簡單實(shí)用。
【專利說明】
_種氯苯廢氣的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氯苯廢氣的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氯苯是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于染料、醫(yī)藥、橡膠、涂料等領(lǐng)域。但是氯苯具有很強(qiáng)的毒性，對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)臟器官都有毒害作用。人體暴露在氯苯類化合物污染的環(huán)境中時(shí)會(huì)通過吸入、食入和皮膚吸收該類化合物，其對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用，對(duì)皮膚和粘膜有刺激性，高濃度的接觸會(huì)引起麻醉癥狀，甚至昏迷。
[0003]目前對(duì)氯苯廢氣處理方法有吸收法、吸附法、燃燒法、生物法等。吸收法一般采用乙醇、乙醚、苯類作為吸收劑，此類吸收劑常溫下易揮發(fā)，容易被氣體帶走產(chǎn)生新的污染。采用吸附法處理氯苯?jīng)]有消除污染，吸附劑有吸附容量限制，需要經(jīng)常更換吸附劑。采用燃燒法處理氯苯廢氣，能耗高，對(duì)尾氣凈化裝置的要求很高，極易造成二次污染，因此未能徹底解決污染問題。采用生物法處理氯苯的時(shí)間周期較長，且氯苯對(duì)微生物有毒性，菌種的培養(yǎng)選育十分困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有氯苯處理方法中處理周期長、具有二次污染的問題，提供一種處理氯苯廢氣的方法。本方法能夠快速去除氯苯廢氣，將氯苯降解成低毒甚至無毒無害物質(zhì)，且使用本方法的設(shè)備占地小、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高、簡單實(shí)用。
[0005]本發(fā)明提供了一種氯苯廢氣處理方法，其包括以下步驟:常溫下，將氯苯廢氣，與霧化的過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液接觸，進(jìn)行催化氧化降解處理反應(yīng)，即可。
[0006]其中，所述的氯苯廢氣為本領(lǐng)域常規(guī)所說的氯苯廢氣，一般指合成二硝基氯苯、二苯醚、硝基氯苯等作業(yè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的氯苯廢氣，其成分為氯苯、甲苯、二甲苯、苯及微量的烷烴，其中氯苯的總質(zhì)量百分比約為10?50%，其它有機(jī)物的總質(zhì)量百分比為0.1?10%，余量為空氣。
[0007]其中，所述的過渡金屬硫酸鹽為本領(lǐng)域常規(guī)的催化降解氯苯的過渡金屬硫酸鹽，較佳地為硫酸銀、硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸亞鐵和硫酸銅中的一種或幾種，更佳地為硫酸鈷。所述的過渡金屬硫酸鹽的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為本領(lǐng)常規(guī)比例，較佳地1:1?5:1，更佳地為2:1?5:1。
[0008]其中，所述的過硫酸鹽為本領(lǐng)域常規(guī)的氧化分解氯苯的過硫酸鹽，較佳地為過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸鈣中的一種或多種；更佳地為過硫酸鈉。所述的過硫酸鹽的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為本領(lǐng)常規(guī)比例，較佳地為5:1?20:1，更佳地為10:1?20:1，所述的霧化的過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液通過噴嘴實(shí)現(xiàn)，所述噴嘴較佳地為上海湛流機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的8650型多頭噴霧器。
[0009]其中，所述的氯苯廢氣處理方法的操作較佳地為在催化氧化塔內(nèi)進(jìn)行；較佳地，其包括以下步驟:將氯苯廢氣從催化氧化塔的塔底通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入催化氧化塔中；將過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液，通過噴嘴，從催化氧化塔的塔頂以霧狀噴出，與氯苯廢氣接觸，即可。
[0010]其中，所述的過硫酸鹽水溶液中過硫酸鹽的濃度較佳地為0.5?20%，百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；較佳地，所述溶液霧化時(shí)，噴頭的過硫酸鹽水溶液的流量為0.5?5L/min ;氯苯廢氣通過催化氧化塔的時(shí)間較佳地為2?20s，更佳地為6?8s。
[0011]本發(fā)明中，所述的氯苯廢氣處理方法較佳地還包括堿液吸收處理步驟:將經(jīng)過催化氧化后的廢氣用堿液吸收，所述的堿液為金屬氫氧化物的水溶液。
