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VOCs有机废气催化燃烧处置技术的应用进展

来源:上海卡利环保科技有限公司    发布时间:2018-07-06    浏览次数:

      目前常用的VOCs有机废气处置或减排技术有热氧化、催化氧化、吸附、冷凝或生物过滤等,它们的不同之处在于对不同浓度和流量范围的VOCs有机废气处理有效。基于节能、处理效率高的特点,目前研究主要集中于催化燃烧技术,在其中又以低温催化剂的高效、廉价、长生命周期的研究前景最为广阔。

      长久以来,国内外一直对处置VOCs有机废气的技术开展着大量的研究和应用,下面将对这些处置技术及进展加以介绍,并对极具应用前景的一些技术进行评述。


1、低温等离子体摧化协同净化技术


      传统的VOCs有机废气的处置方法如液体吸收法、焚烧法和活性炭吸附法等已很难达到国际对VOCs有机废气排放的限制标准。低温等离子体催化技术可以解决传统净化方法所不能解决的问题。等离子体技术从20世纪80年代就开始应用于环境治理,随后在研究中发现低温等离子结合催化技术比传统的单一热催化或单一等离子体去除率更高。


      GheorghiP。Vissokov等认为,固相催化剂的活性是由它们的化学和物相组成、晶体结构及活性比表面所决定。在等离子体的作用下,催化剂表面会形成超细颗粒(比表面约为100㎡/g,平均颗粒直径为5~500nm),这将大大增加催化剂的比表面积,并破坏它们的晶体结构,使其有更多的空穴,从而呈现出高的催化活性。


化剂有6个特点:①能耗少;②具高度分布的活性物种;③制备时间短;④有较强的催化剂活性和选择性,及较长的催化剂寿命;⑤催化剂的组成和分散状况可通过改变等离子体的化学参数得到控制;⑥等离子体的作用可促进催化剂中组分的均匀分布,从而降低对毒物的敏感程度。这些特性使该技术能有效地处置低浓度、大流量VOCs有机废气气体,等离子体与催化技术相关联,展示了其特异的化学现象和崭新的应用领域。


      尽管低温等离子体技术应用于处理VOCs有机废气的研究已经进行了近20年,但目前国内外对于NTP结合催化的相互作用机制及反应动力学机理还不甚明朗;在对反应的中间产物的定性和定量方面的研究还不深入;对等离子体作用下的催化剂结构、净化性能尚不清楚,且缺乏系统的研究,这些都有待科研工作者在今后的研究中继续深入。


2、催化燃烧技术


      催化燃烧是典型的气一固相催化反应,在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时使反应物分子富集于催化剂表面,从而提高反应速率。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下,发生无焰燃烧,并氧化分解为CO2和H2O,同时放出大量热。催化燃烧的反应器有由Matro、和Boreskov等较早报道的流向变换催化燃烧反应器,它集固定床催化反应器和蓄热换热器于一体。长久以来,有很多模拟处理VOCs有机废气方法的实验,研究和改进了该装置的操作参数。蓄热式热回收装置从20世纪70年代末开始被应用,2000年以后发展的是采用陶瓷、砾石或其他高密度惰性材料床吸收气体热量。这种装置去除率很高,可达98%,且回收率也高。蓄热式燃烧法在欧洲和美国应用得较多·国内也有应用。

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