有機(jī)廢氣的物化銷毀工藝

1、主講人：李帥主講人：李帥目錄目錄有機(jī)廢氣來(lái)源及危害有機(jī)廢氣來(lái)源及危害有機(jī)廢氣主要處理工藝有機(jī)廢氣主要處理工藝低溫等離子技術(shù)低溫等離子技術(shù)納米納米TiO2光催化技術(shù)光催化技術(shù)微波催化技術(shù)微波催化技術(shù)一、有機(jī)廢氣來(lái)源及危害1.1、有機(jī)廢氣的定義 揮發(fā)性有機(jī)廢氣又稱VOCs，其主要是指常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓下沸點(diǎn)在260以下的有機(jī)化合物，或在20條件下蒸汽壓大于或等于0.01kPa具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物的統(tǒng)稱。 主要包含烴類（烷烴類、烯烴類、芳香烴類）、酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、腈（氰）類等等1.2、有機(jī)廢氣的來(lái)源行業(yè)行業(yè)產(chǎn)生有機(jī)廢氣的來(lái)源產(chǎn)生有機(jī)廢氣的來(lái)源石化類石油化

2、工、石油煉制醫(yī)藥化工有機(jī)化工有機(jī)化學(xué)原料、合成材料、塑料制品表面涂裝類交通運(yùn)輸設(shè)備制造、通用設(shè)備及專用設(shè)備制造、電器機(jī)械及器材、機(jī)械制造1.3、有機(jī)廢氣的危害有機(jī)廢氣類型有機(jī)廢氣類型危害危害苯類有機(jī)物損害人的中樞神經(jīng),造成神經(jīng)系統(tǒng)障礙,當(dāng)苯蒸氣濃度過(guò)高時(shí)(空氣中含量達(dá)2%),可以引起致死性的急性中毒多環(huán)芳烴有機(jī)物致癌性苯酸類有機(jī)物使細(xì)胞蛋白質(zhì)發(fā)生變形或凝固,致使全身中毒腈類有機(jī)物可引起呼吸困難、嚴(yán)重窒息、意識(shí)喪失直至死亡有機(jī)物硝基苯影響神經(jīng)系統(tǒng)、血相和肝、脾器官功能,皮膚大面積吸收可以致人死亡芳香胺類致癌,二苯胺、聯(lián)苯胺等進(jìn)入人體可以造成缺氧癥有機(jī)氮化合物致癌有機(jī)磷化合物降低血液中膽堿脂酶的活

3、性,使神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生功能障礙有機(jī)硫化合物低濃度硫醇可引起不適,高濃度可致人死亡1.4、有機(jī)廢氣的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB162971996）惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB1455493）主要標(biāo)準(zhǔn)主要標(biāo)準(zhǔn)：煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB161711996）飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（試行）（GB184832001）儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB209502007）汽油運(yùn)輸大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB20952007）加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB209522007）合成革與人造革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB219022008）地方標(biāo)準(zhǔn)：地方標(biāo)準(zhǔn)：北京市：煉油與石油化工行業(yè)大氣污染物排

4、放標(biāo)準(zhǔn)（DB11/4472007）大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（DB11/5012007）廣東?。杭揖咧圃煨袠I(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB44/8142010）包裝印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB44/8152010）表面涂裝（汽車制造業(yè)）揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB44/8162010）制鞋行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB44/8172010）二、有機(jī)廢氣主要處理工藝 由有機(jī)廢氣的來(lái)源可以看出，其來(lái)源廣泛，并且種類繁多、成分復(fù)雜、性質(zhì)各異，所以針對(duì)針對(duì)不同的來(lái)源、組成就需要不同的一種工藝或多種工藝去處理。 有機(jī)廢氣的末端控制技術(shù)主要包括兩大類：即回收技術(shù)和銷毀技術(shù)。 回收技術(shù)主要是通過(guò)