[0012]其中，所述的堿液吸收處理步驟的方法可參照本領(lǐng)域常規(guī)的堿液吸收氣體的方法。所述的金屬氫氧化物的水溶液較佳地為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣等的水溶液，更佳地為氫氧化鈉的水溶液。所述堿液的濃度較佳地為0.5?10%，更佳地為2?4%，百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。所述堿液的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為本領(lǐng)常規(guī)比例，較佳地與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為1:1?5:1，更佳地為2:1?5:1。
[0013]其中，所述的堿液吸收較佳地為在堿吸收塔內(nèi)進(jìn)行；較佳地，其包括以下步驟:將經(jīng)過催化氧化降解處理后的廢氣從堿吸收塔的塔底通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入堿吸收塔中；將堿液通過噴嘴，從堿吸收塔的塔頂以霧狀噴出，吸收廢氣。
[0014]其中，所述噴嘴較佳地為上海湛流機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的8650型多頭噴霧器；較佳地，所述溶液霧化時(shí)，噴頭的堿液的流量為0.5?5L/min ;廢氣通過堿吸收塔的時(shí)間較佳地為2?20s，更佳地為6?8s。
[0015]本發(fā)明中，所述的氯苯廢氣處理方法較佳地還包括活性炭吸附處理步驟:將堿液吸收后的廢氣用活性炭吸附。
[0016]所述活性炭吸附的方法可參照本領(lǐng)域常規(guī)的活性炭吸附氣體的方法。所述活性炭的質(zhì)量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為本領(lǐng)常規(guī)比例，較佳地與氯苯廢氣的質(zhì)量比例為5:1?40:1，更佳地為10:1?40:1 ;所述活性炭為本領(lǐng)域常規(guī)使用的活性炭，較佳地為蜂窩活性炭，所述蜂窩活性炭的規(guī)格較佳地為100mm* 100mm* 100mm。
[0017]其中，所述的活性炭吸附較佳地在活性炭吸附塔內(nèi)進(jìn)行；廢氣通過活性炭吸附塔的時(shí)間較佳地為2?30s，更佳地為5?10s。
[0018]在不違背本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。
[0019]本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。
[0020]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:
[0021]1、本發(fā)明的氯苯廢氣的處理方法能夠快速去除氯苯廢氣，將氯苯降解成低毒甚至無毒無害的物質(zhì)，處理后的廢氣滿足廢氣處理后有組織直接排放的國家標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996，可以直接向空中排放，無二次污染。
[0022]2、采用本發(fā)明提供的氯苯廢氣處理方法的設(shè)備占地小、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高、簡單實(shí)用等。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。本發(fā)明中氣體的測(cè)試方法參照文獻(xiàn)氣相色譜法測(cè)定氯苯及其有機(jī)雜質(zhì)(染料與染色，季浩，楊寶德，杜建國，沈日炯，2013，(4):51-54)中的方法。在本發(fā)明中，采用霍尼韋爾的M5-PID型便攜式有機(jī)揮發(fā)性氣體分析儀和安捷倫7890A/5975C型氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)氯苯廢氣進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算得出氯苯廢氣的各成分和質(zhì)量；催化塔和堿吸收塔配置自動(dòng)加樣器，通過理論計(jì)算后系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)充藥劑，保證氯苯與過硫酸鹽、堿液的質(zhì)量比在本發(fā)明優(yōu)選的范圍內(nèi)。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，參照常規(guī)方法和條件，或參照商品說明書選擇。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1所示，常溫下，將氯苯廢氣(其中氯苯的質(zhì)量百分比約為40%，其它有機(jī)物的總質(zhì)量百分比約為2% )從催化氧化塔的塔底通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入催化氧化塔中，將過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液，通過噴嘴，從催化氧化塔的塔頂以霧狀噴出，與氯苯廢氣接觸。以硫酸鈷為催化劑，硫酸鈷的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為5:1，以過硫酸鈉為氧化劑，過硫酸鈉的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為20:1，過硫酸鈉水溶液濃度為10%，噴嘴為上海湛流機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的8650型多頭噴霧器，霧化時(shí)，噴頭的過硫酸鹽溶液的流量為4L/min，對(duì)廢氣進(jìn)行催化氧化降解處理，反應(yīng)時(shí)間為6s，經(jīng)過催化氧化處理的廢氣，其氯苯含量可以降低到10%以下。
