公布日：2023.09.15
申请日：2023.05.11
分类号：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
本发明公开了一种污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，涉及污染物治理及碳中和技术领域，本发明提供的处理方法是基于电化学反应将污泥干化废气处理反应的氧化性特征与CO2制高附加值化学品反应的还原性特征与电解池阴阳极配对，提高了电解池整体利用效率，在完成污泥干化废气无害化处理的同时实现工业废气CO2的资源化利用。
权利要求书
1.一种污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：在电化学反应器中，将污泥干化废气冷凝后所得冷凝水作为阳极电解液，将气体扩散电极作为工作电极装入阴极，向阴极通入CO2气体，在恒定电流密度下进行电化学反应。
2.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述CO2气体为工业废气CO2或纯CO2气体。
3.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述CO2气体中的CO2体积浓度为80～100％。
4.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述电化学反应器为微液流流动电解池堆体。
5.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述气体扩散电极包括气体扩散层、集流体层和催化层。优选地，所述催化层的催化剂为锡、氧化锡、铋、氧化铋、铜、氧化铜中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述气体扩散电极的面积为0.1～100cm2。
7.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述电流密度为1～200mA/cm2。
8.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述电化学反应的时间为0.5～3h。
9.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述电化学反应器以饱和甘汞电极或银/氯化银电极作为参比电极装入阴极，以铂丝电极或石墨电极作为对电极装入阳极。
10.根据权利要求1所述的污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，其特征在于：所述电化学反应器的阴极电解液为碳酸氢钾溶液。
发明内容：
为了改善现有技术的不足，本发明提供了一种污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，该方法可以在完成污泥干化废气无害化处理的同时实现工业废气CO2的资源化利用，降低废气处理成本，提高副产经济效益。
本发明的目的是提供一种污泥干化废气与CO2气体协同处理的方法，该方法包括：在电化学反应器中，将污泥干化废气冷凝后所得冷凝水作为阳极电解液，将气体扩散电极作为工作电极装入阴极，向阴极通入CO2气体，在恒定电流密度下进行电化学反应。
优选地，所述CO2气体为工业废气CO2或纯CO2气体。
优选地，所述CO2气体中的CO2体积浓度为80～100％。
优选地，所述电化学反应器为微液流流动电解池堆体。
所述气体扩散电极包括气体扩散层、集流体层和催化层。优选地，所述催化层的催化剂为锡、氧化锡、铋、氧化铋、铜、氧化铜中的一种或几种。
优选地，所述气体扩散电极的面积为0.1～100cm2。
优选地，所述电流密度为1～200mA/cm2。
优选地，所述电化学反应的时间为0.5～3h。
优选地，所述电化学反应器以饱和甘汞电极或银/氯化银电极作为参比电极装入阴极，以铂丝电极或石磨电极作为对电极装入阳极。
优选地，所述电化学反应器的阴极电解液为碳酸氢钾溶液。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的处理方法是基于电化学反应将污泥干化废气处理反应的氧化性特征与CO2制高附加值化学品反应的还原性特征与电解池阴阳极配对，提高了电解池整体利用效率，在完成污泥干化废气无害化处理的同时实现工业废气CO2的资源化利用。
2、本发明提供的处理方法通过对污泥干化废气进行冷凝，将气态污染物转化为易于反应的液态氨氮等物质，电导率较高，适合作为电解液，降低成本；同时氨氮等物质在电化学阳极氧化反应中的过电位比水在阳极氧化制氧反应中的过电位低，有利于降低电化学阴阳极整体反应槽电压，节能降碳。
3、本发明提供的处理方法具有操作简单、原料废气易得的优点，电化学反应后所得阳极产物为可达标排放的废水，所得阴极产物为高附加值化学品，在提高环保性的同时还能提高环保收益；并且可达标排放的废水和高附加值化学品分别从阳极和阴极流出，无需特殊的分离工具。
（发明人：苏明雪;李宁;顾春晗）
