催化燃烧 活性炭吸附+脱附+催化燃烧成市场主流
发布时间 : 2019-12-28 浏览次数 : 次挥(hui)发(fa)性(xing)有(you)(you)机废(fei)(fei)气(qi)(以(yi)下简称VOCs)是(shi)一(yi)种(zhong)有(you)(you)害气(qi)体，会污染空气(qi)，影(ying)响人类的(de)健康(kang)，主(zhu)要成(cheng)分包(bao)括：硫(liu)烃(ting)(ting)(ting)(ting)、含(han)氧烃(ting)(ting)(ting)(ting)、氮烃(ting)(ting)(ting)(ting)、卤代烃(ting)(ting)(ting)(ting)、烃(ting)(ting)(ting)(ting)类等多环芳香烃(ting)(ting)(ting)(ting)，由于它们的(de)性(xing)质相似，它们很容易混(hun)合(he)在一(yi)起，在人们的(de)呼(hu)吸中，进(jin)(jin)入(ru)人体，对人的(de)器(qi)官造成(cheng)伤害。因此(ci)，必须对挥(hui)发(fa)性(xing)有(you)(you)机废(fei)(fei)气(qi)进(jin)(jin)行治理，严(yan)格控制工业排放量。
1活性炭吸附法治
本文所指吸附(fu)(fu)(fu)是(shi)指当气体(ti)(ti)(ti)(ti)与多孔固体(ti)(ti)(ti)(ti)材(cai)料接触时(shi)，气体(ti)(ti)(ti)(ti)物(wu)质中(zhong)某一物(wu)质或多种(zhong)物(wu)质在(zai)固体(ti)(ti)(ti)(ti)材(cai)料的内、外表(biao)面处产(chan)生积(ji)蓄(xu)的现象。多孔固体(ti)(ti)(ti)(ti)材(cai)料称(cheng)为(wei)吸附(fu)(fu)(fu)剂(ji)(ji)(ji)，被吸附(fu)(fu)(fu)积(ji)蓄(xu)的物(wu)质称(cheng)为(wei)吸附(fu)(fu)(fu)质。常用的吸附(fu)(fu)(fu)剂(ji)(ji)(ji)有：活性(xing)炭、活性(xing)硅胶、氧化铝等。气体(ti)(ti)(ti)(ti)混合(he)物(wu)能否(fou)通过吸附(fu)(fu)(fu)分(fen)离成功，主(zhu)要取(qu)决(jue)于吸附(fu)(fu)(fu)剂(ji)(ji)(ji)对(dui)吸附(fu)(fu)(fu)质的吸附(fu)(fu)(fu)效果，因此(ci)吸附(fu)(fu)(fu)剂(ji)(ji)(ji)的选择是(shi)确定吸附(fu)(fu)(fu)操作的首要问题。
(1) 活性炭具(ju)有孔径分布(bu)广泛(fan)、孔隙率高(gao)和比表面积大的优点。
(2)活(huo)性炭的机械性能(neng)高、化学性质稳定，能(neng)在较大的pH 范围内(nei)使(shi)用。
(3)活性炭(tan)具有一定的催化活性。
(4) 活(huo)性炭的(de)疏水性使其对挥发性有(you)机化合物(wu)有(you)极(ji)强(qiang)的(de)吸(xi)附(fu)性，并且(qie)能(neng)(neng)在较(jiao)大(da)的(de)湿度下依然保持较(jiao)强(qiang)吸(xi)附(fu)性能(neng)(neng)。
2.1
活性炭(tan)不同孔(kong)(kong)径的(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)隙(xi)具有(you)完全不同的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)机(ji)理(li)(li)。其中微(wei)孔(kong)(kong)(<2nm)吸(xi)附(fu)基本符合微(wei)孔(kong)(kong)填充(chong)理(li)(li)论，即(ji)固(gu)体吸(xi)附(fu)剂(ji)(ji)表(biao)面存在位势场，邻近的(de)(de)(de)(de)VOCs 分(fen)(fen)子在场的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)吸(xi)附(fu)在吸(xi)附(fu)剂(ji)(ji)表(biao)面;过(guo)渡孔(kong)(kong)(2nm 至100nm)吸(xi)附(fu)时(shi)除单分(fen)(fen)子层和(he)多分(fen)(fen)子层吸(xi)附(fu)外(wai)，更主要(yao)的(de)(de)(de)(de)是(shi)通过(guo)毛细凝(ning)聚机(ji)理(li)(li)产生容积填充(chong)吸(xi)附(fu);大孔(kong)(kong)(>100nm)吸(xi)附(fu)主要(yao)是(shi)多分(fen)(fen)子层吸(xi)附(fu)，符合BET 理(li)(li)论。此外(wai)，活性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)径要(yao)和(he)VOCs 的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子大小相匹(pi)配才能被(bei)有(you)效吸(xi)附(fu)。在分(fen)(fen)子大小相匹(pi)配的(de)(de)(de)(de)情况下(xia)，活性炭(tan)孔(kong)(kong)径的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布越均(jun)匀(yun)、孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)形(xing)状(zhuang)越规则(ze)，则(ze)活性炭(tan)吸(xi)附(fu)效果越好。
2.2
活(huo)(huo)性(xing)炭的活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)按活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)方式(shi)可分为物(wu)(wu)理(li)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)和化(hua)(hua)(hua)(hua)学活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)。其(qi)中物(wu)(wu)理(li)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)是利用活(huo)(huo)性(xing)气(qi)体(ti)在(zai)较高温(wen)度下对活(huo)(huo)性(xing)炭进(jin)行弱氧化(hua)(hua)(hua)(hua)，常(chang)用水蒸气(qi)或CO2来活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)炭。化(hua)(hua)(hua)(hua)学活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)法是在(zai)一定温(wen)度下将活(huo)(huo)性(xing)炭浸(jin)渍在(zai)化(hua)(hua)(hua)(hua)学药品中对其(qi)表面进(jin)行改(gai)性(xing)，常(chang)用硝(xiao)酸及其(qi)盐类。
