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(jìn)行負載吸附,在紫外線(xiàn)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(jìn)行聚集濃縮,以提高?VOCs濃度值,進(jìn)而充分進(jìn)行光催化反應,提高?溶解效率。此外,該吸附劑能吸附反應過(guò)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■光催化工藝設計流程。
80年代,光催化技術(shù)剛剛開(kāi)始應用于工業(yè)尾氣的治理,而吸附和光催化技術(shù)的結合應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(jìn)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,研究數據表明,當其它標準未發(fā)生變化時(shí),風(fēng)速等級增大,通過(guò)光催化劑的時(shí)間縮短,凈化效率降低。感覺(jué)到空氣濕度過(guò)高時(shí),水分與VOCs在整個(gè)吸附過(guò)程中都會(huì )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TiCh與活性炭纖維結合的聚合物對二甲苯進(jìn)行吸附光催化凈化效果較好,當二甲苯初始濃度值小于500mg/n時(shí),氣體濃度值越大,凈化比越低。同時(shí)凈化率可達90%以上。此外,提升吸附式光催化組合設備還可達到實(shí)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)設備,該設備的過(guò)濾芯安裝在底端延展性支撐點(diǎn)上,根據加長(cháng)槽安裝光催化板,比其它設備拆換更方便快捷,催化反應板設置形過(guò)孔,提升?燈源使用率,提高凈化實(shí)際效果。
光催化吸附處理技術(shù)有效地利用了機械設備的室內空間,減少了占地面積,具有反映標準柔軟性、能量消耗低、操作安全等優(yōu)點(diǎn)。但是仍然存在著(zhù)金屬催化劑汽體流動(dòng)外流、環(huán)境參數變化導致實(shí)際凈化效果不穩定等缺點(diǎn),解決了以上難題,吸附■光催化技術(shù)才能進(jìn)一步完成現代化應用。
(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化成小分子水,然后進(jìn)行光催化反應,使之相互促進(jìn)、協(xié)同作用的凈化技術(shù)mi”。此項技術(shù)所涉及的設備包括過(guò)濾裝置、等離子管式反應器和除霧空氣干燥器等,如圖2.7所示,設備的平面圖見(jiàn)圖2.7。對超低溫等離子體■光催化組合技術(shù)的反應原理進(jìn)行了深入的探討,一方面,由于光催化劑導致等離子體充放電特性發(fā)生變化,導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致金屬催化劑的有機化學(xué)組成和結構發(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?。在此基礎上,Feng等[呵]也證實(shí)了金屬催化劑可以抑制等離子體反映整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)品。
符合環(huán)境保護標準
光催化超低溫等離子體技術(shù)是近年來(lái)新興的VOCs綜合處理技術(shù),該技術(shù)在歐洲地區科研開(kāi)發(fā)較早。將TiCh金屬催化劑填充到等離子管式反應器中使之互效,進(jìn)一步提高了二甲苯的凈化率,最大可達80%oRoussean等⑴習開(kāi)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%。在趙靜欣等人應用Mn/TiOz/y-AI2O3原液加入低溫等離子管式反應器中,二甲苯純凈度提高了?,全過(guò)程能耗降低了16.9%。IB根據試驗采用F-TiO2與嚴AI2O3光催化和等離子體技術(shù)相結合的方法對二甲苯進(jìn)行處理,結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)研究結果證實(shí),低溫等離子體技術(shù)和光催化技術(shù)兩者相結合的整治措施的實(shí)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、反應速度快等優(yōu)點(diǎn)。目前這項技術(shù)還處于實(shí)驗科研環(huán)節,要想實(shí)現商業(yè)化,還需要尋找金屬催化劑和低溫等離子管式反應器的最佳搭配方案,深入分析兩者協(xié)同作用的反映原理,提高其高效率凈化?。總之,隨著(zhù)學(xué)者的不斷完善和自主創(chuàng )新,該技術(shù)必將在市場(chǎng)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,世界各國還繼續進(jìn)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(lèi)、含氮氧化合物和芳香桂類(lèi)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(jìn)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(shí)際凈化效果進(jìn)行了比照科學(xué)研究,針對低中熔點(diǎn)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(guò)將微波加熱技術(shù)和吸附式催化燃燒裝置的管式反應器相結合的系統軟件,Nigar等[al]對提高工業(yè)尾氣的高效、環(huán)保和節能進(jìn)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(lái)的應用前景可期。
2.2.4數據綜合分析技術(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軟件的初級解決。催燃裝置技術(shù)解決實(shí)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(wèn)題,仍是科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。上部組合技術(shù)充分利用了各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),擺脫了單一技術(shù)的缺點(diǎn),進(jìn)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,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(jìn),以求早日實(shí)現現代化應用。針對該組合技術(shù)的應用情況進(jìn)行數據分析,實(shí)際結果見(jiàn)表2.2。
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