四是吸附■光催化技術(shù)。
光吸附催化技術(shù)是指用光催化劑對原料進行負(fù)載吸附,在紫外線照射下,使VOCs工業(yè)廢氣溶解成CO2、H2O的技術(shù)。此項技術(shù)是將低濃度的工業(yè)廢氣吸附在光催化劑表面層進行聚集濃縮,以提高?VOCs濃度值,進而充分進行光催化反應(yīng),提高?溶解效率。此外,該吸附劑能吸附反應(yīng)過程中產(chǎn)生的有害副產(chǎn)物,減少二次污染。光催化凈化技術(shù)包括預(yù)處理模塊、吸附模塊和光催化模塊,其生產(chǎn)流程如圖2.6所示。
圖2.6吸附■光催化工藝設(shè)計流程。
80年代,光催化技術(shù)剛剛開始應(yīng)用于工業(yè)尾氣的治理,而吸附和光催化技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用則是近幾年慢慢發(fā)展的趨勢。目前,學(xué)者們對有害吸附■光催化技術(shù)的提純條件進行了大量的科學(xué)研究。joo等a?]研究不同風(fēng)速等級的FAC/TiO2對二甲苯吸附吸附率的危害,研究數(shù)據(jù)表明,當(dāng)其它標(biāo)準(zhǔn)未發(fā)生變化時,風(fēng)速等級增大,通過光催化劑的時間縮短,凈化效率降低。感覺到空氣濕度過高時,水分與VOCs在整個吸附過程中都會產(chǎn)生競爭,從而降低了光的穿透性,使得吸附■光催化凈化率降低。根據(jù)對氣體濃度、光催化劑特性及吸附劑加載方法不同,決定等[i°9]。
比較而言,發(fā)現(xiàn)TiCh與活性炭纖維結(jié)合的聚合物對二甲苯進行吸附光催化凈化效果較好,當(dāng)二甲苯初始濃度值小于500mg/n時,氣體濃度值越大,凈化比越低。同時凈化率可達90%以上。此外,提升吸附式光催化組合設(shè)備還可達到實際提升?凈化率的效果,李純志等人發(fā)明了一種吸附式光催化組合技術(shù)設(shè)備,該設(shè)備的過濾芯安裝在底端延展性支撐點上,根據(jù)加長槽安裝光催化板,比其它設(shè)備拆換更方便快捷,催化反應(yīng)板設(shè)置形過孔,提升?燈源使用率,提高凈化實際效果。
光催化吸附處理技術(shù)有效地利用了機械設(shè)備的室內(nèi)空間,減少了占地面積,具有反映標(biāo)準(zhǔn)柔軟性、能量消耗低、操作安全等優(yōu)點。但是仍然存在著金屬催化劑汽體流動外流、環(huán)境參數(shù)變化導(dǎo)致實際凈化效果不穩(wěn)定等缺點,解決了以上難題,吸附■光催化技術(shù)才能進一步完成現(xiàn)代化應(yīng)用。
(5)光催化超低溫等離子體技術(shù)。
光催化技術(shù)是指將低溫等離子體技術(shù)中的光催化劑裝入等離子管式反應(yīng)器中,利用低溫等離子體技術(shù)中的電子能量將生物大分子轉(zhuǎn)化成小分子水,然后進行光催化反應(yīng),使之相互促進、協(xié)同作用的凈化技術(shù)mi”。此項技術(shù)所涉及的設(shè)備包括過濾裝置、等離子管式反應(yīng)器和除霧空氣干燥器等,如圖2.7所示,設(shè)備的平面圖見圖2.7。對超低溫等離子體■光催化組合技術(shù)的反應(yīng)原理進行了深入的探討,一方面,由于光催化劑導(dǎo)致等離子體充放電特性發(fā)生變化,導(dǎo)致其在金屬催化劑孔壁產(chǎn)生微量充放電產(chǎn)生新的活性物質(zhì),從而提高等離子體充放電后的空氣氧化作用能力;另一方面,由于等離子體充放電導(dǎo)致金屬催化劑的有機化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而提高金屬催化劑的活性和吸附能力,使VOCs凈化效率得到全面提高?。在此基礎(chǔ)上,F(xiàn)eng等[呵]也證實了金屬催化劑可以抑制等離子體反映整個過程產(chǎn)生的副產(chǎn)品。
符合環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)