2.3
VOCs浓(nong)度(du)(du)对活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)效(xiao)果(guo)有显著影响。一般情(qing)况下，VOCs初始浓(nong)度(du)(du)越大(da)，其对活性(xing)炭的穿(chuan)透时间和饱和时间越短。活性(xing)炭对高(gao)浓(nong)度(du)(du)VOCs 吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的过程属(shu)于(yu)(yu)物理吸(xi)(xi)(xi)附(fu)，基本(ben)不用考虑化学吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的影响，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)效(xiao)果(guo)主要取决于(yu)(yu)活性(xing)炭孔(kong)径的大(da)小(xiao)和数量;而对于(yu)(yu)低浓(nong)度(du)(du)VOCs 吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的过程属(shu)于(yu)(yu)化学吸(xi)(xi)(xi)附(fu)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)效(xiao)果(guo)主要取决于(yu)(yu)VOCs的化学性(xing)质。
2.4
VOCs的(de)分(fen)(fen)子(zi)量和极性对(dui)活性炭吸附(fu)效果(guo)有很大(da)(da)影响。一般情(qing)况(kuang)下，若VOCs结构(gou)类似，其相(xiang)对(dui)分(fen)(fen)子(zi)质量越(yue)大(da)(da)，则被吸附(fu)得越(yue)多(duo);对(dui)分(fen)(fen)子(zi)质量和结构(gou)都相(xiang)近的(de)VOCs，则是不饱和性越(yue)大(da)(da)越(yue)易被吸附(fu)。
2.5
VOCs的(de)(de)组(zu)(zu)分(fen)不(bu)同(tong)，活性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)的(de)(de)效果不(bu)同(tong)。因为VOCs各组(zu)(zu)分(fen)的(de)(de)吸(xi)附(fu)亲(qin)和力不(bu)同(tong)，在被活性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)时(shi)会产(chan)生竞争效应。VOCs各组(zu)(zu)分(fen)在活性(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)的(de)(de)吸(xi)附(fu)过程(cheng)是(shi)一个吸(xi)附(fu)和解离的(de)(de)动态平(ping)衡过程(cheng)，吸(xi)附(fu)能(neng)力强的(de)(de)VOCs组(zu)(zu)分(fen)先达到动态平(ping)衡，吸(xi)附(fu)能(neng)力弱的(de)(de)VOCs组(zu)(zu)分(fen)后(hou)达到平(ping)衡。
3其他挥发性有机废气(VOCs)治理技术
3.1直接燃烧法
直接(jie)燃(ran)烧(shao)(shao)法(fa)，就是使(shi)VOCs直接(jie)燃(ran)烧(shao)(shao)，其方(fang)法(fa)就是将VOCs直接(jie)通人到焚烧(shao)(shao)炉(lu)中(zhong)(zhong)，就可以使(shi)VOCs在高温中(zhong)(zhong)燃(ran)烧(shao)(shao)。如(ru)果VOCs的(de)浓度高，它们在炉(lu)中(zhong)(zhong)就可以很好的(de)燃(ran)烧(shao)(shao)，生(sheng)成CO2和(he)(he)H2O，当VOCs浓度低时，此时的(de)燃(ran)烧(shao)(shao)由于不充分，就需(xu)要(yao)采(cai)取一(yi)定的(de)措施，如(ru)加(jia)入辅(fu)助燃(ran)料，也会使(shi)VOCs燃(ran)烧(shao)(shao)完全(quan)，最(zui)终使(shi)VOCs完全(quan)生(sheng)成CO2和(he)(he)H2O，这些CO2和(he)(he)H2O就可以排人空气(qi)。
3.2催化燃烧法
催化(hua)燃烧法是在反应系统加入某种催化(hua)剂，在催化(hua)剂的(de)作(zuo)(zuo)用下(xia)，使VOCs能够完(wan)全(quan)反应，生成CO2和(he)H2O，然(ran)后将它们排人到空气中的(de)方法。这种催化(hua)剂的(de)作(zuo)(zuo)用机理，主要是可以降低VOCs的(de)燃点。
3.3生物法
生物过滤法处(chu)(chu)理VOCs，这(zhei)种有机废(fei)气，主要是工业生产、市政污(wu)水、污(wu)泥处(chu)(chu)理的(de)(de)主要来源。为了治理恶臭气体，提出了生物过滤法这(zhei)种技(ji)术，近(jin)年来，随(sui)着科学的(de)(de)发展，发现这(zhei)种处(chu)(chu)理方法对(dui)处(chu)(chu)理VOCs也有较(jiao)好的(de)(de)效果。
3.4吸附法
吸(xi)(xi)(xi)附(fu)法是利(li)用具(ju)有微孔结构的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)剂(ji)(ji)，它的(de)(de)方法是利(li)用这种吸(xi)(xi)(xi)附(fu)剂(ji)(ji)，可(ke)以(yi)将空气(qi)中的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)质吸(xi)(xi)(xi)附(fu)在吸(xi)(xi)(xi)附(fu)剂(ji)(ji)的(de)(de)表面(mian)上，通过(guo)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)剂(ji)(ji)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)将有机物从(cong)主体中分离，这样(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)处理有机废气(qi)。