5、改變溫度、壓力或者吸附劑和選擇性透過(guò)膜等物理方法，對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行富集分離，繼而完成處理。 銷毀技術(shù)主要是通過(guò)化學(xué)或者生化反應(yīng)，用熱、光、電、催化劑或者微生物等方式將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無(wú)害化合物的方法。回收技術(shù)吸附技術(shù)吸收技術(shù)冷凝技術(shù)膜分離技術(shù)吸附法：吸附法： 吸附法利用某些具有吸附能力的物質(zhì)如活性炭、硅膠、沸石分子篩、活性氧化鋁等具有多孔材料吸附有害成分而達(dá)到消除有害污染的目的。微孔和介孔材料已被廣泛應(yīng)用于吸附過(guò)程。然而，在實(shí)踐中遇到的最常見(jiàn)的多孔材料（如活性炭，硅膠和分子篩）的一些缺點(diǎn)，如低的吸附能力，易燃性，并有與再生有關(guān)的其他問(wèn)題。因此，人們一直專注新型多孔材料的吸附能力，

6、快速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和高可逆性。吸附法的優(yōu)點(diǎn)在于去除效率高、能耗低、工藝成熟、脫附后溶劑可回收。缺點(diǎn)在于是設(shè)備龐大，流程復(fù)雜，投資后運(yùn)行費(fèi)用較高且有二次污染產(chǎn)生，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易中毒。溶劑吸收法：溶劑吸收法： 以液體溶劑作為吸收劑，使廢氣中的有害成分被液體吸收，從而達(dá)到凈化的目的，其吸收過(guò)程是根據(jù)有機(jī)物相似相溶原理，常采用沸點(diǎn)較高、蒸氣壓較低的柴油、煤油作為溶劑，使 VOC 從氣相轉(zhuǎn)移到液相中，然后對(duì)吸收液進(jìn)行解吸處理，回收其中的 VOC，同時(shí)使溶劑得以再生。該法不僅能消除氣態(tài)污染物，還能回收一些有用的物質(zhì)，可用來(lái)處理氣體流量一般為 300015 000 m3/h、濃度為 0

7、.05%0.5%（體積分?jǐn)?shù)）的VOC，去除率可達(dá)到 95%98%。該法的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)處理大風(fēng)量、常溫、低濃度有機(jī)廢氣比較有效且費(fèi)用低，而且能將污染物轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品。但溶劑吸收法仍有不足之處，由于吸收劑后處理投資大，對(duì)有機(jī)成分選擇性大，易出現(xiàn)二次污染。因而在處理VOC時(shí)需要選擇多種不同溶劑分別進(jìn)行吸收，較大增加了成本與技術(shù)復(fù)雜性。另外，有機(jī)物在吸收劑中的溶解度、有機(jī)廢氣的濃度、吸收器的結(jié)構(gòu)形式，如填料塔、噴淋塔，液氣比、溫度等操作參數(shù)等均為吸收法的影響因素，任何一項(xiàng)發(fā)生改變將或多或少影響到吸收法效用。冷凝技術(shù)冷凝技術(shù)：這是按照氣態(tài)污染物在壓力下以及溫度的區(qū)別中具有各種的飽和蒸汽壓，能經(jīng)過(guò)減少溫度以

8、及提高壓力讓部分氣態(tài)污染物凝結(jié)成液體，符合凈化、回收的作用。冷凝法使用費(fèi)用不低，需要附屬冷凍設(shè)備，主要應(yīng)用于制藥、化工行業(yè)。適用在高濃度和高沸點(diǎn)VOCs的回收，對(duì)于低濃度有機(jī)廢氣很難使用；單純的冷凝法常常無(wú)法符合規(guī)定的分離要求，所以一直被吸附、燃燒等凈化高濃度廢氣的預(yù)處理過(guò)程。膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)：膜分離技術(shù)是使用對(duì)有機(jī)物具有選擇滲透性的聚合物膜,在壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行VOC的滲透分離。該膜對(duì)有機(jī)蒸汽較空氣更易于滲透10100倍。當(dāng)廢氣與膜表面接觸時(shí)，有機(jī)物可以透過(guò)膜，進(jìn)而使有機(jī)物和空氣分離開(kāi)來(lái)，達(dá)到對(duì)有機(jī)物進(jìn)行回收的目的。為了保證過(guò)程的運(yùn)行，在膜的進(jìn)料側(cè)使用壓縮機(jī)或滲透?jìng)?cè)使用真空泵，使膜的兩側(cè)形成

