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    VOCs治理最有應用前景的技術之一催化燃燒

    發布人:河北明駿環保設備   發布時間:2019-10-24

    在我國,VOCs已經作為一種污染物開始進行系統的防治,國內外對VOCs的治理技術也開展了大量的研究和實踐。VOCs的治理技術多種多樣,在應用中應該根據工廠的實際情況做出合理的選擇。專家認為,催化燃燒技術因起燃溫度低、適用范圍廣、沒有二次污染等特點成為最有應用前景的VOCs處理技術之一。

    揮發性有機化合物(VOCs)是空氣污染的主要物質之一,能產生光化學煙霧,同時也是PM2.5的重要前驅體。VOCs的治理技術主要分為回收與銷毀兩大類,在這些治理技術中,催化燃燒技術由于起燃溫度低、適用范圍廣、沒有二次污染等特點成為最有應用前景的處理技術之一。這篇文章綜述了VOCs治理技術,并著重介紹了催化燃燒VOCs的研究進展。

    揮發性有機化合物(VOCs)是指室溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓沸點低于260°C的有機化合物。VOCs種類繁多,絕大部分具有刺激性氣味,能夠引起中毒、致癌作用,而且VOCs是形成光化學煙霧與大氣顆粒物質PM的重要來源。我國作為制造業大國,VOCs排放量已達到了世界第一,其中工業生產排放的VOCs由于其排放濃度高、持續時間長、污染物種類多、對區域內的空氣質量影響顯著,所以急需治理。

    為了有效治理VOCs的污染,國家制定了一系列法律法規。2016年1月1日起施行的修訂版《大氣污染防治法》首次將VOCs納入監管范圍,同時,首次將VOCs列入國家發展規劃中,計劃“十三五”期間,在重點區域、重點行業,其排放總量下降10%以上,預估共1000多萬tVOCs。目前我國VOCs排放量較高的地區主要是京津冀、長江三角洲和珠江三角洲這些經濟和工業比較發達的地區,VOCs逐漸成為這些地區大氣污染治理領域的重點。北京市率先進行VOCs排污費的征收,其收費標準為20元/kg,最高可達40元/kg。至今已有北京、上海、河北、江蘇等16個省市陸續發布了揮發性有機物排污費征收細則。

    VOCs治理技術

    在我國,VOCs已經作為一種污染物開始進行系統的防治,國內外對VOCs的治理技術也開展了大量的研究和實踐,環保部也征集和篩選了一批VOCs污染防治的先進技術,編寫了(2016年國家先進污染防治技術目錄(VOCs防治領域)》,其治理技術主要分為回收與銷毀。

    催化燃燒處理VOCs

    催化燃燒是有機氣體在較低的溫度下,于催化劑表面發生無火焰燃燒而分解為二氧化碳和水蒸汽,并釋放熱量。催化燃燒技術的核心是催化劑,要求催化劑具有較低的起燃溫度、較寬的溫度窗口以及良好的熱穩定性和機械強度。催化燃燒VOCs催化劑按照使用活性組分的不同可以將分為兩大類:一類是貴金屬催化劑,包括Pt、Pd、Au等;另一類是非貴金屬催化劑,包括Cu、Mn、Ce、Co、Fe等。貴金屬催化劑。

    貴金屬催化劑由于其催化活性高、起燃溫度低,而被廣泛應用于VOC消除反應中。Huang等將Pd、Pt、Au、Ag、Rh負載于^y—A1203載體上,用于鄰二甲苯的催化燃燒反應,結果發現在相同的工況下,其催化性能順序為:Pd>Pt>Ag>Rh>Au;而Jung等同樣將Pd、Pt、Ru負載于一A1203之上,察其對甲醇的催化燃燒性能,從實驗結果的完全轉化溫度分析,其催化性能順序為Pt>Ru>Pd,這與Huan的測試結果不一樣,說明對于不同的反應物,催化劑所呈現的性能存在一定的差異。

    除了活性組分的種類,活性組分負載于載體表面的方法也對催化劑催化氧化VOCs效果有一定影響,如Walerczyk等分別用微波加熱法與共浸漬法制備了Pt/ZnA10用于催化氧化異丁烷,結果發現低負載量時,微波加熱法有助于Pt粒子的分散,而使得該方法制得的催化劑性能優于共浸漬法。貴金屬催化劑中,研究與應用比較多的主要是Pt與Pd催化劑,而Au催化劑也得到了一定研究。Aboukais等通過對比不同制備方法制備的Au/CeO:催化劑的理化性質及催化性能,認為活性金屬的高價氧化態是其高催化活性的主要原因,同時認為,這也是影響Ag/CeO催化劑性能的主要原因。Ag催化劑在催化燃燒VOCs時,其催化性能并不突出,而多被應用于等離子體協同催化處理VOCs。

    雖然貴金屬催化劑在催化燃燒VOCs方面有很多優點,但在水蒸汽、鹵素存在的情況下,貴金屬催化劑會出現中毒失活的情況。貴金屬催化劑熱穩定性差和抗毒性差等缺點,已經不能完全滿足當前日益嚴格的有機廢氣排放要求。

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