我國(guó)已經(jīng)在《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》和《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中明確指出要推進(jìn)VOCs污染的防治,,要求重點(diǎn)行業(yè)現(xiàn)役源VOCs排放量減少10%~18%,。作為VOCs中的代表性成分,甲 苯因其巨大的危害性引起了-的廣泛關(guān)注,。

VOCs指揮發(fā)性有機(jī)物,,包括芳香烴,、脂肪烴、有機(jī)極性物三類,,是 常溫下飽和蒸氣壓>70Pa,、常壓下沸點(diǎn)(260℃下的有機(jī)化合物,。VOCs具有刺激性、劇毒性,、致畸性、致癌性,,對(duì)生態(tài)環(huán)境,、動(dòng)植物生長(zhǎng)以及人身健康都有極大危害。以下是 幾個(gè)治理VOCs技術(shù)的研究與分析,。
1,、活性炭纖維吸附技術(shù)
吸附技術(shù)因吸附材料不同,主要分為活性炭吸附技術(shù),、活性焦吸附技術(shù),、活性炭纖維吸附技術(shù)等。這是 目前使用最廣泛的處理有機(jī)廢氣的手段之一,,因吸附劑良好的性能,,有低成本、易操作,,效果明顯的特點(diǎn),。其中活性炭纖維(ACF)吸附技術(shù)用于燃煤電廠煙氣中的VOCs治理較有前途。ACF是 由前驅(qū)體材料經(jīng)過預(yù)處理,、活化及炭化制作而成,,比表面積較顆粒活性炭大很多,,其中的微孔較多且分布均勻,,吸附效率高,還具有可再生的特點(diǎn),,被用作新型化工吸附分離材料,。比較活性炭纖維與活性炭顆粒性能。ACF材料厚度為20mm,,濾鏡小于0.2m/s,,VOCs濃度值<1000mg/m3時(shí),對(duì)VOCs凈化效率高達(dá)90%之多,。隨著學(xué)者對(duì)VOCs吸附研究的深入,,利用表面化學(xué)改性對(duì)ACF材料進(jìn)行處理,改善其表面官能團(tuán)較少的現(xiàn)狀,,可以提升其對(duì)三苯及混合物,、甲 苯、甲醛等有機(jī)化合物的吸附能力,,提高實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,。相關(guān)學(xué)者利用H2O2浸漬修飾的方式對(duì)ACF材料進(jìn)行化學(xué)改性,,并對(duì)改性前后的ACF脫除甲 苯效果進(jìn)行觀察。結(jié)果表明,,ACF在經(jīng)過改性后一定程度上降低了比表面積與孔容,,但增加了含氧官能團(tuán)含量與吸附甲 苯能力。在模擬煙氣中,,當(dāng)O2濃度為5%,,吸附溫度在40℃,并且煙氣中不含有水蒸氣的環(huán)境時(shí),,ACF的脫除甲 苯能達(dá)到較佳效果,。
2、等離子體一一光催化復(fù)合凈化技術(shù)
等離子體一一光催化復(fù)合凈化技術(shù)集成了等離子體凈化技術(shù)和光催化凈化技術(shù)的優(yōu)越性,,對(duì)甲 苯,、氨氣、O3,、CO,、氣相苯等有機(jī)化合物有較好的凈化效果。當(dāng)前的等離子體一一光催化復(fù)合凈化技術(shù)主要有2種方式,,一是 將光催化劑直接附著在等離子體發(fā)生裝置上,,如在等離子體發(fā)生管的管壁涂覆光催化劑膜,這種方式有光催化劑表面積較低和增加等離子體器件制備難度的缺點(diǎn),;一是 以等離子體產(chǎn)生的電磁波作為光催化劑的激發(fā)光源,,這種方式較大的問題是 等離子體產(chǎn)生的可用于激發(fā)光催化劑的光的強(qiáng)度較弱,不足以引發(fā)大量的光催化降解反應(yīng),。鑒于此,,我國(guó)相關(guān)學(xué)者積極探索新的復(fù)合方式,以期提升復(fù)合凈化技術(shù)的效率與使用價(jià)值,。許太明等人嘗試了一種新的復(fù)合方式,,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)等離子體單元在前、光催化單元在后和氣流先流經(jīng)光催化網(wǎng)再經(jīng)過等離子體單元兩種組合方式進(jìn)行比對(duì),,發(fā)現(xiàn)前者凈化效果明顯高于后者,,有較顯著的協(xié)同促進(jìn)效應(yīng),并發(fā)現(xiàn)通過改變等離子體發(fā)生單元與光催化單元的距離,、在兩者問放置可消除負(fù)電荷影響的網(wǎng)狀物等還可進(jìn)一步提高反應(yīng)性能,。但該技術(shù)無論在國(guó)外還是 國(guó)內(nèi)都仍處于試驗(yàn)階段,有待進(jìn)一步實(shí)質(zhì)性的研究進(jìn)展,。
3,、催化燃燒技術(shù)