9、壓力差，達(dá)到膜滲透所需的推動(dòng)力。膜分離技術(shù)與其他回收技術(shù)相比，其回收效率高，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二次污染。但其不足之處是投資高，因此，通常用于處理高濃度、較小流量的有機(jī)廢氣，一般用于回收具有高價(jià)值的VOCS，例如鹵化碳?xì)浠衔锏?。熱力焚燒技術(shù)微波催化技術(shù)光催化技術(shù)等離子體技術(shù)生物技術(shù)銷毀 技術(shù) 熱力焚燒技術(shù)：熱力焚燒技術(shù)：熱力焚燒技術(shù)分為直接燃燒法、催化燃燒法和濃縮燃燒法。其破壞機(jī)理是氧化、熱裂解和熱分解，從而達(dá)到治理VOCs的目的。熱力焚燒技術(shù)適合小風(fēng)量，高濃度的氣體處理，對(duì)于連續(xù)排放氣體的場(chǎng)合,使用設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，操作方便，占地面積少，另外可以回收利用熱能，氣體凈化徹底。由于熱力焚燒技術(shù)是催化燃

10、燒，所以要求的起燃溫度低，大部分有機(jī)物和 CO 在 200400 即可完成反應(yīng)，故輔助燃料消耗少，而且大量地減少了氮化物的產(chǎn)生，適用于較多場(chǎng)合。但熱力焚燒技術(shù)有燃燒爆炸危險(xiǎn)，熱力燃燒需消耗燃料，不能回收溶劑。而熱催化氧化法中不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術(shù)處理有機(jī)廢氣必須對(duì)廢氣作前處理。生物處理法：生物處理法：生物處理技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)廢氣的凈化處理是近幾年才開(kāi)始的，是一項(xiàng)新興的技術(shù)。常見(jiàn)的生物處理工藝包括生物過(guò)濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、膜生物反應(yīng)器和轉(zhuǎn)盤式生物過(guò)濾反應(yīng)器法。 生物膜法是利用微生物的新陳代謝

11、過(guò)程對(duì)多種有機(jī)物和某些無(wú)機(jī)物進(jìn)行生物降解，生成CO2 和H2O，進(jìn)而有效去除工業(yè)廢氣中的污染物質(zhì)。該法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)成分復(fù)雜的廢氣或難以降解的VOC，去除效果較差,體積大和停留時(shí)間長(zhǎng)，選用不同的填料其降解有機(jī)廢氣的效果參差不同。吸附法和催化燃燒法已經(jīng)有了工程規(guī)范催化燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范(HJ2027-2013) S吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范(HJ2026-2013)S但由于回收技術(shù)中的吸收法、吸附法、冷凝法和焚燒技術(shù)等均有著或多或少的缺陷。吸附法中不同的吸附劑對(duì)有機(jī)廢氣的吸收量不同，而且吸附劑價(jià)格比較昂貴；直接燃燒法和催化燃燒法投資費(fèi)

12、用較高，且不適用與常見(jiàn)的低濃度的有機(jī)廢氣處理；吸收法難以處理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且難溶于水的有機(jī)廢氣，同時(shí)也容易造成二次污染問(wèn)題；基于這些方法的不足之處，揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理新技術(shù)成為了新的研究方向。三、低 溫 等 離 子 體 技 術(shù)等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的著火電壓時(shí)，氣體分子被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。等離子體依據(jù)其粒子溫度可分為熱平衡等離子體和非平衡等離子體。前者也稱熱等離子體體系中各種粒子溫度接近相等, 約為 5103 2104K , 由稠密氣體(常壓或高壓)電弧放電或高頻放電產(chǎn)生.后者也稱低溫等離子體，由稀薄氣體(低壓下)

