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低濃度工業廢氣處理技術進展

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低濃度工業廢氣處理技術進展

發布日期:2019-04-22 作者: 點擊:

敘(xu)說了(le)低溫(wen)等(deng)離子(zi)體(ti)、光催(cui)化(hua)和生(sheng)物(wu)處理三(san)種新技術的廢氣淨化原理(li)和國內(nei)外(wai)研討(tao)展(zhan)開(kai)情(qing)況,並(bing)對其翻開遠景(jing)和研討方(fang)向(xiang)進(jin)行了談(tan)論(lun)。這些(xie)新技術(shu)不光可有用(yong)處理以(yi)往(wang)的技術難(nan)題,而(er)且(qie)具有出(chu)資(zi)少(shao)、工業廢氣(qi)處(chu)理作(zuo)業費(fei)用低、逗留(liu)時(shi)間(jian)短、安穩、反(fan)應快(kuai)且無(wu)二(er)次汙染等,克服了傳統方法中的(de)許(xu)多(duo)缺點(dian),將(jiang)在(zai)低濃(nong)度(du)VOCs廢(fei)氣處理方麵(mian)發揮(hui)重要的作用。


跟著(zhu)經(jing)濟(ji)的翻開和(he)人民生活(huo)水平的跋涉,空(kong)氣中(zhong)的揮發(fa)性(xing)有機物(VOCs)汙(wu)染問(wen)題日益(yi)遭到人們的注重。VOCs是(shi)指(zhi)空氣中存(cun)在的室溫下蒸氣壓大於(yu)70.9lPa,沸點260℃以下的揮發性有機物質(zhi),被視(shi)為(wei)列為粉(fen)塵(chen)之後的第二大類(lei)空氣汙染物。1990年(nian)美國《清(qing)潔(jie)空氣法》修(xiu)正(zheng)案(an)列(lie)舉(ju)了189種有毒有害(hai)物質,其(qi)間大部分(fen)是VOCs。1993~2003年我國相繼頒發了《大(da)氣汙染(ran)物概括排放規範(fan)》、《惡臭汙染物排放規範》和《室(shi)內空氣質量(liang)規範》,因(yin)此(ci),開發適(shi)用的VOCs處理技術已(yi)刻不容緩(huan)。


由於廢氣中VOCs汙染物往往濃度低(di)(<3000mg/m3),氣量大、汙染麵廣(guang),如熱力焚(fen)燒、催化焚燒、冷凝(ning)、吸(xi)收(shou)和吸附等傳(chuan)統(tong)的處理技術往往不適用,不(bu)是其處理作用達不到(dao)要求,便(bian)是出資或作業本(ben)錢(qian)太高,廢氣處理公司迫(po)使人們尋求(qiu)和開發新的適用技術。


近(jin)年來,低溫等離(li)子體、光催化氧化和生物處理等新技術在處理低濃度VOCs廢氣方麵已顯示出其技術優(you)勢(shi)和很好的市場遠景,本文將介紹這些新技術。


1低溫等離子體技術


1.1原(yuan)理


等離子體是含(han)有許多電子、離子、分子、中性原子、激(ji)起(qi)態(tai)原子、光(guang)子和自由基(ji)等組成(cheng)的物質的第四(si)種形(xing)態。其總正負電荷數(shu)相(xiang)等微觀上呈電(dian)中性,但具有導(dao)電和受(shou)電磁(ci)影(ying)響(xiang)的性質,表現出很高(gao)的化學(xue)活性。根(gen)據(ju)體係能量情況、溫度和離子密度,等離子體一般(ban)可(ke)分為高溫等離子體和低溫等離子體(包(bao)括熱等離子體和冷等離子體)。高溫等離子體的電離度接(jie)近,各(ge)種(zhong)粒(li)子的溫度簡直相同(tong),而且體係處於熱力學平衡情況(kuang),它(ta)首(shou)要運用於受控熱核(he)反應研(yan)討方麵。低溫等離子體則(ze)處於熱力學非(fei)平衡(heng)情況,各種粒子溫度並不相同。


低溫等離子體可通(tong)過(guo)前沿陡、脈(mai)寬(kuan)窄(納秒(miao)級)的高壓(ya)脈衝放(fang)電在常溫常壓下取得(de),其間的電子和O˙、OH˙等活性粒子可與各種汙染物如(ru)CO、HC、NOX、SOX、H2S、RSH等發作作用,轉(zhuan)化為CO2、H2O、N2、S、SO2等無害或(huo)低害物質,然(ran)後(hou)使廢氣得到淨化。它可促進一些在一般條(tiao)件(jian)下不易進行(xing)的化學反應得以進行,甚至(zhi)在極短時間內完(wan)結,故屬低濃度VOCs處理的前沿技術。


1.2研討展開


低溫等離子體首要(yao)是由(you)氣體放電發作的,與現(xian)代工(gong)業關係密切,運用非常廣泛。按放電方法(fa)可分為輝光放電、電暈(yun)放電、介質阻(zu)擋(dang)放電、射(she)頻放電及(ji)微波(bo)放電等。脈衝(chong)電暈是一(yi)種新式(shi)等離子體技術,歸於冷等離子體,可在常(chang)壓、低溫下作業且電子能(neng)量適中,因此一般被用於處理VOCs等有害氣體。在20世(shi)紀80時代中期由Masuda和Mizuno等首要提出,現在在我國、日(ri)本、俄(e)羅(luo)斯和加拿大等國家(jia)都有研討[1,2]。


