[0035] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0036] 本发明所述的臭氧微波激发可磁性分离催化剂脱除VOCs的方法，首先将来自排放源的含VOCs的烟气除尘冷却，采用臭氧将部分VOCs在烟道中按照反应式(1)预先氧化为有机中间体(Intermediates)，
[0037] a·O3+bVOCs→cIntermediates (1)
[0038] 烟道注入的过氧化物，微波(简称MW)协同可磁性分离催化剂(简称Catalyst)在微波喷雾反应器4中活化过氧化物产生羟基和硫酸根自由基，同时，臭氧与双氧水也引发链式反应产生羟基自由基，如反应式(2)-(8)：
[0039]
[0040]
[0041]
[0042]
[0043]
[0044] 2O3+H2O2→2·OH+3O2 (7)
[0045]
[0046] 产生的强氧化性的硫酸根自由基和羟基自由基可将废气中余下的VOCs氧化为二氧化碳﹑水和固体残渣，如下反应(9)-(10)所示：
[0047] a·OH+bVOCs→cCO2+dH2O+eSolid residue (9)
[0048]
[0049] 反应产生的包含可磁性分离催化剂﹑H2O﹑CO2和固体残渣的气液固混合物进入进入催化剂磁力分离塔7中进行磁力分离回收再生，H2O﹑CO2在固体残渣分离塔中经过离心分离后直接排放，而固体残渣进入干燥塔后利用烟气余热利用系统干燥后用于可资源化利用。
[0050] 本发明所述的臭氧微波激发可磁性分离催化剂脱除VOCs的系统，如图2所示，主要包括依次装在烟道上的除尘器1﹑冷却器2﹑臭氧供应系统13﹑微波喷雾反应器4﹑喷淋塔5和风机6。如图3、图4所示，所述微波喷雾反应器4内部由石英玻璃隔板16分割成若干个微波磁控管15安装区和溶液喷雾反应区，所述微波磁控管15安装区内安装数个微波磁控管15，所述溶液喷雾反应区内设置多个雾化喷嘴14，所述雾化喷嘴14与溶液/催化剂补充塔11相连，所述雾化喷嘴14与溶液/催化剂补充塔11之间还设置有溶液泵12；每个溶液喷雾反应区均带有烟气出口和烟气入口，所述烟气入口和烟气出口分别经由烟气总入口、烟气总出口与烟道连通；每个微波磁控管15安装区均具有冷却空气入口﹑冷却空气出口，冷却空气入口﹑冷却空气出口分别与冷却空气总入口、冷却空气总出口连通；所述微波喷雾反应器4的横向和纵向截面均为矩形，溶液喷雾反应区与微波磁控管15安装区依次间隔布置，多个溶液喷雾反应区为并联关系。微波喷雾反应器4的最佳总宽度W位于0.2m-9m之间；微波喷雾反应器4的最佳总长度L位于0.2m-9m之间；微波喷雾反应器4的最佳总高度H位于0.2m-10m之间。每个溶液喷雾反应区的最佳宽度b位于0.2m-1.2m之间；微波磁控管15之间的最佳横向间距a在0.1m-1.5m之间；雾化喷嘴14的最佳横向布置间距为2a，纵向布置最佳间距为1.5a。臭氧添加口与微波喷雾反应器4之间的最佳距离J为0.1m-5m。
[0051] 所述喷淋塔5还依次与催化剂磁力分离塔7﹑汞分离塔8﹑中和塔9﹑蒸发结晶分离塔10相连，所述除尘器1与冷却器2之间的烟道上设置烟气余热利用旁通管路3引流部分烟气，利用烟气的余热为蒸发结晶分离塔10提供热量；所述催化剂磁力分离塔7还与溶液/催化剂补充塔11相连。
[0052] 臭氧的最佳投加浓度在40ppm-1200ppm之间；微波喷雾反应器4内的最佳温度应控制在20-220℃，过氧化物溶液与烟气的最佳有效液气比为0.2-10L/m3，过氧化物的最佳有效浓度为0.01mol/L-3.0mol/L之间，溶液的最佳pH位于0.2-10.5之间，雾化喷嘴14喷出的雾化液滴粒径不大于80微米，微波喷雾反应器4内的最佳微波辐射功率密度为50W/m3-2500W/m3，所述微波辐射功率密度是指微波喷雾反应器4内微波的输出功率与反应器空塔体积的比值，单位为瓦/立方米。可磁性分离催化剂的投加量按微波喷雾反应器4体积的每立方米投加0.3-5kg，烟气中VOCs的含量不高于20000mg/m3。所述的可磁性分离催化剂包括三氧化二铁﹑四氧化三铁，以及铁与铜﹑钴﹑锰﹑锌构成的复合金属氧化物，例如CoFe2O4﹑CuFe2O4﹑MnFe2O4﹑ZnFe2O4以及由以上所述两种以上金属氧化物组合形成的多金属复合金催化剂。所述的过氧化物是双氧水﹑过硫酸铵﹑过一硫酸氢钾复合盐﹑过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或两种以上的混合。
[0053] 实施例1.