13、激光、 射頻或微波等激發(fā)放電產(chǎn)生, 其電子溫度高達(dá) 104K 以上 , 能夠有效地激活分子引發(fā)化學(xué)反應(yīng), 而氣相主體卻可以保持較低的溫度 300 500 K 。3.1、低溫等離子的概念3.2、低溫等離子技術(shù)原理低溫等離子技術(shù)是指在電場(chǎng)作用下，高頻放電產(chǎn)生瞬間高能，進(jìn)而可以使有機(jī)廢氣分子中的化學(xué)鍵斷裂，分解成無(wú)害分子或單質(zhì)原子，并且在產(chǎn)生等離子體的過(guò)程中，會(huì)有高能電子、正負(fù)離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強(qiáng)氧化性的自由基的產(chǎn)生，這些附屬產(chǎn)物可以氧化有機(jī)廢氣中的分子。其等離子的產(chǎn)生具有多樣性，主要類型有：電暈放電（corona discharge）、輝光放電（glow discharge）、介質(zhì)阻擋放電（d

14、ielectric barrier discharge）、射頻放電(radio frequency discharge)、以及微波放電(microwave discharge)等。電暈放電（corona discharge）氣體介質(zhì)在不均勻電場(chǎng)中的局部自持放電。最常見(jiàn)的一種氣體放電形式。在曲率半徑很小的尖端電極附近，由于局部電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)氣體的電離場(chǎng)強(qiáng)，使氣體發(fā)生電離和激勵(lì) ，因而出現(xiàn)電暈放電引。輝光放電（glow discharge ）：低壓氣體中顯示輝光的氣體放電(空氣中的電子大概在1000對(duì)/cm,由于高壓放電現(xiàn)象在低氣壓狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生輝光現(xiàn)象）現(xiàn)象，即是稀薄氣體中的自持放電（自激導(dǎo)電）現(xiàn)象

15、。自持放電所屬現(xiàn)代詞，指的是不依賴外界電離條件，僅由外施電壓作用即可維持的一種氣體放電。介質(zhì)阻擋放電（dielectric barrier discharge）：是有絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種非平衡態(tài)氣體放電又稱介質(zhì)阻擋電暈放電或無(wú)聲放電。射頻放電(radio frequency discharge)： 是介于電暈放電和介質(zhì)阻擋放電兩者之間的一種特殊形式。其原理可用電暈放電來(lái)解釋，只是將另一電極移至無(wú)窮遠(yuǎn)處而只有一個(gè)電極。由于射頻單電極電暈放電只有一個(gè)電極，并且可以在大氣壓下工作，只要有足夠高的電壓和頻率，即可獲得穩(wěn)定的大范圍的電暈放電微波放電(microwave discharge)：微波放

16、電的電磁波的波長(zhǎng)和耦合器及放電管的尺寸可以比擬，在這樣的放電中，由于頻率很高的電子如果不與周圍粒子碰撞就很難得到足夠的能量來(lái)激發(fā)原子（分子）發(fā)光，因此在微波放電中電子與周圍粒子的彈性碰撞具有決定性作用3.3、低溫等離子技術(shù)研究進(jìn)展梁文俊等人1通過(guò)交流電暈放電，研究了低溫等離子體法處理苯和甲苯廢氣。發(fā)現(xiàn)了在放電電場(chǎng)內(nèi)，苯和甲苯的去除率都隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的提高而增大，隨著氣體流速的增大而減小，同時(shí)在較高的電場(chǎng)強(qiáng)度下，有填料比無(wú)填料的反應(yīng)器對(duì)苯和甲苯的去除率高。同時(shí)通過(guò)色譜分析出，其產(chǎn)物為CO2、CO和H20，而無(wú)其他產(chǎn)物。Sanon等人2用直流電暈放電對(duì)含有苯的模擬廢氣進(jìn)行處理,并研究了溫度對(duì)降解苯的

