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VOCs的淨化處理技術有哪些?

作者:柱狀活性炭 日期:2018-08-10 9:53:19 人气:

VOCs的淨化處理技術有哪些

挥发性有机废气(Volatile Organic Compounds,VOCs)是指空气中存在的,在室温下蒸汽压大于70.91Pa,沸点低于260℃的挥发性有机物质。包括烷烃、VOCs芳香烃、烯烃、醇类、醛类、酮类、卤代烃。VOCs具有毒性、致癌性危害人体健康,而且还能通过光化学反应产生光化学烟雾,是空气污染的主要污染物之一。

VOCs的淨化處理技術有以下幾類

目前,對VOCs的治理方法主要有熱破壞法、吸附法、吸收法、光催化劑降解法、冷凝法和生物控制等方法。

(1)熱破壞法

熱破壞法分为直接火焰燃烧法和催化燃烧法。虽然直接火焰燃烧法对VOCs的去除率可达99%,但由于在大多数情况下,VOCs的浓度较低,通量较大,在没有辅助燃料时不足以燃烧,实用意义不大。

催化燃燒法適合處理量大、濃度低的有機廢氣。催化燃燒能耗低、效率高,轉化率在95%以上,不易生成高溫下的二次汙染物如二噁英、氮氧化物等。催化燃燒的關鍵是研發起燃點低、催化活性高、穩定價廉的催化劑。目前,國內外已有不少學者對它展開了研究工作。Kim等人研究了Pt,Pd的原子比例對Pt-Pd/γ-Al2O3催化劑活性和穩定性的影響,發現恰當的Pt-Pd原子比例可以促進Pt和Pd的協同作用,提高催化劑的活性和穩定性。國內學者余鳳江等人采用共沈澱法制備了Cu-Mn-Ce-Zr複合氧化物催化劑,考察了對苯燃燒的催化活性,結果表明,該催化劑具有優良的催化活性,完全轉化溫度只有182℃。

(2)吸附法

吸附法具有效率高、净化彻底、易于推广实用、环境效益和经济效益良好等优点。目前最成熟的吸附系统是1977-1979年在日本开发成功的蜂窝轮吸附。经过多年的改善,蜂窝状吸附轮的性能得到了不断的提高,Mitsuma Y等人提出的制造蜂窝轮新方法,能够使VOCs的去除率高达90%-95%。

吸附法處理廢氣的關鍵是吸附劑。常用的有活性炭、活性氧化鋁、矽膠、人工沸石等。另外,據張洪林等人的研究,爐灰渣也可以作爲吸附材料,由于吸附劑容易失效,頻繁更換所導致的高額費用是限制吸附法推廣應用的瓶頸。

(3)吸收法

采用吸收法治理氣態汙染物在無機汙染物治理中得到了廣泛的應用,但對于有機廢氣,由于其水溶性一般不好,因而應用不太普遍。目前吸收有機氣體的主要吸收劑是油類物質,但也有人另辟新徑。日本的上殊勇等人根據環糊精對有機鹵化物親合性極強的特性,以環糊精的水溶液作爲吸收劑對含有機鹵化物的有機廢氣進行吸收,這種吸收劑具有無毒不汙染,捕集後解吸率高,可反複使用的優點。

(4)光催化降解法

1972年日本的Fujishima和 Hondal发现TiO2單晶電極分解水,標志著納米半導體多相光催化新時代的開始。國外通常采用TiO2粉末作爲光催化劑降解苯系物。美國KSE公司開發出一種專利催化吸附劑,通過光催化氧化處理VOCs。劉亞蘭等人將納米TiO2與活性炭纖維複合,用來降解甲醛,進一步提高了淨化效率。利用TiO2作爲光催化劑淨化空氣的技術在國外已逐漸成熟,但國內的研究較少,近幾年在做初步實驗研究和動力學探討。

(5)冷凝法

利用VOCs在不同溫度和壓力下具有不同的飽和蒸氣壓的性質,采用降低系統溫度或提高壓力,使VOCs從廢氣中分離。實驗表明,冷凝法對沸點在60℃以下的VOCs的去除率爲80%-90%。此法適用于VOCs濃度大于5%的情況,對VOCs濃度太低的廢氣處理效果不理想。

(6)生物控制法

生物控制法是近年來發展起來的空氣汙染控制技術,其實質是附著在生物填料介質上的微生物在適宜的環境條件下,利用廢氣中的汙染物作爲碳源和能源,維持其生命活動,並將它們分解爲CO2和H2O等無害無機物的過程,目前在發達國家已是成熟的工藝,是處理含VOCs廢氣的首選技術。在國內,生物控制法的優越性也日益被人們所認識。浙江大學采用自主研制的新型複合生物濾塔,耦合淨化處理某制藥廠含H2S(166.0-891.5mg/m3)和揮發性VOCs(100.0-1051.1mg/m3)的混合廢氣。由于複合生物濾塔同時具備了生物滴濾塔(BTF)和生物過濾塔(BF)的優點,在處理含H2S和VOCs混合廢氣時具有高效、節能、低耗等明顯優勢。

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