咨詢電話：低濃度VOCS處理
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,空氣中的揮發(fā)性有機物(VOCs)污染問題日益受到人們的重視。VOCs處理是指空氣中存在的室溫下蒸氣壓大于70.9lPa,沸點260℃以下的揮發(fā)性有機物質(zhì),被視為列為粉塵之后的第二大類空氣污染物。1990年美國《清潔空氣法》修正案列舉了189種有毒有害物質(zhì),其中大部分是VOCs處理。1993～2003年我國相繼頒發(fā)了《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,因此,開發(fā)適用的VOCs處理技術(shù)已刻不容緩。
由于廢氣中VOCs處理污染物往往濃度低(<3000mg/m3),氣量大、污染面廣,如熱力焚燒、催化燃燒、冷凝、吸收和吸附等傳統(tǒng)的處理技術(shù)往往不適用,不是其處理效果達(dá)不到要求,就是投資或運行成本太高,迫使人們尋求和開發(fā)新的適用技術(shù)。
近年來,低溫等離子體、光催化氧化和生物處理等新技術(shù)在處理低濃度VOCs處理廢氣方面已顯示出其技術(shù)優(yōu)勢和很好的市場前景,本文將介紹這些新技術(shù)。
等離子體是含有大量電子、離子、分子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成的物質(zhì)的第四種形態(tài)。其總正負(fù)電荷數(shù)相等宏觀上呈電中性,但具有導(dǎo)電和受電磁影響的性質(zhì),表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性。根據(jù)體系能量狀態(tài)、溫度和離子密度,等離子體通?？煞譃楦邷氐入x子體和低溫等離子體(包括熱等離子體和冷等離子體)。高溫等離子體的電離度接近,各種粒子的溫度幾乎相同,并且體系處于熱力學(xué)平衡狀態(tài),它主要應(yīng)用于受控?zé)岷朔磻?yīng)研究方面。低溫等離子體則處于熱力學(xué)非平衡狀態(tài),各種粒子溫度并不相同。
低溫等離子體可通過前沿陡、脈寬窄(納秒級)的高壓脈沖放電在常溫常壓下獲得,其中的高能電子和O˙、OH˙等活性粒子可與各種污染物如CO、HC、NOX、SOX、H2S、RSH等發(fā)生作用,轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、N2、S、SO2等無害或低害物質(zhì),從而使廢氣得到凈化。它可促使一些在通常條件下不易進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)得以進(jìn)行,甚至在極短時間內(nèi)完成,故屬低濃度VOCs處理的前沿技術(shù)。
低溫等離子體主要是由氣體放電產(chǎn)生的,與現(xiàn)代工業(yè)關(guān)系密切,應(yīng)用十分廣泛。按放電方式可分為輝光放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、射頻放電及微波放電等。脈沖電暈是一種新型等離子體技術(shù),屬于冷等離子體,可在常壓、低溫下工作且電子能量適中,因此通常被用于VOCs處理等有害氣體。在20世紀(jì)80年代中期由Masuda和Mizuno等首先提出,目前在中國、日本、俄羅斯和加拿大等地區(qū)都有研究。
FutamuraS等[3]對有害大氣污染物(HAP)在低溫等離子體化學(xué)處理中金屬氧化物的催化活性進(jìn)行了研究,在沒有MnO2作催化劑時,苯的摩爾轉(zhuǎn)化率為30%,而在有MnO2作催化劑時,苯的轉(zhuǎn)化率可高達(dá)94%。KangM等[4]在常壓下用等離子體TiO2催化體系去除初始濃度為1000mg/m3的甲苯廢氣,僅有O2等離子體沒有TiO2催化劑時,甲苯去除率為40%;在TiO2/O2等離子體下,去除率達(dá)到70%;在O2等離子體中,TiO2負(fù)載于γ-Al2O3上時,甲苯的去除率達(dá)到80%。這些研究表明,利用等離子體與催化反應(yīng)的協(xié)同效應(yīng),以提高有機廢氣凈化率、降低能耗是成功的。