17、影響。試驗(yàn)表明溫度對(duì)苯的降解影響不大,特別是在放電電流大于1mA時(shí)影響更小。在放電電流為1.5mA,溫度在室溫到400的范圍內(nèi),苯的降解率均在90%-95%竹濤等人3通過(guò)變頻交流高壓電電源和管-線式填充床低溫等離子體反應(yīng)器，研究低溫等離子體-催化耦合作用對(duì)甲苯處理效果，結(jié)果表明，該技術(shù)極大地提高了甲苯降解率(接近99%)，增加了能量效率(是等離子體單獨(dú)作用的2.3倍以上)，有效地降低了反應(yīng)副產(chǎn)物及臭氧的產(chǎn)量。侯健等4設(shè)計(jì)了類似的反應(yīng)器用于脫除H2S和CS2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在電壓12kV、H2S分壓4kPa、放電時(shí)間15s時(shí),惡臭氣體去除率約為100%。3.4、低溫等離子技術(shù)工程應(yīng)用二甲胺廢氣處

18、理二甲胺廢氣處理-中國(guó)石化齊魯分公司腈綸廠工業(yè)廢氣處理工程中國(guó)石化齊魯分公司腈綸廠工業(yè)廢氣處理工程 技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)：技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)：齊魯石化股份有限公司腈綸廠 處理風(fēng)量：1000Nm3/h 流速：9m/s 電耗：0.003KW/Nm3 采用低溫等離子體工業(yè)廢氣治理技術(shù)，二甲胺兩級(jí)去除率99%。 工藝流程確定：工藝流程確定：擬處理的異味氣體主要含有DMF（N,N-二甲基甲酰胺）和二甲胺，根據(jù)其特點(diǎn)，同時(shí)考慮運(yùn)營(yíng)成本及管理維護(hù)方便性，本方案工藝路線擬采用“低溫等離子體廢氣處理技術(shù)”工藝來(lái)處理該廢氣。對(duì)廠區(qū)內(nèi)三股廢氣分別進(jìn)行收集，然后集中在一起輸入凈化裝置，凈化后的氣體擬采用煙囪高空排放。工藝路線說(shuō)明：

19、工藝路線說(shuō)明：異味氣體從氣體收集系統(tǒng)收集后首先進(jìn)入除水器中進(jìn)行水氣分離，然后排入氣體分配器中均質(zhì)均量，再進(jìn)入等離子體反應(yīng)器單元，在該區(qū)域由于高能電子的作用，使異味分子受激發(fā)，形成帶電粒子或分子間的化學(xué)鍵被打斷產(chǎn)生自由基等活性粒子，這些活性粒子和O2反應(yīng)以達(dá)到消除異味目的。同時(shí)空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會(huì)產(chǎn)生OH自由基、氧原子、臭氧等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)也會(huì)與異味分子反應(yīng)，使其分解，從而促進(jìn)異味消除。由于氣體在等離子體反應(yīng)器中停留時(shí)間很短，不到1秒時(shí)間，等離子體出氣中含有部分未來(lái)得及徹底反應(yīng)的碎片粒子和活性氧等成份，因此在等離子體出氣端設(shè)計(jì)催化氧化床，以使碎片粒子和活性氧等充分

20、反應(yīng)，徹底達(dá)到消除異味的目的。凈化后的氣體經(jīng)排氣筒高空排放。四、納米TiO2光催化技術(shù)光催化是指，用一種光去照射光觸媒，通過(guò)光觸媒的自身特點(diǎn)，達(dá)到去除污染物的作用。光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，光觸媒是利用自然界存在的光能轉(zhuǎn)換成為化學(xué)反應(yīng)所需的能量，來(lái)產(chǎn)生催化作用，使周圍之氧氣及水分子激發(fā)成極具氧化力的自由負(fù)離子。幾乎可分解所有對(duì)人體和環(huán)境有害的有機(jī)物質(zhì)及部分無(wú)機(jī)物質(zhì)，不僅能加速反應(yīng)，亦能運(yùn)用自然界的定侓，不造成資源浪費(fèi)與附加污染形成。4.1、光催化的概念4.2、納米TiO2光催化技術(shù)原理納米TiO2半導(dǎo)體粒子含有能帶結(jié)構(gòu),由一個(gè)充滿電子的低能價(jià)帶和一個(gè)空的

