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

本發明公開了一種污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，涉及污染物治理及碳中和技術領域，本發明提供的處理方法是基于電化學反應將污泥干化廢氣處理反應的氧化性特征與CO2制高附加值化學品反應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工業廢氣CO2的資源化利用。

權利要求書

1.一種污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：在電化學反應器中，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行電化學反應。

2.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：所述CO2氣體為工業廢氣CO2或純CO2氣體。

3.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：所述CO2氣體中的CO2體積濃度為80～100％。

4.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：所述電化學反應器為微液流流動電解池堆體。

5.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，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.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：所述氣體擴散電極的面積為0.1～100cm2。

7.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：所述電流密度為1～200mA/cm2。

8.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：所述電化學反應的時間為0.5～3h。

9.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：所述電化學反應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.根據權利要求1所述的污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，其特征在于：所述電化學反應器的陰極電解液為碳酸氫鉀溶液。

發明內容：

為了改善現有技術的不足，本發明提供了一種污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，該方法可以在完成污泥干化廢氣無害化處理的同時實現工業廢氣CO2的資源化利用，降低廢氣處理成本，提高副產經濟效益。

本發明的目的是提供一種污泥干化廢氣與CO2氣體協同處理的方法，該方法包括：在電化學反應器中，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行電化學反應。

優選地，所述CO2氣體為工業廢氣CO2或純CO2氣體。

優選地，所述CO2氣體中的CO2體積濃度為80～100％。

優選地，所述電化學反應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。

優選地，所述氣體擴散電極的面積為0.1～100cm2。

優選地，所述電流密度為1～200mA/cm2。

優選地，所述電化學反應的時間為0.5～3h。

優選地，所述電化學反應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。

優選地，所述電化學反應器的陰極電解液為碳酸氫鉀溶液。

本發明的有益效果是：

1、本發明提供的處理方法是基于電化學反應將污泥干化廢氣處理反應的氧化性特征與CO2制高附加值化學品反應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工業廢氣CO2的資源化利用。

2、本發明提供的處理方法通過對污泥干化廢氣進行冷凝，將氣態污染物轉化為易于反應的液態氨氮等物質，電導率較高，適合作為電解液，降低成本；同時氨氮等物質在電化學陽極氧化反應中的過電位比水在陽極氧化制氧反應中的過電位低，有利于降低電化學陰陽極整體反應槽電壓，節能降碳。

3、本發明提供的處理方法具有操作簡單、原料廢氣易得的優點，電化學反應后所得陽極產物為可達標排放的廢水，所得陰極產物為高附加值化學品，在提高環保性的同時還能提高環保收益；并且可達標排放的廢水和高附加值化學品分別從陽極和陰極流出，無需特殊的分離工具。

（發明人：蘇明雪;李寧;顧春晗）