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工業VOCs廢氣處理新技術

文章來源:恒峰藍環境 發布時間: 2020-07-01 09:03:58

近年來,跟著材料、化學科學的發展,工業VOCs廢氣處理新技術層出不窮,其中納米材料TiO2光催化技術開始在處理VOC中得到了用。納米材料因為其存在超細微粒和量子尺寸效應,表面原子多,比表 面積大,光催化劑吸附機物的能力增強,進步了催化劑的光催化活性,但我國在這方面的研究還有待進一步的開拓。后主要著眼于制備光催化凈化技術所需核心材料 一光催化劑,設計普適化的光催化反應器,通不同改性的方法以進步光催化劑的吸附能力、光吸收能力、電荷分離能力,同時嘗試不同的方將光催化劑負載于載體 上,從實際上探討復合光催化劑在室內空氣凈化上的應用。

工業廢氣處理設備圖片

工業VOCs廢氣處理新技術-生物法

生物法凈化VOC廢氣是近年來發展起來的空氣污染控制技術,它比傳統工藝投資少,運行用度低,操縱簡樸,應用范圍廣,是最有但愿替換燃燒法和吸附凈化法的新技術。
VOC廢氣的生物法凈化實質上是利用微生物的生命流動將廢氣中的有害物質轉變成簡樸的無機物( 如CO2和H2O) 及細胞物質等,主要工藝有生物洗滌法、生物過濾法和生物滴濾法三種
有機廢氣生物處理是一項新的技術,因為反應器涉及到氣/ 液/固相傳質及生化降解過程, 影響因素多而復雜,有關的理論研究及實際應用還不夠深入、廣泛,很多題目需要進一步探討和研究,主要包括建立正確的反應動力學模式;填料特性以及如何克服 顆粒物在濾床中積累造成的堵塞; 動態負荷( 濃度和廢氣流量波動較大) 的調控; 最適工藝參數的確定;高濃度有機廢氣的管理;適合于特定有機物降解的細菌種類和接種方法等。


工業VOCs廢氣處理新技術-膜分離

膜分離技術是采用對有機物具有選擇性滲透滲出的高分子膜, 在一定的壓力下使VOC滲透滲出而達到分離的目的。當VOC氣體進入膜分離系統后,膜選擇性地讓VOC氣體通過而被富集,脫除了VOC的氣體留在未滲透滲出側,可以達標排放;富集了VOC的氣體可去冷凝回收系統進行有機溶劑的回收。選擇此方法回收廢氣中的丙酮、四氫吠喃、甲醇、乙睛、甲苯等,回收率可達9 7 %以上。目前,該方法正迅速發展成為石油化工、制藥、食物加工等行業回收voc的有效方法。
膜 分離法合用于中高濃度廢氣的處理。 膜系統的用度與入口吻體流速成正比, 與voc的濃度關系不大。此法最好用于高濃度、小流量和有較高回收價值的有機溶劑的回收,但其設備投資較高。跟著對環境題目的越來越正視,膜分離技術的應 用遠景會很廣闊。這是由于該法是一種清潔技術,從膜分離系統出來的是回收的有機溶劑和凈化了的排放氣,減少了二次污染的產生,跟著高效分離膜的開發和價格 的降低,膜技術的應用會越來越廣。


工業VOCs廢氣處理新技術-非平衡等離子體法

等 離子體是不同于固、液、氣等狀態,由大量的正負帶電粒子和中性粒子組成并表現出集體行為的一種準中性氣體。當電子溫度T e ;離子溫度T ; 時,稱為非平衡態等離子體,其電子溫度可達到104K以 上, 而離子和中性粒子的溫度卻只有300-500K 。 系統處于熱力學非平衡態,其表觀溫度較低,所以非平衡態等離子體又可稱為低溫等離子體。
大氣壓非平衡等離子體技術在處理VOC,尤其是大氣中低體積分數的VOC方面具有獨特的作用。采用與催化劑適用,改進等離子體反應器結構等手段,能量效率可達到實用化水平。
今后的研究方向是: 1 ) 尋找開發能與催化劑進行最佳配置的等離子體反應器, 包括放電外形,放電采用形式,電極結構,放電管( 或板) 結構以及輸入電源的機能等;2 )尋找能促使化學反應,進步能量效率的合適催化劑;3 )等離子體反應器長時間運行操縱的不亂性;4 )研究放電對處理過程中的中間產物或終極產物的影響及后處理題目等。


工業VOCs廢氣處理新技術-半導體光催化氧化法

在繼Fujishima等有關TiO2單晶電 極上光解水的 報道之后,1 9 7 7 年F r a n k 等人利用半導體材對污染物進行光催化降解取得了突破性的進展,從此半導體多相光催化作為一個嶄新的領域得了深入而廣泛的研究。其中TiO2因為具有抗化學 和光侵蝕、機能不亂、無毒、催化活性高、廉等長處而最受正視和具有廣闊的應用遠景。

半導體的能帶結構是不連續的,布滿電子的價帶 ( V B )和空的導帶 ( C B )之間由禁帶隔開。在p H為1 時的帶隙是3 .2 e V 。 用光照射半導體光催化劑時,當光子能量高于半導體的禁帶度,半導體的價帶電子發生帶間躍遷,即從價帶躍遷到導帶,從而產生光生空穴和電子;這些生空穴和電 子具有很強的氧化和還原能力,可以將吸附到光催化劑表面的污染物徹底降解為無無害的無機小分子化合物,無二次污染題目。