21、高能導(dǎo)帶構(gòu)成,它們之間由禁帶分開(kāi)。禁帶寬度為3.2eV,所以當(dāng)用波長(zhǎng)小于或等于387.5nm的光照射時(shí),價(jià)帶上的電子被激發(fā),越過(guò)禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶,同時(shí)在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴。與金屬不同,半導(dǎo)體粒子的能帶間缺少連續(xù)區(qū)域,受光激發(fā)產(chǎn)生的導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴在復(fù)合之前有足夠的壽命納秒級(jí)。在電場(chǎng)力作用下,電子與空穴分離并遷移到粒子表面的不同位置,與吸附溶解在其表面的氧氣和水反應(yīng)。分布在表面的空穴將OH-和水氧化成OH自由基。電子與表面吸附的氧分子反應(yīng),分子氧不僅參與還原反應(yīng),還是OH自由基另外一個(gè)來(lái)源。上面的式子中,產(chǎn)生了非常活潑的OH自由基,超氧離子自由基O2及HO2自由基,這些都是氧化性很強(qiáng)的活潑自由基

22、,能夠?qū)⒏鞣N有機(jī)物直接氧化CO2為水等無(wú)機(jī)小分子。而且因?yàn)樗鼈冄趸芰?qiáng),使氧化反應(yīng)一般不停留在中間步驟,不產(chǎn)生中間產(chǎn)物。OH具有極強(qiáng)的氧化能力,能氧化大多數(shù)的有機(jī)污染物及部分無(wú)機(jī)污染物,將其最終降解為CO2 、H2O等無(wú)害物質(zhì),同時(shí)也能與細(xì)菌內(nèi)的有機(jī)物反應(yīng),生成和玩,從而在短時(shí)間內(nèi)就能殺死細(xì)菌,同時(shí)消除惡臭和油污。并且OH對(duì)反應(yīng)物幾乎無(wú)選擇性,因而在光催化氧化中起著決定性的作用。4.3、納米TiO2光催化技術(shù)研究進(jìn)展張建平等人5比較了不同TiO2結(jié)構(gòu)（P-25TiO2和介孔TiO2）對(duì)三氯乙烯的光催化效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在P-25TiO2催化下，紫外光照10min三氯乙烯的轉(zhuǎn)化率為79%左右，40

23、min后，轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在87%；相同實(shí)驗(yàn)條件下，在介孔TiO2催化下，光照10min后三氯乙烯轉(zhuǎn)化率就達(dá)到91.5%，反應(yīng)30min后轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在95%。丁震等人6通過(guò)納米TiO2對(duì)氣相中甲醛光催化降解的研究，以室內(nèi)空氣典型污染物甲醛氣體為模型反應(yīng)物,研究了3種不同改性納米TiO2光催化劑對(duì)甲醛氣體的光催化作用,3種光催化反應(yīng)器的催化效率以及環(huán)境因素對(duì)光催化效率的影響,同時(shí)考察了催化劑的失活特征.結(jié)果表明:該負(fù)載型納米TiO2光催化劑具有較高的光催化活性,其中摻鑭115%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的TiO2對(duì)甲醛的降解率最高,60min達(dá)到91.5%,大于摻鐵和摻銀;泡沫鎳板作為負(fù)載載體的光催化效率大于玻璃彈

