四是吸附■光催化技術。
光吸附催化技術是指用光催化劑對(duì)原料進行負載吸(xī)附,在紫外線照射下,使VOCs工業廢氣(qì)溶解成CO2、H2O的技術。此(cǐ)項(xiàng)技(jì)術是將低濃度的工業廢氣吸附在光催化劑表麵層進行聚集濃縮(suō),以提高(gāo)?VOCs濃度值,進而充(chōng)分進行光催化反應,提高?溶解效率。此外,該(gāi)吸附劑能吸附反應過程中產生的有害副產(chǎn)物,減少二次汙染。光(guāng)催化淨化(huà)技術包括預處理模塊、吸附模塊和光催化模(mó)塊,其生(shēng)產流程如圖2.6所示。
圖2.6吸附■光催(cuī)化工藝設(shè)計流程。
80年代,光催化技術剛剛開始應(yīng)用於工業尾氣的治理,而吸附和光催化技術的結合應用則是近幾年慢慢發展的趨勢。目(mù)前,學者(zhě)們對有害吸附■光(guāng)催化技術的提純條件進行了大量的科學研究。joo等a?]研究不同風速等級的FAC/TiO2對二甲苯吸附吸附率(lǜ)的危害,研究數據表明(míng),當其它標準未發生變化時,風速等級增大,通過光催化劑的時間縮短,淨化效率降(jiàng)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(xìng),使得吸附■光催化淨化率降低。根據對氣體濃度、光催化劑特性及吸附劑加(jiā)載方(fāng)法不同,決定等[i°9]。
比較而(ér)言,發現TiCh與活性炭纖維結合的聚合物對二甲苯進行吸附光催化淨化效果(guǒ)較好,當二甲(jiǎ)苯初始濃(nóng)度值小於500mg/n時,氣體濃度值越(yuè)大,淨化比越低(dī)。同時淨化率可達90%以上。此外(wài),提升吸附式光催化組合設備還可達(dá)到實際提升?淨化率的效果,李純誌等人發明(míng)了一種吸附式光催化(huà)組合技術設(shè)備,該設(shè)備的過濾芯安裝在底端延展(zhǎn)性支(zhī)撐點上,根據加長槽安(ān)裝光催化板(bǎn),比其它設備拆換(huàn)更方便快捷,催化反應板設置形過孔(kǒng),提升?燈源使用率,提高淨化實際效果。
光催化吸附處理技術有效地利(lì)用了機械設備的室內空間,減(jiǎn)少了占地麵積,具有反映標準柔軟性、能量(liàng)消耗低、操(cāo)作安全等優點。但是仍然(rán)存在著金屬催化劑汽體流動外流、環境參數變化導致實際淨化效果不穩定(dìng)等缺點(diǎn),解決了以上難(nán)題(tí),吸附■光催化技術才能進一步完成現代化應用。
(5)光催化超低溫等離子體技術。
光催化技術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器中,利用低溫等離子體技術中的電子能量(liàng)將生物大分子(zǐ)轉化成小分子水(shuǐ),然後進(jìn)行光催化反應,使之(zhī)相互促進、協(xié)同(tóng)作用的淨化(huà)技術mi”。此項技術所涉(shè)及的設備包括過濾裝(zhuāng)置、等離子管式反應器和除霧空氣幹燥器等,如圖2.7所示,設備的平麵圖見圖2.7。對超低溫等離子體(tǐ)■光催化組合技術的反應(yīng)原理進行(háng)了深入的探討,一方麵,由於光催化劑導致等離子體充放電特性發生變化,導致其(qí)在金屬催(cuī)化劑孔壁產(chǎn)生微量充放電產生新的活性物質,從而(ér)提高等離子體充放電後的空氣氧(yǎng)化(huà)作用能力;另一方麵,由於等離子體充放電導致金屬催化劑的(de)有機化學組成和結構發生變化,從而提高金屬催化劑的活性和吸附能力,使VOCs淨化效(xiào)率得到全麵提高?。在此基礎上(shàng),Feng等[嗬]也證實了金屬催化(huà)劑可(kě)以抑製等離子體反映整(zhěng)個過程產(chǎn)生的副產品。
符合環境保護標準