[0027]常溫下，將經(jīng)過催化氧化處理的廢氣，將經(jīng)過催化氧化降解處理后的廢氣從堿吸收塔的塔底通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入堿吸收塔中；將堿液通過噴嘴，從堿吸收塔的塔頂以霧狀噴出，吸收廢氣，進(jìn)一步處理廢氣中的甲酸、乙酸、丙二酸等小分子酸。堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與氯苯廢氣的質(zhì)量比例約為4:1，噴嘴為上海湛流機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的8650型多頭噴霧器，霧化時(shí)，噴頭的堿液的流量為4L/min，吸收時(shí)間為6s，經(jīng)過堿吸收處理的廢氣，其小分子酸含量可以降低到5%以下。
[0028]常溫下，將經(jīng)過堿吸收的廢氣，通過活性炭吸附塔對(duì)氯苯廢氣進(jìn)行吸附，吸附材料為蜂窩活性炭，活性炭的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為20:1，規(guī)格為100mm*100mm*100mm，吸附時(shí)間 5s。
[0029]實(shí)施例2
[0030]常溫下，將氯苯廢氣(其中氯苯的質(zhì)量百分比約為10%，其它有機(jī)物的總質(zhì)量百分比約為2% )從催化氧化塔的塔底通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入催化氧化塔中，將過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液，通過噴嘴，從催化氧化塔的塔頂以霧狀噴出，與氯苯廢氣接觸。以硫酸鈷為催化劑，硫酸鈷的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為2:1，以過硫酸鈉為氧化劑，過硫酸鈉的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為10:1，過硫酸鈉水溶液濃度為10 %，噴嘴為上海湛流機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的8650型多頭噴霧器，霧化時(shí)，噴頭的過硫酸鹽溶液的流量為4L/min，對(duì)廢氣進(jìn)行催化氧化降解處理，反應(yīng)時(shí)間為8s，經(jīng)過催化氧化處理的廢氣，其氯苯含量可以降低到2%以下。
[0031]常溫下，將經(jīng)過催化氧化處理的廢氣，將經(jīng)過催化氧化降解處理后的廢氣從堿吸收塔的塔底通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入堿吸收塔中；將堿液通過噴嘴，從堿吸收塔的塔頂以霧狀噴出，吸收廢氣，進(jìn)一步處理廢氣中的甲酸、乙酸、丙二酸等小分子酸。堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與氯苯廢氣的質(zhì)量比例約為2:1，噴嘴為上海湛流機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的8650型多頭噴霧器，霧化時(shí)，噴頭的堿液的流量為4L/min，吸收時(shí)間為8s，經(jīng)過堿吸收處理的廢氣，其小分子酸含量可以降低到1%以下。
[0032]常溫下，將經(jīng)過堿吸收的廢氣，通過活性炭吸附塔對(duì)氯苯廢氣進(jìn)行吸附，吸附材料為蜂窩活性炭，活性炭的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為10:1，規(guī)格為100mm*100mm*100mm，吸附時(shí)間 10s。
[0033]利用本發(fā)明提供的氯苯廢氣處理方法，實(shí)現(xiàn)了快速去除氯苯廢氣，將氯苯催化降解為低毒甚至無毒無害物質(zhì)。在完全的停留時(shí)間后，氯苯理論去除率可98%以上，實(shí)際處理后在塔的高度為15m，排放速率為小于0.52kg/h時(shí)，氯苯的含量低于50mg/m3，苯的含量低于10mg/m3，甲烷和乙烷的總含量低于100mg/m3，滿足廢氣處理后有組織直接排放的國家標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996，即可向空中排放。使用本方法的設(shè)備占地小、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高、簡單實(shí)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氯苯廢氣處理方法，其特征在于，其包括以下步驟:常溫下，將氯苯廢氣，與霧化的過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液接觸，進(jìn)行催化氧化降解處理反應(yīng)，即可。