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近年來,跟著材料、化學科學的發展,工業VOCs廢氣處理新技術層出不窮,其中納米材料TiO2光催化技術開始在處理VOC中得到了用。納米材料因為其存在超細微粒和量子尺寸效應,表面原子多,比表 面積大,光催化劑吸附機物的能力增強,進步了催化劑的光催化活性,但我國在這方面的研究還有待進一步的開拓。后主要著眼于制備光催化凈化技術所需核心材料 一光催化劑,設計普適化的光催化反應器,通不同改性的方法以進步光催化劑的吸附能力、光吸收能力、電荷分離能力,同時嘗試不同的方將光催化劑負載于載體 上,從實際上探討復合光催化劑在室內空氣凈化上的應用。

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工業VOCs廢氣處理新技術-生物法

生物法凈化VOC廢氣是近年來發展起來的空氣污染控制技術,它比傳統工藝投資少,運行用度低,操縱簡樸,應用范圍廣,是最有但愿替換燃燒法和吸附凈化法的新技術。
VOC廢氣的生物法凈化實質上是利用微生物的生命流動將廢氣中的有害物質轉變成簡樸的無機物( 如CO2和H2O) 及細胞物質等,主要工藝有生物洗滌法、生物過濾法和生物滴濾法三種
有機廢氣生物處理是一項新的技術,因為反應器涉及到氣/ 液/固相傳質及生化降解過程, 影響因素多而復雜,有關的理論研究及實際應用還不夠深入、廣泛,很多題目需要進一步探討和研究,主要包括建立正確的反應動力學模式;填料特性以及如何克服 顆粒物在濾床中積累造成的堵塞; 動態負荷( 濃度和廢氣流量波動較大) 的調控; 最適工藝參數的確定;高濃度有機廢氣的管理;適合于特定有機物降解的細菌種類和接種方法等。


工業VOCs廢氣處理新技術-膜分離

膜分離技術是采用對有機物具有選擇性滲透滲出的高分子膜, 在一定的壓力下使VOC滲透滲出而達到分離的目的。當VOC氣體進入膜分離系統后,膜選擇性地讓VOC氣體通過而被富集,脫除了VOC的氣體留在未滲透滲出側,可以達標排放;富集了VOC的氣體可去冷凝回收系統進行有機溶劑的回收。選擇此方法回收廢氣中的丙酮、四氫吠喃、甲醇、乙睛、甲苯等,回收率可達9 7 %以上。目前,該方法正迅速發展成為石油化工、制藥、食物加工等行業回收voc的有效方法。
膜 分離法合用于中高濃度廢氣的處理。 膜系統的用度與入口吻體流速成正比, 與voc的濃度關系不大。此法最好用于高濃度、小流量和有較高回收價值的有機溶劑的回收,但其設備投資較高。跟著對環境題目的越來越正視,膜分離技術的應 用遠景會很廣闊。這是由于該法是一種清潔技術,從膜分離系統出來的是回收的有機溶劑和凈化了的排放氣,減少了二次污染的產生,跟著高效分離膜的開發和價格 的降低,膜技術的應用會越來越廣。


工業VOCs廢氣處理新技術-非平衡等離子體法

等 離子體是不同于固、液、氣等狀態,由大量的正負帶電粒子和中性粒子組成并表現出集體行為的一種準中性氣體。當電子溫度T e ;離子溫度T ; 時,稱為非平衡態等離子體,其電子溫度可達到104K以 上, 而離子和中性粒子的溫度卻只有300-500K 。 系統處于熱力學非平衡態,其表觀溫度較低,所以非平衡態等離子體又可稱為低溫等離子體。
大氣壓非平衡等離子體技術在處理VOC,尤其是大氣中低體積分數的VOC方面具有獨特的作用。采用與催化劑適用,改進等離子體反應器結構等手段,能量效率可達到實用化水平。
今后的研究方向是: 1 ) 尋找開發能與催化劑進行最佳配置的等離子體反應器, 包括放電外形,放電采用形式,電極結構,放電管( 或板) 結構以及輸入電源的機能等;2 )尋找能促使化學反應,進步能量效率的合適催化劑;3 )等離子體反應器長時間運行操縱的不亂性;4 )研究放電對處理過程中的中間產物或終極產物的影響及后處理題目等。


工業VOCs廢氣處理新技術-半導體光催化氧化法

在繼Fujishima等有關TiO2單晶電 極上光解水的 報道之后,1 9 7 7 年F r a n k 等人利用半導體材對污染物進行光催化降解取得了突破性的進展,從此半導體多相光催化作為一個嶄新的領域得了深入而廣泛的研究。其中TiO2因為具有抗化學 和光侵蝕、機能不亂、無毒、催化活性高、廉等長處而最受正視和具有廣闊的應用遠景。

半導體的能帶結構是不連續的,布滿電子的價帶 ( V B )和空的導帶 ( C B )之間由禁帶隔開。在p H為1 時的帶隙是3 .2 e V 。 用光照射半導體光催化劑時,當光子能量高于半導體的禁帶度,半導體的價帶電子發生帶間躍遷,即從價帶躍遷到導帶,從而產生光生空穴和電子;這些生空穴和電 子具有很強的氧化和還原能力,可以將吸附到光催化劑表面的污染物徹底降解為無無害的無機小分子化合物,無二次污染題目。

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