光催化超低溫等(děng)離子體技術是(shì)近年來新興的VOCs綜合處理技術,該技術(shù)在歐洲地區科研開發較早。將TiCh金屬催化劑填充到(dào)等(děng)離子管式(shì)反應器中使之互效,進一步提高了二甲(jiǎ)苯的淨化率,最大可達80%oRoussean等(děng)⑴習開展了單一等離子體技(jì)術與TiCh光催化■等離子體組合技術的工業尾氣試驗,結果表(biǎo)明,該(gāi)組合技術的淨化(huà)率比(bǐ)單項技術(shù)提高了?25%。在趙靜欣等人應用Mn/TiOz/y-AI2O3原液加入低溫等離子管式反(fǎn)應器中,二(èr)甲苯純淨(jìng)度提高了?,全過程能耗降低了16.9%。IB根據試驗采用F-TiO2與嚴(yán)AI2O3光催化和等離子(zǐ)體(tǐ)技術相結合的方法對二甲苯進行處理,結果(guǒ)表明光催化劑能抑製等離子體副(fù)產物的產(chǎn)生,從(cóng)而提高?淨化的高效率能達(dá)到99%O等(děng)許多科(kē)學研(yán)究結果證實,低溫等(děng)離子體技術和光(guāng)催(cuī)化技術兩者相結(jié)合的整治措施的實際(jì)效果遠遠優於單一技術的整(zhěng)治措施(shī)。
光催化超低溫等離子體技(jì)術用於解決(jué)VOCs排放量大、濃度低的工(gōng)業廢氣,具有能耗低、副產品少、反應速(sù)度快等(děng)優點。目前這項技術還處於實驗科研環節,要想實現商業化,還需要尋找金(jīn)屬催(cuī)化(huà)劑和低溫等離子管式(shì)反應器的最佳搭配方案,深入分析兩者協同作用的反映原理,提高其高效率淨化?。總之,隨(suí)著學(xué)者的不斷完善和自主創(chuàng)新,該(gāi)技術必將在市場上占有一席之(zhī)地。
(6)其(qí)他多(duō)級綜合整修技術。
除了上麵提到的資金用(yòng)於(yú)生產製造的組合整治技術(shù)外,世界各國還繼(jì)續進行(háng)其他單(dān)一技術的組合自主創新。例如黃勇等[I]選用微生物滴定管和光催化綜合整治技(jì)術對VOC中鹵代桂類(lèi)、含(hán)氮氧化合物和芳香桂類(lèi)的淨化率分別達到83.4%、92.4%和97%,相對單一整(zhěng)治技(jì)術的淨化率進一步提高。采用冷疑+膜分離技術+吸附多(duō)層次淨化技術處理煤氣中的非甲烷性(xìng)氣體,平(píng)均淨化率達到98.81%oBelaissaoui等Ml對VOCs的實際淨化效果進行了比照科學研究,針對低中熔點的VOCs,如(rú)丙烷氣、己烷、丁二烯等,采用(yòng)冷疑■膜分離組合技術處理VOCs,比冷疑■膜(mó)分(fèn)離組合技術具有(yǒu)更(gèng)高的淨化效率,淨化效率一般在80%以上(shàng)。通(tōng)過將微波加熱(rè)技術(shù)和吸附式催化燃燒裝置的(de)管式反應器(qì)相結合的係統軟件,Nigar等[al]對提高工業(yè)尾氣的高效、環保和節能進行了驗(yàn)證。大量研究表明(míng),VOCs綜合尾部整治技(jì)術淨化效果比單一整(zhěng)治技(jì)術更高(gāo),該組合技術未(wèi)來的應用前景可期。
2.2.4數據綜合(hé)分析技術。
對VOCs尾(wěi)端治(zhì)理技術中消化吸(xī)收、吸附和冷疑技術較多,資金(jīn)投入到工業生產較早,治理效果較(jiào)好,但解決效率不高,多用於組合治理係統(tǒng)軟件的初級解決。催燃裝置技術解決實際效果(guǒ)比其他處理技術更全(quán)麵,多作為最(zuì)後一道工(gōng)序處理。此外,光催化、等離(lí)子體、降解等技術作為結合技(jì)術的一部(bù)分,與其他技(jì)術相互配合,共同解決VOCs的治理問題,仍是科學研究的(de)一個熱點。上(shàng)部(bù)組(zǔ)合技術充分利用了各種技術的優點,擺(bǎi)脫(tuō)了單一技術的缺點,進(jìn)一(yī)步提高了淨化效率,但從完善單一技術的可靠性上講,組合技術多停留在試驗科研環節,需要仿效國(guó)外的優秀技術工作經驗,不斷探索和(hé)改進,以求早日實現現代化應用。針對該(gāi)組合技術的應用情況進行數(shù)據分析,實際結果見表2.2。