2.如權(quán)利要求1所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述的過渡金屬硫酸鹽為硫酸銀、硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸亞鐵和硫酸銅中的一種或幾種；所述的過渡金屬硫酸鹽的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為1:1?5:1，較佳地為2:1?5:1 ; 和/或，所述的過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸鈣中的一種或多種；所述的過硫酸鹽的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為5:1?20:1，較佳地為10:1?20:1 ; 和/或，所述的霧化的過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液通過噴嘴實(shí)現(xiàn)，所述噴嘴較佳地為上海湛流機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的8650型多頭噴霧器。3.如權(quán)利要求1所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述的氯苯廢氣處理方法的操作為在催化氧化塔內(nèi)進(jìn)行，其包括以下步驟:將氯苯廢氣從催化氧化塔的塔底通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入催化氧化塔中；將過渡金屬硫酸鹽活化的過硫酸鹽水溶液，通過噴嘴，從催化氧化塔的塔頂以霧狀噴出，與氯苯廢氣接觸，即可。4.如權(quán)利要求3所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述的過硫酸鹽水溶液中過硫酸鹽的濃度為0.5?20%，百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； 和/或，所述過硫酸鹽水溶液霧化時(shí)，噴頭的過硫酸鹽水溶液的流量為0.5?5L/min ; 和/或，氯苯廢氣通過催化氧化塔的時(shí)間為2?20s，更佳地為6?8s。5.如權(quán)利要求1所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述的氯苯廢氣處理方法還包括堿液吸收處理步驟:將經(jīng)過催化氧化降解處理后的廢氣用堿液吸收，所述的堿液為金屬氫氧化物的水溶液。6.如權(quán)利要求5所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述的金屬氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化1丐中的一種或多種；所述堿液的濃度為0.5?10%，較佳地為2?4%，百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；所述堿液的用量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比為1:1?5:1，較佳地為2:1 ?5:1。7.如權(quán)利要求5所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述的堿液吸收為在堿吸收塔內(nèi)進(jìn)行，其包括以下步驟:將經(jīng)過催化氧化降解處理后的廢氣從堿吸收塔的塔底通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入堿吸收塔中；將堿液通過噴嘴，從堿吸收塔的塔頂以霧狀噴出，吸收廢氣。8.如權(quán)利要求7所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述噴嘴為上海湛流機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的8650型多頭噴霧器；所述溶液霧化時(shí)，噴頭的堿液的流量為0.5?5L/min ； 和/或，廢氣通過堿吸收塔的時(shí)間較佳地為2?20s，較佳地為6?8s。9.如權(quán)利要求5所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述的氯苯廢氣處理方法還包括活性炭吸附處理步驟:將堿液吸收后的廢氣用活性炭吸附。10.如權(quán)利要求9所述的氯苯廢氣處理方法，其特征在于，所述活性炭的質(zhì)量與氯苯廢氣量的質(zhì)量比例為5:1?40:1，較佳地為10:1?40:1 ;所述活性炭為蜂窩活性炭；所述蜂窩活性炭的規(guī)格較佳地為100mm*100mm*10mm ;較佳地，所述的活性炭吸附在活性炭吸附塔內(nèi)進(jìn)行；將堿液吸收后的廢氣通過活性炭吸附塔的時(shí)間為2?30s，較佳地為5?10s。
【文檔編號(hào)】B01D53/78GK105854584SQ201510587362
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年9月16日
【發(fā)明人】馬繼飛, 姚劍, 劉忠英, 凡思軍, 謝雷東, 陳堃, 李玉蘭, 侯惠奇
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所