24、簧和不銹鋼絲網(wǎng);循環(huán)風(fēng)量和不同波長(zhǎng)紫外光對(duì)該光催化反應(yīng)影響不大,反應(yīng)中催化劑存在失活現(xiàn)象,但在清潔后能夠恢復(fù).李瑛等人7制備了納米TiO2復(fù)合膜，模擬大氣環(huán)境光催化氧化氣態(tài)苯胺。結(jié)果表明，當(dāng)TiO2含量為5%時(shí)，紫外光照7h后苯胺的降解轉(zhuǎn)化率最高，達(dá)到84.7%；同時(shí)，水汽的加入能促使苯胺的降解，降解率可提高至94%。這可能是由于水汽與催化劑表面的電子和空穴發(fā)生反應(yīng)生成更多的羥基基團(tuán)，強(qiáng)氧化性的羥基基團(tuán)可以直接與苯胺反應(yīng)，將其徹底氧化，從而提高了光催化的效率。4.4、納米TiO2光催化技術(shù)工程應(yīng)用再工程應(yīng)用中較多以江陰海達(dá)彩涂為例：使用納米TiO2光催化技術(shù)處理涂裝廢氣廢氣中主要污染物：大量苯

25、乙烯、苯、甲苯、二甲苯、丁酮、醛、硫化物、氮氧化物等廢氣主要流程工藝圖：主要流程工藝圖：收集裝置支管道手動(dòng)風(fēng)閥主管道水噴淋光氧催化設(shè)備變頻風(fēng)機(jī)煙囪離地15m高空排放工藝介紹：工藝介紹：收集裝置：收集裝置：將噴漆產(chǎn)生的含有粉塵、油漆顆粒的廢氣通過(guò)支管道送入主管道（每條支管道上安裝一個(gè)手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，防止吸風(fēng)不均勻和吸風(fēng)吸不動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生），然后通過(guò)主管道將廢氣送入水噴淋處理裝置。水噴淋預(yù)處理水噴淋預(yù)處理：首先廢氣進(jìn)入水噴淋，噴淋室內(nèi)噴淋液經(jīng)過(guò)霧化器的霧化形成層層水膜，首先廢氣由噴淋塔進(jìn)氣口流入空氣室，然后經(jīng)過(guò)第一層填料進(jìn)行水洗，去除廢氣中的40%-60%的粉塵、油漆

26、顆粒以及溶解部分溶于水的廢氣，然后進(jìn)入第二層填料進(jìn)行水洗，完全去除廢氣中全部的粉塵、油漆顆粒和溶解部分溶于水的廢氣（防止油漆粘結(jié)燈管，影響光氧設(shè)備凈化效率和后續(xù)設(shè)備的維護(hù)成本）。然后經(jīng)水噴淋上端的除霧器進(jìn)行水份吸收。接著廢氣進(jìn)入光氧催化設(shè)備。光氧催化設(shè)備分解廢氣分子光氧催化設(shè)備分解廢氣分子：運(yùn)用253.7納米波段光切割、斷鏈、燃燒、裂解廢氣分子鏈，改變分子結(jié)構(gòu)，為第一重處理；取185納米波段光對(duì)廢氣分子進(jìn)行催化氧化，使破壞后的分子中子或原子以O(shè)3進(jìn)行結(jié)合，使有機(jī)或無(wú)機(jī)高分子惡臭化合物分子鏈，在催化氧化過(guò)程中，轉(zhuǎn)變成低分子化合物CO2、H2O等，為第二重處理；再根據(jù)不同的廢氣成分配置27種以上相

27、對(duì)應(yīng)的惰性催化劑，催化劑采用蜂窩狀金屬網(wǎng)孔作為載體，全方位與光源接觸，惰性催化劑在338納米光源以下發(fā)生催化反應(yīng)，放大10-30倍光源效果，使其與廢氣進(jìn)行充分反應(yīng)，縮短廢氣與光源接觸時(shí)間，從而提高廢氣凈化效率，催化劑還具有類似于植物光合作用，對(duì)廢氣進(jìn)行凈化效果，為第三重處理，通過(guò)三重處理后的廢氣其除臭最高可達(dá)99%以上，凈化、脫臭效果大大超過(guò)GB16297-1996大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，GB14554-93惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。最后經(jīng)高能紫外線光解催化氧化處理后的廢氣通過(guò)后端風(fēng)機(jī)抽風(fēng)形成負(fù)壓從15m煙囪安全、達(dá)標(biāo)的排放到大氣中。五、微微波催波催化化技技術(shù)術(shù)微波是一種電磁

