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揮發性有機物新治理技術研究進展

揮發性有機物新治理技術研究進展

發布日期:2019-10-18 作者: 點擊:

揮發性有機物新治理技術研究進展

隨著我國工業化的迅速推進,各種環境問題日益突出,其中揮發性有機物(VolatileOrganicCompounds,簡稱VOCs)的汙染廣泛關注。根據世界衛生組織等機構的定義,VOCs是指沸點在50℃~250℃的化合物,室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa,在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物。


VOCs排放來源廣泛,且對人體和環境的危害大,它們通過呼吸道和皮膚進入人體後,能導致人體的肝、腎和神經中樞等形成暫時性和長期性的病變,有些會産生“三致”效應。VOCs汙染已經引起人們的廣泛關注。因此,VOCs治理對于保護環境、國民健康和經濟可持續發展,都具有重要意義。


一、酸雾淨化塔厂家爲您講述VOCs處理技術現狀及發展

目前,VOCs治理技术主要有两类:一类是预防性措施,以   换设备、改进工艺等为主。   类是控制性措施,以末端治理为主。现阶段末端控制技术是VOCs污染控制的重要手段,包括回收技术和销毁技术。回收技术主要采用物理方法,包括吸收技术、活性炭吸附塔吸附技术、冷凝技术、膜分离技术等。销毁技术主要采用化学和生物的方法,包括热力焚烧技术、催化燃烧技术、生物技术等、低温等离子体技术、光催化技术。活性炭净化装置吸附技术、热力焚烧技术和催化燃烧技术是目前应用广泛的传统治理技术。低温等离子体技术、光催化氧化装置技术和膜分离技术是近年发展的新技术。


1、低溫等離子體技術

低温等离子体技术是指在外加电场作用下,通过高压脉冲放电在常温下产生大量的   电子、离子和自由基等活性粒子,进而与VOCs分子作用而电离、离解或激发VOCs分子发生一系列的复杂的等离子体物理和化学反应,使VOCs降解为CO2和H2O。目前,低温等离子体技术按放电形式可分为电子束照射法、介质阻挡放电法和电晕放电法等技术。各种放电形式获得的   电子的能量分布和能量密度差别很大。但由于低温等离子体技术具有经济和技术上的优越性,因此该技术也成为VOCs治理技术的研究热点之一。目前,研究者利用低温等离子体技术降解乙烯、庚烷、三苯等有机废气,均具有良好的脱除率但低温等离子体技术还存在不足之处:(1)臭氧问题,腐蚀设备,污染环境;(2)X射线辐射作用;(3)无选择性,   电子会降解N2和CO2,浪费资源;(4)设备要求高,投入成本高,运行功耗高且不稳定。因此,等温等离子体治理VOCs基本还处于实验室阶段,工业运用相对很少。

2、光催化技術

近幾年,光催化技術成爲VOCs治理的研究熱點。UV光催化氧化設備是利用具有光催化活性的半導體催化劑與VOCs分子接觸,在光照條件下光催化劑産生電子空穴對,光致空穴具有很強的氧化性,能將其表面吸附的OH-和H2O分子氧化成OH·,利用OH·強氧化性將VOCs降解爲CO2、H2O和無機小分子物質。



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光氧催化氧化装置的核心是光催化剂。目前常用的光催化剂分为两类,一类是TiO2基光催化剂,主要是指纯TiO2和改性的TiO2。另一类是非TiO2体系,比如ZnO、CdS和WO3等。其中TiO2基光催化剂运用广泛,其来源广、化学稳定性和催化活性高,没有毒性。光催化的研究内容涉及光催化剂的制备、光催化作用机理研究、光催化技术的工程化、光催化技术的各种应用研究和阿v天堂网2017在线观看开发等等从基础到应用研究等方面,并取得了大量的研究成果。但光催化技术仍存在许多问题需要解决,先是光催化分解过程中,机理不明确,通常会产生有害中间产物,降解不   可能会形成二次污染问题。其次是VOCs浓度较低时,光催化反应缓慢,效率较低。同时,催化剂本身存在量子效率低(不到4%)、固定困难、催化剂能否均匀负载、催化剂失活等问题,难运用于处理数量大、浓度高的工业废气。因此,目前光催化技术也是处于实验室研究阶段。

3、膜分離技術

膜分离技术治理VOCs与其他膜分离过程一样,利用   膜或人工合成膜的穿透、滤过或其他动力性质不同,将VOCs分子从混合废气中分离出来的技术。

膜元件是膜分離技術的裝置中心。常用的膜元件包括平板膜、中空纖維膜和卷式膜。其中中空纖維膜和平板膜通常用于分離回收VOCs,但其分離回收效率受多種因素的制約。近幾年,隨著膜材料和膜分離技術的不斷發展,技術日趨成熟,現在常用的VOCs膜分離技術有:蒸汽滲透、氣體膜分離和膜接觸器等。


膜分离技术已经成功运用于许多领域。   MTR公司结合压缩冷凝和膜分离两种技术开发了一种新型的膜集成分离系统来组合实现分离VOCs。处理后达标的净化气排到大气中;而渗透物流为富集有机物的蒸汽。膜分离技术具有流程简单、能耗小、VOCs回收率高、无二次污染等特点,是一种新型分离技术,适用于较高浓度的VOCs分离与回收,一般要求体积分数在0.1%以上。而膜材料是该技术的关键。膜的材质分为有机膜和无机膜,其中无机膜材料的研究与制备是化工和材料科学热点课题之一,包括Al2O3、TiO2膜等。目前无机膜分离技术工业化运用还需解决一些问题,比如膜材料的稳定性和膜反应器的密闭性等。


通過上述脱硫淨化塔厂家讲述的VOCs的种类、排放来源、危害和VOCs常用控制技术基础上,对低温等离子体技术、光催化技术和膜分离技术的现状和发展介绍得知,这三种新技术目前都取得了   的试验成果,有些逐渐由实验室向工业化运用过渡。但是在各个阿v天堂网2017在线观看VOCs种类、成分和性质等都有所差异,使用单一的VOCs治理技术难以达到较高的效率,还存在一些有待解决的问题,因而常将多种VOCs治理技术有机组合使用,比如活性炭吸附设备吸附催化协同低温等离子体、冷凝一吸附浓缩和吸附一焚烧技术等,这类组合处理技术具有较强的针对性和互补性,处理效果远优于单一治理技术。因此,新治理技术和传统技术有机结合形成的组合技术在治理大气污染具有很高的经济效益和良好的社会效益,具有着广阔的应用前景。 


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