[0054] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为200ppm，烟气温度为120℃，过一硫酸氢钾复合盐的摩尔浓度为0.2mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CoFe2O4的投加量为每立方米0.2kg，微波辐射功率密度为300W/m3，液气比为3L/m3。小试结果为：烟气中甲苯的脱除效率为42.8％。
[0055] 实施例2.
[0056] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过一硫酸氢钾复合盐的摩尔浓度为0.3mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CoFe2O4的投加量为每立方米0.3kg，微波辐射功率密度为600W/m3，液气比为3L/m3。小试结果为：烟气中甲苯的脱除效率为54.1％。
[0057] 实施例3.
[0058] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过一硫酸氢钾复合盐的摩尔浓度为0.6mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CoFe2O4的投加量为每立方米0.4kg，微波辐射功率密度为900W/m3，液气比为5L/m3。小试结果为：烟气中甲苯的脱除效率为85.9％。
[0059] 实施例4.
[0060] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过一硫酸氢钾复合盐的摩尔浓度为0.9mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CoFe2O4的投加量为每立方米0.5kg，微波辐射功率密度为1200W/m3，液气比为5L/m3。小试结果为：烟气中甲苯的脱除效率为100％。
[0061] 实施例5.
[0062] 废气中对二甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为200ppm，烟气温度为120℃，过一硫酸氢钾复合盐的摩尔浓度为0.4mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CoFe2O4的投加量为每立方米3 3
0.3kg，微波辐射功率密度为400W/m，液气比为3L/m。小试结果为：烟气中对二甲苯的脱除效率为46.3％。
[0063] 实施例6.
[0064] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过一硫酸氢钾复合盐的摩尔浓度为0.5mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CoFe2O4的投加量为每立方米0.4kg，微波辐射功率密度为700W/m3，液气比为3L/m3。小试结果为：烟气中对二甲苯的脱除效率为62.9％。
[0065] 实施例7.
[0066] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过一硫酸氢钾复合盐的摩尔浓度为0.6mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CoFe2O4的投加量为每立方米0.6kg，微波辐射功率密度为900W/m3，液气比为5L/m3。小试结果为：烟气中对二甲苯的脱除效率为93.3％。
[0067] 实施例8.
[0068] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过一硫酸氢钾复合盐的摩尔浓度为1.1mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CoFe2O4的投加量为每立方米0.8kg，微波辐射功率密度为1200W/m3，液气比为5L/m3。小试结果为：烟气中对二甲苯的脱除效率为100％。
[0069] 实施例9.
[0070] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为200ppm，烟气温度为120℃，过硫酸钠的摩尔浓度为0.2mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.2kg，微波辐射功率密度为300W/m3，液气比为3L/m3。小试结果为：烟气中对二甲苯的脱除效率为42.8％。
[0071] 实施例10.
[0072] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过硫酸钠的摩尔浓度为0.3mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.3kg，微波辐射功率密度为600W/m3，液气比为3L/m3。小试结果为：烟气中对二甲苯的脱除效率为54.1％。
[0073] 实施例11.
[0074] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过硫酸钠的摩尔浓度为0.6mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.4kg，微波辐射功率密度为900W/m3，液气比为5L/m3。小试结果为：烟气中对二甲苯的脱除效率为85.9％。
[0075] 实施例12.
[0076] 废气中甲苯含量为400mg/m3，臭氧浓度为300ppm，烟气温度为120℃，过硫酸钠的摩尔浓度为0.9mol/L，溶液pH为3.8，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.5kg，微波辐射功率密度为1200W/m3，液气比为5L/m3。小试结果为：烟气中对二甲苯的脱除效率为100％。
[0077] 经过以上实施例的综合对比可知，实施例4，8和12具有最佳的脱除效果，脱除效率均达到100％，可作为最佳实施例参照使用。
[0078] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
