看过来,燃煤电厂烟气中的VOCs治理技术研究有进展了

Date:July 3, 2019 126

  挥发性有机化合物(VOC)是指室温下的饱和蒸气压>133.3Pa,常压下沸点低于260℃的有机化合物,焚烧炉主要包括脂肪烃,芳烃和有机极性物质。脂族烃是指其中在分子中仅包含碳和氢的两种元素,并且碳原子彼此连接以形成链而不形成环的化合物。芳烃是指分子中具有至少一个苯环结构的化合物,例如苯,苯系列和多环芳烃。有机极性是有机物质,其内部电荷分布不均匀。煤燃烧产生的烟道气中的极性物质主要是氧化合物,包括醇类,酮类,醚类,呋喃类和酚类,结构复杂。

      根据之前的报告,燃煤电厂排放的VOC约占人为来源的37%。它是大气中挥发性有机化合物的重要来源之一,具有很强的毒性,刺激性,致癌性和致畸性。性和致突变性等因素将对人类健康RTO资讯动植物生长和生态环境造成极大危害。目前,国内外对VOCs处理技术进行了广泛的研究和探索。下面将介绍和评估这些治疗方法。

  1、活性炭纤维吸附技术

  吸附技术是目前最广泛使用的处理有机废气的方法。它具有简单,高效和低成本的优点。该技术的吸附分离效果的关键在于吸附剂的性能。目前,吸附材料主要是活化焦炭和活性炭。大量研究表明,活性炭纤维(Activated Car.bonfiber,ACF)干吸附技术被认为是一种很有前途的综合处理方法,用于联合去除各种燃煤电厂的污染物。活性炭纤维经过某种前体材料(如粘胶基,聚丙烯腈,基础沥青基,酚醛基等)预处理

  当气体中的O浓度为5%,吸附温度为40℃,烟道气不含水蒸气时,ACF除去甲苯的效果最佳。 SOO-JinPark等。通过电极氧化和氧离子氧化分别进行“2”41官能化ACF改性;刘养生等合成KMnO和NH,H:O为原料合成纳米MnO:然后经浸渍和高温焙烧处理。通过在PAN基活性炭纤维的表面上加载纳米MnO:颗粒来制备ACF-MnO复合材料。

       结果表明,与纯ACF相比,RTOACF-MnO:复合材料可在室温下将甲苯氧化成CO。它对高浓度甲苯气体具有更强的抗渗透能力。侯一宁等制备ACF-TiO:复合材料,结合常温吸附和光催化降解。研究表明,ACF-TiO:该复合材料结合了ACF的吸附优势和TiO的光催化降解优势:甲醛的去除效果比单独使用ACF或TiO更明显。刘建华等人还报道了ACF-TiO:光催化再生复合材料的协同效应是吸附,富集,光催化和再生的有机结合。吸附剂和光催化剂的协同作用是实现高VOCs降解能力。

      ACF在VOCs吸附回收方面具有明显的优势,但也存在成本高,生命周期短,选择性提高等缺点和不足。因此,结合工业应用和当前存在的问题,未来的研究方向应该是不断改进工艺,降低生产成本,改善材料的生命周期,不断探索ACF的功能改性,提高ACF的吸附性能和选择用于VOCs性,同时不断尝试与其他功能材料合成新的多功能复合材料。

  2、等离子体 - 光催化复合净化技术

  等离子体是传统三态(固态,液态,气态)的第四种形式,其性质与物质不同。它是由大量电子,离子,自由基和中性粒子组成的导电流体,其中正电荷和负电荷相等。整体维护是电中性的,可有效降低VOC。然而,等离子体净化技术具有高能耗,低选择性,并且在处理废气的过程中伴随有一些有毒有害的副产物,例如一氧化碳,臭氧,气溶胶颗粒等。这些不利因素严重制约了该技术的工业应用。紫外光催化技术作为一种新型环保型VOCs,也面临着光催化反应器结构和紫外光源的限制,光催化中毒失活,高浓度,大流量废气处理困难,能源利用率低等问题。不足之处使得无法推广到实际应用。

  与纯等离子体净化技术和紫外光催化技术相比,等离子体光催化复合净化技术结合了两者的优点,充分利用等离子体场产生的紫外光,非常有效,节能降低VOCs。其中一种有效的方法已成为国内外研究的热点。 JaeOuchae等。通过等离子体 - 光催化协同系统对室内污染物的去除进行了实验研究。结果表明,等离子体净化技术的简单应用导致大量有害臭氧和一氧化碳气体的形成。之后,该系统可以更有效地降解室内空气中的氨和甲苯,臭氧出口浓度降至1/10,一氧化碳出口浓度也降至1/5。 Hyun-HaKim的老代表研究了等离子体光催化和五种常规等离子体反应器(脉冲,介质阻挡,表面放电,填充床和等离子体催化)对气相苯降解的影响。苯的降解最好,能量利用效率和碳平衡最高,产生的气溶胶最少。

       目前,有许多类型的N型半导体作为催化剂,如TiO:ZnO,Fe:O,CdS和WO等,因为TiO:具有高的光稳定性,紫外线吸收能力和化学反应性,并且便宜。它是无毒的等等。因此,它是目前最理想的半导体材料III'25',它是一种光催化剂。黄碧春等。通过实验发现,紫外等离子体场中的TiO(NTP-P-O:/N :)发射紫外光和氩等离子体场(NTP-P-Ar)发射可见光可以改善系统。甲苯去除率证实,在等离子体场中产生的紫外光和高能电子都可以活化光催化剂TiO:以更有效地催化甲苯的降解。邱作智等研究了介质阻挡放电(DBD)等离子体与不同光催化剂结合降解甲苯的效果。

  结果表明,当等离子体与光催化剂TiO结合时,甲苯的降解速率和能量效率最高:与其他催化剂相比,从45.3%增加到82.7%和0.85g /(kW·h)到1.73g /(千瓦·11);张建芳的老副手也有类似的结论。采用介质阻挡放电(DBD)等离子体结合TiO:光催化剂降解甲醛,发现与单独使用等离子体相比,放电等离子体驱动光催化的协同效应显着提高了甲醛的降解速率,降解程度为也大大改善了。当煅烧温度为400℃且放电电压为20.7kV时,甲醛的降解率高达83.8%。等离子体 - 光催化协同净化系统在VOCs处理领域具有优异的性能,具有良好的应用前景。

       然而,从国内外的研究成果来看,该系统对VOCs分解的实验研究基本上只是为了研究影响某种VOC(如苯或甲苯)分解速率的因素,证实了这种组合。等离子体和光催化具有协同作用。关于等离子体催化的微观反应机理,反应器的结构形式和等离子体催化的最佳组合的报道很少。系统的形成没有理论框架。因此,未来的研究方向应该是进一步探索系统中VOCs有效分解的机理,研究催化剂与反应器的最佳组合,充分发挥协同作用,提高能源效率,最大限度地降低浓度。