公布日：2023.09.15
申請日：2023.05.11
分類號：C25B3/26(2021.01)I;B01D53/00(2006.01)I;C25B3/07(2021.01)I;C25B3/03(2021.01)I;C25B15/08(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，涉及污染物治理及碳中和技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供的處理方法是基于電化學(xué)反應(yīng)將污泥干化廢氣處理反應(yīng)的氧化性特征與CO2制高附加值化學(xué)品反應(yīng)的還原性特征與電解池陰陽極配對，提高了電解池整體利用效率，在完成污泥干化廢氣無害化處理的同時實現(xiàn)工業(yè)廢氣CO2的資源化利用。
權(quán)利要求書
1.一種污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：在電化學(xué)反應(yīng)器中，將污泥干化廢氣冷凝后所得冷凝水作為陽極電解液，將氣體擴散電極作為工作電極裝入陰極，向陰極通入CO2氣體，在恒定電流密度下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述CO2氣體為工業(yè)廢氣CO2或純CO2氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述CO2氣體中的CO2體積濃度為80～100％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述電化學(xué)反應(yīng)器為微液流流動電解池堆體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述氣體擴散電極包括氣體擴散層、集流體層和催化層。優(yōu)選地，所述催化層的催化劑為錫、氧化錫、鉍、氧化鉍、銅、氧化銅中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述氣體擴散電極的面積為0.1～100cm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述電流密度為1～200mA/cm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述電化學(xué)反應(yīng)的時間為0.5～3h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述電化學(xué)反應(yīng)器以飽和甘汞電極或銀/氯化銀電極作為參比電極裝入陰極，以鉑絲電極或石墨電極作為對電極裝入陽極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，其特征在于：所述電化學(xué)反應(yīng)器的陰極電解液為碳酸氫鉀溶液。
發(fā)明內(nèi)容：
為了改善現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，該方法可以在完成污泥干化廢氣無害化處理的同時實現(xiàn)工業(yè)廢氣CO2的資源化利用，降低廢氣處理成本，提高副產(chǎn)經(jīng)濟效益。
本發(fā)明的目的是提供一種污泥干化廢氣與CO2氣體協(xié)同處理的方法，該方法包括：在電化學(xué)反應(yīng)器中，將污泥干化廢氣冷凝后所得冷凝水作為陽極電解液，將氣體擴散電極作為工作電極裝入陰極，向陰極通入CO2氣體，在恒定電流密度下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。
優(yōu)選地，所述CO2氣體為工業(yè)廢氣CO2或純CO2氣體。
優(yōu)選地，所述CO2氣體中的CO2體積濃度為80～100％。
優(yōu)選地，所述電化學(xué)反應(yīng)器為微液流流動電解池堆體。
所述氣體擴散電極包括氣體擴散層、集流體層和催化層。優(yōu)選地，所述催化層的催化劑為錫、氧化錫、鉍、氧化鉍、銅、氧化銅中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述氣體擴散電極的面積為0.1～100cm2。
優(yōu)選地，所述電流密度為1～200mA/cm2。
優(yōu)選地，所述電化學(xué)反應(yīng)的時間為0.5～3h。
優(yōu)選地，所述電化學(xué)反應(yīng)器以飽和甘汞電極或銀/氯化銀電極作為參比電極裝入陰極，以鉑絲電極或石磨電極作為對電極裝入陽極。
優(yōu)選地，所述電化學(xué)反應(yīng)器的陰極電解液為碳酸氫鉀溶液。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明提供的處理方法是基于電化學(xué)反應(yīng)將污泥干化廢氣處理反應(yīng)的氧化性特征與CO2制高附加值化學(xué)品反應(yīng)的還原性特征與電解池陰陽極配對，提高了電解池整體利用效率，在完成污泥干化廢氣無害化處理的同時實現(xiàn)工業(yè)廢氣CO2的資源化利用。
2、本發(fā)明提供的處理方法通過對污泥干化廢氣進(jìn)行冷凝，將氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化為易于反應(yīng)的液態(tài)氨氮等物質(zhì)，電導(dǎo)率較高，適合作為電解液，降低成本；同時氨氮等物質(zhì)在電化學(xué)陽極氧化反應(yīng)中的過電位比水在陽極氧化制氧反應(yīng)中的過電位低，有利于降低電化學(xué)陰陽極整體反應(yīng)槽電壓，節(jié)能降碳。
3、本發(fā)明提供的處理方法具有操作簡單、原料廢氣易得的優(yōu)點，電化學(xué)反應(yīng)后所得陽極產(chǎn)物為可達(dá)標(biāo)排放的廢水，所得陰極產(chǎn)物為高附加值化學(xué)品，在提高環(huán)保性的同時還能提高環(huán)保收益；并且可達(dá)標(biāo)排放的廢水和高附加值化學(xué)品分別從陽極和陰極流出，無需特殊的分離工具。
（發(fā)明人：蘇明雪;李寧;顧春晗）
