CN114247429A - 一种硬脂酸衍生物有机臭味除臭*** - Google Patents
一种硬脂酸衍生物有机臭味除臭*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明一种硬脂酸衍生物有机臭味除臭***涉及化学试剂技术领域，用于环保技术领域，包括以下顺序的工艺步骤：步骤一：将MgO和Bi2O3粉末和MgSO4·H2O及磷酸二氢溶于稀硫酸中，调节PH直至4.2‑4.5之间，氮气流下剧烈搅拌至干，去离子水洗涤，真空烘干4小时制得金属粉末。步骤二：取Fe2CrGe2Te2与BaO的混合粉末(4:1)，加入1：1体积比的无水乙醇和去离子水，调节PH在4‑5，超声分散1h，加入脂肪醇醚硫酸钠，继续机械搅拌0.5h，加热至220℃反应8‑12h，得到磁性粉末。步骤三：上述粉末加入含(BU4N)Br有机溶剂甘油/乙酸乙酯，V/V＝1:1,加入少量稀硫酸水解,同时加入乙酰丙酮，最后真空烘干得到金属络合物填料。能够将大分子的硬脂酸衍生物废气有效降解化为小分子物质，在过滤后成为无毒无污染的清洁气体排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁化的金属氧化物吸收硬脂酸衍生物有机臭气的吸收剂和其配套的机械***，尤其是金属络合物吸收剂的制备方法，用于环保技术领域。
背景技术
本专利针对分子量较大的有机废气存在的难降解和降解后的二次污染问题，尤其是硬脂酸衍生物有机臭气，一般采用吸收法去除，但吸收过程中，大分子有机物容易堵塞孔隙，降低吸附剂的使用寿命与吸附效率；且吸收过程并未对高分子有机物进行降解，容易在冲洗的过程中造成大量的有机废水污染；且吸附后的吸附材料含有多种高分子有机污染物，存在处理处置难题。
针对吸收法之后产生的吸收废料的问题，经对现有技术的相关检索发现，可以通过开发一种具有高被洗脱能力的新型材料，通过反冲洗过程洗脱吸附杂质，从而达到吸附剂的回收再利用的作用。
同时，通过喷淋气泡循环技术，能够使硬脂酸废气在反应塔的停留时间上更长，令液滴对污染物进行吸附，这样能够提升气液的接触面积，提高有机废气的降解效率。
发明内容
针对硬脂酸衍生物型臭气存在的降解难及降解后臭味响应值更高的情况，本发明提供了一种能够解决以上问题的臭味处理***。具体由金属氧化物吸收剂和其对应的机械设备组成。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种有机磁化的金属氧化物有机臭气吸收剂的制备方法，包括以下顺序的工艺步骤：
步骤一：将MgO和BI2O3粉末质量比3：1和MgSO4·H2O及磷酸二氢溶于稀硫酸中，然后加入NaOH调节PH直至4.2-4.5之间。在70℃，氮气流(40mol/min)下剧烈搅拌至干，反复用去离子水洗涤，再真空烘干4小时制得金属粉末。
步骤二：取Fe2CrGe2Te2与BaO的混合粉末(4:1)，与上述金属粉末以摩尔比(1：3)混合，，加入1：1体积比的无水乙醇和去离子水，调节PH在4-5，超声分散1h，(加入脂肪醇醚硫酸钠(按已加的上述金属粉末的摩尔比100：1加入))继续机械搅拌0.5h，加热至220℃反应8-12h，得到磁性粉末。
步骤三：上述粉末加入含(BU4N)Br有机溶剂甘油/乙酸乙酯，V/V＝1:1,加入少量稀硫酸水解,电解电流在200mA/h并搅拌控制温度在50℃，同时加入乙酰丙酮，真空干燥后，制得硬脂酸衍生物吸附剂。
除臭过程：
打开紫外灯与加热丝(具有锅炉***的工程项目，可以将高温锅炉气通过锅炉进气口进入降解塔的保温夹层达到加热反应器的目的)进行***的预热，达到指定温度后，打开循环喷淋***，同时控制硬脂酸衍生物废气的通入量进行臭气的处理，首先，填料层中细密的络合物分布对其中的颗粒物进行过滤。臭气中大分子有机物在经过3重紫外光与双层填料层中金属络合物的双重催化后得到降解与吸附，最终，***的液滴与浮沫在到达最上层的超声除沫器中被分散，坠落反应塔重新进行循环处理，得到进一步的降解，最终干净无污染的清洁气体从出气口排出。