FutamuraS等[3]對(dui)有害大氣汙染物(HAP)在低溫等離子體化學處理中金(jin)屬(shu)氧化物的催化活性進行了研討,在沒(mei)有MnO2作催化劑(ji)時,苯的摩爾轉化率為30%,而在有MnO2作催化劑(ji)時,苯的轉化率可高達94%。KangM等[4]在常壓下用等離子體TiO2催化體係去(qu)除初始(shi)濃度為1000mg/m3的甲苯(ben)廢氣,隻(zhi)有O2等離子體沒有TiO2催化劑(ji)時,甲苯去除(chu)率(lv)為40%;在TiO2/O2等離子體下,去除率抵(di)達(da)70%;在O2等離子體中,TiO2負載於γ-Al2O3上時,甲苯的去除率抵(di)達(da)80%。這些研討標明,運用等離子體與(yu)催化反應的協同效(xiao)應,以跋涉有機廢氣淨化率、下降(jiang)能耗是成功的。


近些年,國內學者(zhe)對低溫等離子體的研討也(ye)在深化。於勇等[5]用介(jie)質屏(ping)蔽(bi)降解CF3Br,降解(jie)率抵達55%。李(li)鍛(duan)等[6]將雙極性脈衝高壓引入介質阻擋反應(ying)器對氯苯和甲(jia)苯的分解特性進行了實驗研討。而以馮春(chun)楊(yang)[7]、晏乃強[8]和黃(huang)立(li)維(wei)[9]等人翻開了脈衝電暈去除多種有機廢氣的研討,初(chu)始濃度為76.8mg/m3,苯的去除率抵達61.4%,並對比了線—筒(tong)式和線—板式二種反應器對甲苯的去除率,在以Mn、Fe等作為催化劑時,可使(shi)去除率跋涉(she),催化劑活性的排序(xu)為Mn>Fe>Co>Ti>Ni>Pd>Cu>V,在去除各種有機廢氣中,甲醛(quan)易去除,二氯甲烷難,甲苯、乙(yi)醇(chun)、丙酮(tong)則處於其間。周(zhou)遠(yuan)翔(xiang)[10]等還運(yun)用低溫等離子體技術處理粉塵中二英,去除率達81%。


因此,低溫等離子體技術運用的可行性和條件實(shi)驗(yan)已較(jiao)充(chong)沛(pei),也有了許多理論根底;已為這項工藝簡略、適用性強、流(liu)程(cheng)短(duan)、能耗(hao)低、易於操作和自(zi)動化的新技術早日工業化打(da)下了充沛的根底(di)。


2光催化技術


2.1作用機(ji)理


近年來(lai),光催化技術處理氣態汙染物也愈來愈(yu)遭到世界(jie)各國的注(zhu)重。研討標明,該技術在常溫、常壓條件下能將廢氣中的有機物分解為CO2、H2O和其它無機物,有較大潛(qian)在運用價(jia)值(zhi)。自l972年日本Fujishima和HondaL發現TiO2單(dan)晶電極(ji)分解水(shui)以來,標誌著納米半導體多相光催化新時代(dai)的初步,在多相光催化反應所運用的半(ban)導體催化劑中,國外一般選(xuan)用TiO2粉末作為光催化劑降解苯係物[11],但


TiO2的禁帶較寬,能運用太(tai)陽能僅占總(zong)太陽(yang)能的3%,為了跋(ba)涉太陽能的運用率,各國學者環繞(rao)高活性納米TiO2的製(zhi)備、多相光催化機理及跋涉TiO2的光催化功率等方麵作了許多的探(tan)求作業。


納米TiO2為n-型(xing)半導體,具有三種不同晶(jing)相結構:銳鈦(tai)礦(kuang)型(Anatase)、板(ban)鈦礦型(Brookite)、金紅(hong)石型(Rutile)。其間銳鈦型TiO2具有較高的光催化氧(yang)化才(cai)幹,其禁(jin)帶(dai)寬度為Eg=3.2eV,相當於波長(zhang)為387nm光的能量,處於紫外區(qu)。在紫外光作用下它的價帶上(shang)的電子(e-)就(jiu)能夠被(bei)激起躍遷(qian)到導帶,在價帶上發作相應的空穴(h+),隨後h+和e-與吸附在TiO2外表(biao)上的H2O,O2等發作作用,生成˙OH,˙O2-等高活性基團(tuan),當(dang)然發作的空穴和電子還(hai)有複(fu)合的或許。其機理如下:




關於純的TiO2而言(yan),當遭(zao)到波長λ=387.5nm的紫(zi)外光照(zhao)耀時會(hui)發作光生電子(e-)和光生空穴(xue)(h+)。E-和h+也能夠(gou)從(cong)頭兼並,使光能轉化為熱能而丟失(shi);當有恰(qia)當的捕獲(huo)劑或外表空位時,e-與h+的複合會遭到抑製,氧化複原反應就會發作。光生電子的捕(bu)獲劑首要是吸附在TiO2外表的O2。O2吸收電子後,能夠生成H2O2和一係列自由基。光催化體係中OH˙是首要的自由基,該(gai)自由基具(ju)有很(hen)強(qiang)的氧化作用,且其氧化作用簡(jian)直(zhi)無選擇(ze)性,能夠氧化包括難生物降解的化合(he)物在內的多種有機物。 VOC在線監測(ce)光生電子也可與O2、H2O等物質反應生成一係列自由基,進而氧化有機物,然後抵達消(xiao)除汙染物的目(mu)的。



VOCs廢氣處理設備

本文網址:http://gdontek.com/news/399.html

關鍵詞:低濃度VOCs廢氣,VOCs廢氣處理,VOCs廢氣處理設備

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