催化燃燒設(shè)備>技術(shù)指使用催化劑使VOCs在低溫條件下燃燒,分 解成CO2、H2O,、熱量的一種凈化技術(shù),。其特點(diǎn)是 耗能少、起燃溫度低,,而且對(duì)濃度較低的VOCs也能進(jìn)行處理,。與一般熱力燃燒相比,無需較多輔助熱量,,是 一種新型環(huán)保的VOCs處理技術(shù),。
催化燃燒技術(shù)中,催化劑性能越高,,對(duì)VOCs的凈化就越徹底,反之則凈化不夠完全,。催化劑的種類主要有金屬氧 化催化劑,、貴金屬催化劑等,貴金屬催化劑由于成本高,、易中毒和資源匾乏等缺點(diǎn),,應(yīng)用的較少。目前,,主要以金屬氧 化物催化劑為主,,其高溫穩(wěn)定、低溫高活性和抗中毒能力強(qiáng)等特點(diǎn),,使得它被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中,。我國(guó)科學(xué)家通過多次試驗(yàn)得到NiO/γ-Al2O3、CdO/γ-Al2O3,、CuO/γ-Al2O3等多種催化劑,,同時(shí)也驗(yàn)證了其起燃溫度低、催化活性高的特點(diǎn),。而后科學(xué)家們 用不同的催化劑對(duì)氯苯進(jìn)行燃燒試驗(yàn),,發(fā)現(xiàn)在同等負(fù)載時(shí),載體的不同對(duì)催化劑活性的影響巨大,。Liu等相關(guān)人員采用浸漬法制備MnOx/TiO2,、MnOx/Al2O3以及MnOx/SiO2催化劑,并對(duì)氯苯進(jìn)行催化燃燒試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)催化劑活性較高的是 MnOx/TiO2,,在經(jīng)過TPR與XRD測(cè)試分析表明出現(xiàn)此類現(xiàn)象的原因在于活性組分MnOx在該催化劑上具有較高的分散度,。Yang等對(duì)SBA-15與MCM-41分子篩分別作為CuO載體催化苯燃燒的性能實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)在載體SBA-15上CuO的分散度大于載體MCM-41,,因而在載體SBA-15催化苯燃燒的活性更高,。
我國(guó)在VOCs的VOC催化燃燒設(shè)備技術(shù)方面研究效果顯著,但由于催化劑的制備,、VOCs種類分析,、工藝等多方位因素的影響,,催化燃燒技術(shù)的過程都較為復(fù)雜,若將其應(yīng)用在燃煤電廠中,,種類繁多的VOCs和Cl,、S、P,、H2O等也都會(huì)降低催化劑活性,。因此,要結(jié)合燃煤電廠的生產(chǎn)實(shí)際及工藝條件進(jìn)行理論與實(shí)踐的結(jié)合,,有針對(duì)性的改善催化燃燒技術(shù),,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
4,、生物技術(shù)
生物技術(shù)指利用生物特有的分 解有毒有害物質(zhì)的能力,,去除燃煤電廠煙氣中的VOCs,達(dá)到凈化煙氣中的VOCs含量的目的,。我國(guó)于20世紀(jì)90年-始重視生物技術(shù),,逐步在石油烴污染的治理、水體富營(yíng)養(yǎng)化,、地下水污染等領(lǐng)域取得了一定成效,。目前生物技術(shù)中,針對(duì)燃煤電廠煙氣中VOCs治理方面主要是 微生物法,。利用附著生長(zhǎng)在填料上的微生物新城代謝過程,,把污染物降解為CO2、H2O等無機(jī)物,,并生成新的微生物細(xì)胞質(zhì),。我國(guó)對(duì)于生物修復(fù)技術(shù)的研究時(shí)問尚短,有些地方不夠成熟,,煙氣中VOCs的治理程度,、有毒物質(zhì)的去除、污染物的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的研究等方面,,都不夠完善,。但總體看來,生物技術(shù)與-的治理技術(shù)相比,,具有費(fèi)用低,、效果顯著和無二次污染的特點(diǎn)。因此,,生物技術(shù)必會(huì)為人類有效的解決環(huán)境問題作出更加巨大的貢獻(xiàn),。
綜上,活性炭纖維吸附技術(shù)、等離子體一一光催化復(fù)合凈化技術(shù),、廢氣催化燃燒技術(shù),、生物技術(shù)都對(duì)VOCs的治理有顯著作用。鑒于實(shí)際生產(chǎn)工藝及科學(xué)研究的-,,每種技術(shù)也都或多或少存在些許不足之處,,有待不斷改進(jìn)完善,以便于保護(hù)生態(tài)環(huán)境,、動(dòng)植物生長(zhǎng)以及人身健康,。
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