光催化超低溫等離子體技術(shù)是近年來新興的VOCs綜合處理技術(shù),該技術(shù)在歐洲地區(qū)科研開發(fā)較早。將TiCh金屬催化劑填充到等離子管式反應(yīng)器中使之互效,進一步提高了二甲苯的凈化率,最大可達80%oRoussean等⑴習(xí)開展了單一等離子體技術(shù)與TiCh光催化■等離子體組合技術(shù)的工業(yè)尾氣試驗,結(jié)果表明,該組合技術(shù)的凈化率比單項技術(shù)提高了?25%。在趙靜欣等人應(yīng)用Mn/TiOz/y-AI2O3原液加入低溫等離子管式反應(yīng)器中,二甲苯純凈度提高了?,全過程能耗降低了16.9%。IB根據(jù)試驗采用F-TiO2與嚴(yán)AI2O3光催化和等離子體技術(shù)相結(jié)合的方法對二甲苯進行處理,結(jié)果表明光催化劑能抑制等離子體副產(chǎn)物的產(chǎn)生,從而提高?凈化的高效率能達到99%O等許多科學(xué)研究結(jié)果證實,低溫等離子體技術(shù)和光催化技術(shù)兩者相結(jié)合的整治措施的實際效果遠遠優(yōu)于單一技術(shù)的整治措施。
光催化超低溫等離子體技術(shù)用于解決VOCs排放量大、濃度低的工業(yè)廢氣,具有能耗低、副產(chǎn)品少、反應(yīng)速度快等優(yōu)點。目前這項技術(shù)還處于實驗科研環(huán)節(jié),要想實現(xiàn)商業(yè)化,還需要尋找金屬催化劑和低溫等離子管式反應(yīng)器的最佳搭配方案,深入分析兩者協(xié)同作用的反映原理,提高其高效率凈化???傊?,隨著學(xué)者的不斷完善和自主創(chuàng)新,該技術(shù)必將在市場上占有一席之地。
(6)其他多級綜合整修技術(shù)。
除了上面提到的資金用于生產(chǎn)制造的組合整治技術(shù)外,世界各國還繼續(xù)進行其他單一技術(shù)的組合自主創(chuàng)新。例如黃勇等[I]選用微生物滴定管和光催化綜合整治技術(shù)對VOC中鹵代桂類、含氮氧化合物和芳香桂類的凈化率分別達到83.4%、92.4%和97%,相對單一整治技術(shù)的凈化率進一步提高。采用冷疑+膜分離技術(shù)+吸附多層次凈化技術(shù)處理煤氣中的非甲烷性氣體,平均凈化率達到98.81%oBelaissaoui等Ml對VOCs的實際凈化效果進行了比照科學(xué)研究,針對低中熔點的VOCs,如丙烷氣、己烷、丁二烯等,采用冷疑■膜分離組合技術(shù)處理VOCs,比冷疑■膜分離組合技術(shù)具有更高的凈化效率,凈化效率一般在80%以上。通過將微波加熱技術(shù)和吸附式催化燃燒裝置的管式反應(yīng)器相結(jié)合的系統(tǒng)軟件,Nigar等[al]對提高工業(yè)尾氣的高效、環(huán)保和節(jié)能進行了驗證。大量研究表明,VOCs綜合尾部整治技術(shù)凈化效果比單一整治技術(shù)更高,該組合技術(shù)未來的應(yīng)用前景可期。
2.2.4數(shù)據(jù)綜合分析技術(shù)。
對VOCs尾端治理技術(shù)中消化吸收、吸附和冷疑技術(shù)較多,資金投入到工業(yè)生產(chǎn)較早,治理效果較好,但解決效率不高,多用于組合治理系統(tǒng)軟件的初級解決。催燃裝置技術(shù)解決實際效果比其他處理技術(shù)更全面,多作為最后一道工序處理。此外,光催化、等離子體、降解等技術(shù)作為結(jié)合技術(shù)的一部分,與其他技術(shù)相互配合,共同解決VOCs的治理問題,仍是科學(xué)研究的一個熱點。上部組合技術(shù)充分利用了各種技術(shù)的優(yōu)點,擺脫了單一技術(shù)的缺點,進一步提高了凈化效率,但從完善單一技術(shù)的可靠性上講,組合技術(shù)多停留在試驗科研環(huán)節(jié),需要仿效國外的優(yōu)秀技術(shù)工作經(jīng)驗,不斷探索和改進,以求早日實現(xiàn)現(xiàn)代化應(yīng)用。針對該組合技術(shù)的應(yīng)用情況進行數(shù)據(jù)分析,實際結(jié)果見表2.2。
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