清洗过程：
清洗***采用全自动化运行，当出口检测器检测到气体参数不达标时，暂停进气，从投药口加入洗脱药液，提升***流量开启喷淋清洗，***由上至下的对超声除沫层与双层催化反应层进行清洗，通过循环泵进行循环冲洗。
废料处理：
当经过多次循环冲洗后，填料达到了使用上限时，将填料排入废料处理池中，通过往池中加入发泡剂、速凝剂及调凝剂，混合均匀后加入到模具中发泡成型，制成发泡水泥，外运进行回收利用。该工艺制成的发泡水泥稳定性好，能有有效固定金属络合物中的金属离子与有机污染物，经《墙体材料中可浸出有害物质的测定方法》(GB/T 39804-2021)浸出后，检测该材料浸出毒性能够满足毒性标准的相关要求。
根据处理要求，设备需要能控制温度，保温，抗有机腐蚀，并带有催化吸附填料层，紫外催化灯，喷淋***。
优选的，步骤一中，选用具有较高催化性能的金属镁与金属铋作为主要的金属催化离子，在酸性条件下进行反应，获得催化性能更优的，由两种金属离子复合而成的粉末状金属络合物。
优选的，步骤二中，通过Fe2CrGe2Te2与BaO的混合粉末(4:1)在与无水乙醇以及脂肪醇醚硫酸钠的复合作用下，使金属络合物带磁，进一步提高反应材料的催化吸附效率。
优选的，步骤三中，利用相转移催化剂(BU4N)Br的作用，有机溶剂甘油/乙酸乙酯，V/V＝1:1的条件下，通过电解使材料性能发生转变，最终复合乙酰丙酮的外稳定作用后，获得兼具硬脂酸衍生物废气的催化与吸收的新型材料。
为了能够最大化材料的应用效能，本专利还配备了相应的废气处理装置：
优选的，废气处理装置由储水层、反应层、超声过滤层三层构成，并通过中控***配备了自动喷淋***。反应层主要由双层催化层、3重紫外催化灯与加热管构成，外层具有供锅炉余热进行加热的隔温层。
本发明的有益效果在于：通过高性能的催化填料制备，在紫外光的辅助作用下，能够将大分子的硬脂酸衍生物废气有效降解化为小分子物质，在过滤后成为无毒无污染的清洁气体排放。并通过循环喷淋***，通过液滴的吸附作用进一步提升了降解效率，使有机物在整个***中循环降解同时解决可能产生的高浓度有机废水处理问题。并且通过自带的填料的冲淋再生***，恢复材料的吸附与催化能力，达到高效能的循环使用。
附图说明：图1为本发明所用的废气处理装置示意图。
图中：1.箱体，2.超声除沫器，3.超声发射终端，4.环状紫外灯，5.环状加热器，6.吸收剂过滤层，7.进气口，8.排气口，9.隔板，10.储水槽，11.保温壳层，12.锅炉进气口，13.投药口，14.空气在线监测装置，15.循环泵。
具体实施方式：
硬脂酸衍生物有机废气处理：实例一
材料的合成过程在广州某大学的科研实验室完成，主要步骤包括以下三个主要过程：
步骤一：将MgO和Bi2O3粉末质量比3：1和MgSO4·H2O及磷酸二氢溶于稀硫酸中，然后加入NaOH调节PH直至4.2-4.5之间。在70℃，氮气流(40mol/min)下剧烈搅拌至干，反复用去离子水洗涤，再真空烘干4小时制得金属粉末。
步骤二：取Fe2CrGe2Te2与BaO的混合粉末(4:1)，与上述金属粉末以摩尔比(1：3)混合，加入1：1体积比的无水乙醇和去离子水，调节PH在4-5，超声分散1h，(加入脂肪醇醚硫酸钠(按已加的上述金属粉末的摩尔比100：1加入))继续机械搅拌0.5h，加热至220℃反应8-12h，得到磁性粉末。
步骤三：上述粉末加入含(BU4N)Br有机溶剂甘油/乙酸乙酯，V/V＝1:1,加入少量稀硫酸水解,电解电流在200mA/h并搅拌控制温度在50℃，同时加入乙酰丙酮，反应后真空干燥得到含金属催化剂的络合物填料。
将制备的填料放入低温干燥的仓库中进行储存，备用。为保证材料的有效性，材料的存放时间不应超过12个月，使用完毕后再进行制备。
硬脂酸衍生物有机臭味除臭***的实验室处理过程：