28、波，頻率在 300MHz 300GMHz（波長(zhǎng)在 1 cm1 m）區(qū)域內(nèi)，用于加熱的微波頻率一般固定在 2450 MHz（波長(zhǎng) 12.2 cm）或 900 MHz（波長(zhǎng) 33.3 cm）。5.1、微波的概念5.2、微波催化的原理許多有機(jī)化合物都不直接明顯地吸收微波，但可利用某種強(qiáng)烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質(zhì)而誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。其催化原理是:當(dāng)微波輻射聚焦到催化劑床表面上時(shí)，由于微波能與催化劑（如銅錳氧化物）表面金屬點(diǎn)位的強(qiáng)烈相互作用，微波能被迅速轉(zhuǎn)變成熱能，從而使這些表面點(diǎn)位有選擇性地被很快加熱至很高溫度。這些 “熱點(diǎn)”的溫度比催化劑的平均溫度高許多，當(dāng)反應(yīng)物分子與這些活性點(diǎn)接觸

29、時(shí)即可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。盡管反應(yīng)器中的任何有機(jī)試劑都不會(huì)被微波直接加熱，但當(dāng)它們與受激發(fā)的表面點(diǎn)位接觸時(shí)卻可以發(fā)生反應(yīng)。通過(guò)適當(dāng)控制微波脈沖的開(kāi)關(guān)時(shí)間，可以控制催化劑表面的溫度，加上適當(dāng)控制反應(yīng)物的壓力和流速，就可以進(jìn)一步控制化學(xué)反應(yīng)并減少副反應(yīng)的發(fā)生。5.3、微波催化的研究進(jìn)展侯晨8通過(guò)對(duì)微波加熱催化熱解甲苯發(fā)現(xiàn)，甲苯原始濃度為0.002mg/L時(shí),20min后穩(wěn)定在85%左右，甲苯原始濃度為0.02mg/L時(shí)，催化熱解率由91%逐漸升高，20min后穩(wěn)定在97%左右。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，微波催化熱解甲苯利用的主要是微波的熱效應(yīng)，對(duì)比常規(guī)加熱方法，微波加熱對(duì)催化劑的表面活性物質(zhì)及空隙分布有積極影響且對(duì)催化

30、劑結(jié)晶影響小。Chang Yu Cha等9-10試驗(yàn)研究表明，用微波加熱方法,在對(duì)含有三氯乙烯的廢氣進(jìn)行處理時(shí),其催化氧化效率達(dá)98%。楊力11等人通過(guò)對(duì)雙組分甲苯、氯苯的微波催化氧化的研究，發(fā)現(xiàn)，在處理雙組分有機(jī)廢氣時(shí)，雙組分甲苯和氯苯在催化劑上存在明顯的競(jìng)爭(zhēng)吸附，其各自的吸附容量均小于單組分。在單組分時(shí)，甲苯和氯苯的轉(zhuǎn)化率分別為98%和95%，但在雙組分時(shí)，只能達(dá)到93%和90%。5.4、微波催化的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：微波催化氧化法在處理環(huán)狀芳香族有機(jī)廢氣方面，有著極高的降解率，可以高效的破壞苯環(huán)結(jié)構(gòu)，使苯環(huán)打開(kāi)，進(jìn)而徹底分解成二氧化碳和水。與常規(guī)加熱催化熱解技術(shù)相比，微波催化氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是催化熱解效率高、能耗比較低、吸附劑的損耗小、啟動(dòng)迅速、解吸時(shí)間比較短、對(duì)環(huán)境溫度影響??；缺點(diǎn)：對(duì)不同的有機(jī)廢氣需要選擇不同的吸附劑，而且微波功率、加熱時(shí)間、載氣流量等對(duì)微波