废气来源：广州市某餐厨垃圾转运站收集废气，垃圾处理站中的餐厨垃圾中的垃圾经过夏日的高温发酵后，产生的恶臭气味中含有大量的烃类与挥发性脂肪酸废气，根据《恶臭污染物排放标准》(DB12/059-2018)标准的相关人员检测，该垃圾转运站的臭气无量纲浓度为300，废气中VOC浓度约为1341mg/m3。
材料活化：往反应层中的填料区加入含金属催化剂的络合物填料获得直径为1000mm高为50mm的双层填料层，测量填料密度为2.89g/mL，打开循环冲洗***冲洗约30分钟，对反应层进行活化。关闭冲洗***打开所有的环形紫外灯管与加热器对机器进行预热约10分钟，当控制版面显示温度达到50°以上的时候通入硬脂酸衍生物废气，进行处理。
将处理站废气，以40L/h的流量通入已经活化好的降解***中，打开喷淋***，使其依次通过催化降解反应层与超声除沫过滤层，废气在经过高温紫外催化层的时候在紫外线与催化填料中金属离子的双层作用下，被高效降解成小分子物质，并通过过滤层截留在***中，无污染的气体自排气口排出，最终检测获得的出口废气VOC浓度为16mg/m3,VOC去除效率为98.8％，臭气无量纲浓度下降至34。经过约10小时(随着填料的使用时间增加，喷淋冲洗间隔时间适当的进行缩短)的处理，发现检测器的VOC浓度上升至30-40mg/m3，关闭进气，打开喷淋***，进行约30min的喷淋清洗，在喷淋作用下，混合成有机物液滴在催化降解***中随重力下落，得到进一步降解，最后污染浓度较低的水体自打开的隔板进入储水层进行循环使用，在循环过程中含量不断降低。储水层中的清洗废水在10次清洗后，检测到出气口VOC浓度为18mg/m3，填料依然具有很强的催化降解效能。同时，检测得到水体中的TOC约为120mg/L,满足进入市政污水处理厂处理的要求，通过对储水层的出水进行适时更换，保证喷淋***的洁净。
当冲洗后出气口监测器仍然监测到污染物含量超标时，则需要及时对填料进行更换，废气的填料通过加入发泡剂、速凝剂及调凝剂，打开搅拌器混合均匀后倒入到模具中发泡成型，制成无浸出毒性的发泡水泥，外运进行回收利用。
硬脂酸衍生物有机废气处理：实例二
硬脂酸材料的制备、活化过程与实例一一致，但制备的填料规模为直径1800mm，高为1000mm的填料*2，填料密度为2.87g/mL。
废气来源：深圳市某垃圾焚烧厂，垃圾收集池废气。经检测：废气中VOC浓度约为803mg/m3，臭气无量纲浓度为230。
该***装置将部分的焚烧厂锅炉50-100℃的尾气通入反应塔的隔温层中进行***的预热与加热，取消三层加热圈的设置。
由于处理规模的增大，该实例流速为20m3/h，为保证紫外的光曝量保持稳定，使用200W的大功率紫外灯进行实验。在经过一小时的稳定化处理后，出口处的VOC监测浓度降低为27mg/m3，无量纲臭气浓度降至23，约96％以上的VOC得到有效的去除，但去除效率较原本有所下降，推测是由于实例中流量的增加，反应相对于实验室模式下不够充分，造成了VOC浓度的上升，但该浓度仍符合环境中污染物含量标准。相应的，由于处理流量的增加，约8小时后(随着填料的使用时间增加，喷淋冲洗间隔时间适当的进行缩短)，进行约30min的喷淋清洗。10次喷淋后，填料仍具有95％以上的VOC去除效率，同时循环废液检测到TOC含量为150mg/L,符合污水进入市政管网的相关要求，进行并管处理。
硬脂酸衍生物有机废气处理：实例三
硬脂酸材料的制备活化过程与实例二一致，制得直径3000mm，高为1500mm的填料*2，填料密度为2.86g/mL。
废气来源：广州市某软磁体生产厂。经VOC检测仪检测：该厂工业生产废气中VOC浓度约为962mg/m3，臭气无量纲浓度为200。
该废气的处理流量为30m3/L，并通过锅炉热循环对反应塔进行升温。同时，为保证紫外的光曝量保持稳定，使用双层200W的大功率紫外灯进行实验，在经过一小时的稳定化处理后，出口处的VOC监测浓度降低为40mg/m3，VOC的降解效率达到了95％以上，臭气无量纲浓度降至20，气味明显改善。约9小时后，进行约30min的喷淋清洗。产生的循环水，约10天更换一次，循环水污染较轻，通过管道直排处理。多次反冲洗后，失去催化效能的废料，在经过收集后排入废料处理缸，加入发泡剂、速凝剂及调凝剂，混合均匀后加入到模具中发泡成型，制成发泡水泥，外运进行回收利用。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。
Claims (9)
1.一种有机磁化的金属氧化物有机臭气吸收剂的制备方法，其特征在于：包括以下顺序的工艺步骤：
步骤一：将MgO和Bi2O3粉末和MgSO4·H2O及磷酸二氢摩尔比3：1：1：1溶于稀硫酸中，然后加入NaOH调节PH直至4.2-4.5之间，在70℃，氮气流(40mol/min)下剧烈搅拌至干，反复用去离子水洗涤，再真空烘干4小时制得金属粉末；
步骤二：取Fe2CrGe2Te2与BaO的混合粉末(4:1)，与上述金属粉末以摩尔比(1：3)混合，加入1：1体积比的无水乙醇和去离子水，调节PH在4-5，超声分散1h，(加入脂肪醇醚硫酸钠，按已加的上述金属粉末的摩尔比100：1加入)继续机械搅拌0.5h，加热至220℃反应8-12h，得到磁性粉末；
步骤三：上述粉末加入含(BU4N)Br有机溶剂甘油/乙酸乙酯，V/V＝1:1,加入少量稀硫酸水解,电解电流在200mA/h并搅拌控制温度在50℃，同时加入乙酰丙酮，最后真空烘干得到金属络合物填料。
2.根据权利要求1所述的一种有机磁化的金属氧化物有机臭气吸收剂的制备方法，其特征在于：络合物的底料是通过MgO和Bi2O3粉末和MgSO4·H2O及磷酸二氢摩尔比3：1：1：1溶于稀硫酸中，调节PH直至4.2-4.5之间后通过洗涤烘干制成。
3.根据权利要求1所述的一种有机磁化的金属氧化物有机臭气吸收剂的制备方法，其特征在于：加入脂肪醇醚硫酸钠(按已加的上述金属粉末的摩尔比100：1加入)与Fe2CrGe2Te2与BaO的混合粉末(4:1)，的共同磁化作用下，使合成的络合物填料带磁性。
4.根据权利要求1所述的一种有机磁化的金属氧化物有机臭气吸收剂的制备方法，其特征在于：利用了含相转移催化剂(BU4N)Br的有机溶剂甘油/乙酸乙酯(V/V＝1:1)作为溶剂,通过稀硫酸的水解过程制成具有催化吸附效力的硬脂酸废气去除填料。
5.根据权利要求1所述的一种有机磁化的金属氧化物有机臭气吸收剂的制备方法，其特征在于：使用硬脂酸衍生物臭气处理***进行臭气处理，硬脂酸衍生物臭气处理***包括主催化反应塔，主催化反应塔由下至上由3层结构构成，依次为，储水层、反应层、过滤层，反应层由双层络合物吸收剂填料与3根环状紫外催化灯管与3根环状加热丝或锅炉加温隔层构成。
6.根据权利要求5所述的硬脂酸衍生物臭气处理***，其特征在于：通过喷淋***产生液滴吸附硬脂酸废气，提高了反应的接触面积，并通过超声过滤层防止液滴排出***，使液滴与硬脂酸大分子物质在降解塔进行循环降解。
7.根据权利要求5所述的硬脂酸衍生物臭气处理***，其特征在于：在铋镁钡铁金属复合络合物催化剂与高温紫外的共同作用下，形成的复合高效降解***。
8.根据权利要求5所述的硬脂酸衍生物臭气处理***，其特征在于：反复利用后失去效能的金属络合物填料能够通过加入发泡剂、速凝剂及调凝剂，混合均匀后加入到模具中发泡成型，制成具有低毒性的发泡水泥建材，回收利用。
9.根据权利要求5所述的硬脂酸衍生物臭气处理***，其特征在于：使用的填料是根据权利要求1过程中制得的具有针对硬脂酸衍生物臭气吸收与去除的高效能金属络合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220329 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |