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低溫等離子光觸媒催化處理VOC廢氣研究與應用!

催化燃燒設備作者:小編 催化燃燒設備時間:2021-04-29 15:45:49 催化燃燒設備點擊:

低溫等離子體光催化劑在VOC廢氣催化處理中的研究與應用 

#近年來,隨著空氣污染的增加,國內外有關VOC排放的法規越來越嚴格。但是,由于治理成本高,行政監督所需的VOC排放標準不足以及企業對VOC排放和控制的重視不足等。

由于各種因素,許多工廠的VOC廢氣會直接排放到大氣中,從而嚴重破壞環境質量。  

 1。 VOC廢氣處理中的低溫等離子體光催化劑催化  

低溫等離子體技術處理污染物的原理是,在外部電場的作用下,大量的介電放電產生的能量電子轟擊污染物分子,使它們離子化,離解和激發。然后引發一系列復雜的物理和化學反應,使復雜的大分子污染物轉化為簡單的小分子安全物質,或將有毒有害物質轉化為無毒,無害或低毒,低害的物質,從而可以降解和去除污染物。 

低溫等離子體技術對大氣和低濃度污染物氣體的處理效率高,是一種具有很高性價比的有效處理技術。  

該方法具有優勢具有效率高,成本低,設備適應性強,占地面積小,操作和控制方便,啟停方便,與涂裝工藝同步,可根據污染物來源和排放要求進行升級的特點。 

作為在環境污染處理領域具有強大潛力的高科技,等離子體吸引了國內外相關學科的高度重視。  

單一等離子處理有機廢物煤氣效率更高,副產物更少,不會造成二次污染。但是,其較高的能耗和較低的能源效率是目前需要解決的問題。等離子體復合光催化可以彌補其缺點。等離子體催化劑是TiO2,它是一種帶隙為Eg \\ u003d3.2eV的半導體化合物。只有短波長的陽光可以被吸收以刺激其活動。因此,在設計反應裝置時,需要添加紫外線光源。  

 2。 VOC技術中低溫等離子體光催化劑的催化分析  

 1。吸附技術  

吸附技術使用具有大比表面積的固體吸附劑來捕獲廢氣中的VOC,從而從氣體中分離出有害成分。當吸附達到飽和時,將水蒸氣或熱空氣用作解吸劑以去除吸附劑表面。 

 VOC會被解吸并回收。  

 2。冷凝技術  

冷凝技術是使用具有不同飽和蒸氣壓的氣態污染物,通過降低溫度或增加壓力,將VOC冷凝成液滴并與氣體分離,然后污染物通過不同的冷凝溫度逐漸分離。  

 3。膜分離技術  

膜分離技術利用不同氣體分子通過聚合物膜的不同溶解和擴散速度,在一定壓力下實現分離。膜兩側的氣體分壓差是膜分離的驅動力,可以通過壓縮進氣或在膜的滲透側使用真空泵來實現。因此,膜分離過程通常與冷凝或壓縮過程結合在一起。  

 4。燃燒處理技術和催化燃燒技術  

基于熱回收的直接燃燒技術

方法可分為直接焚燒和蓄熱焚燒。 

直接焚燒方法是將有機廢氣加熱到約800℃的一定溫度,使其完全氧化分解,生成CO2和H2O。再生焚化方法是在燃燒廢氣中積聚熱量,該熱量用于加熱要處理的廢氣。節能效果明顯。這種方法的去除效率可以達到99以上。但是,當燃燒不完全時,很容易產生氮氧化物并引起二次污染。 

該方法適用于汽車和家用電器等烤漆行業中高溫高濃度有機廢氣的處理。  

催化燃燒技術添加了催化劑進入燃燒系統,使易燃的揮發性有機化合物在催化劑表面發生多相氧化反應,并在約300-500℃催化氧化分解成二氧化碳和水。 

催化燃燒的溫度低于熱焚燒的溫度,可以大大降低設備的運行成本。但是,當廢氣中含有會導致催化劑中毒的硫和鹵素有機化合物時,不適合使用催化燃燒  

 5。光催化劑催化降解技術  

納米TiO2光催化劑的催化降解具有納米半導體顆粒的量子尺寸效應,使導帶和價帶能級變為三能級,能隙變寬,導帶變負,價帶變正,也就是說,在光催化劑催化作用中它具有很強的氧化還原能力,從而提高了其光催化劑的催化活性。波長較短的n 

紫外光具有最強的光子能量。當環境中的紫外線的能級比大多數廢氣物質的分子結合能強時,它可以將污染物的分子鍵分解成自由離子,并且波長低于200nm 

短波紫外線會分解O2分子并產生臭氧O3。經過大量實驗驗證,選擇了185nm的波長。  VOCs廢氣處理設備、催化燃燒設備、沸石轉輪設備、RTO廢氣處理設備、布袋除塵器等環保設備

游離態的污染物離子很容易被O3氧化,生成簡單,低危害或無害的物質,例如CO2 ,H2O等,以達到廢氣凈化處理的目的。 

通過紫外光解法獲得的臭氧在獲得復合離子光子的能量后可以極快地分解,分解后會產生更多的氧化性自由基O,OH和H2O。 

# ##自由基O,OH和H2O與惡臭氣體發生一系列協同和連鎖反應,惡臭氣體最終被氧化并降解為低分子物質CO2和H2O,以達到最終的除臭目的。在研究過程中,進一步發現惡臭氣體的相對分子質量越大,紫外線光解和氧化的作用越明顯。 

在特殊能級的紫外線的作用下,大多數化學物質都可以被有效分解。  

 6生物降解技術  

生物降解技術意味著含VOC的廢氣通過傳質過程進入微生物懸浮液或生物膜,廢氣中的VOC在有氧條件下利用高效降解菌降解為CO2和H2O。 

 VOC廢氣生物凈化的關鍵在于微生物的馴化和高效降解細菌的培養。有機物,并且只能處理醇,醛和酮。

對于單組分且易于生物降解的有機化合物,例如氨,酯,單環芳烴,氨和硫化氫,其去除單一VOC的能力的順序為:醇,醛,酮和其他含氧烴BTEX等單組分

環芳烴\\ u003鹵代烴,單組分單環芳烴的去除能力順序為:甲苯\\ u003e苯\\ u003e乙苯或二甲苯\\ u003e氯苯或二氯苯。 

在混合成分的VOC處理中,由于成分之間的競爭和抑制,會導致降解和歧視。因此,對有機廢氣進行生物處理的普遍性較差。  

 7。低溫等離子體凈化技術  

處于低溫等離子體高能態的粒子構成處于低溫等離子體的高能態的粒子。低溫等離子體降解VOC的原理。在外部電場的作用下,介電放電產生的大量載能電子轟擊VOC分子,使其電離,離解和激發,引發一系列復雜的物理化學反應,使有機廢氣大分子化。重量。它被降解為相對分子質量較小的簡單物質,或者有毒有害物質被轉化為無毒,無害或低危害的物質,從而降解并去除了VOC。 

高能電子的平均能量約為10eV,適當控制反應條件可以實現通常難以實現或非??焖俚幕瘜W反應。  

第三,優點和優點光催化劑催化VOC處理方法的缺點  

低溫等離子體光催化協同技術比其他純化技術具有無可比擬的優勢。與傳統方法相比,VOC的低溫等離子體處理具有許多優點:其一是可以在室溫和壓力下操作。另一個是有機化合物最終是

產品是CO2,CO,H2O。 

如果有機物被氯化,則還應在產品中添加氯化物,并且中間產品不能降低有機物的毒性,同時避免其他方法的后處理問題;第三,運營成本低;第四,VOC 

去除率高,VOC的適應性操作和管理更加方便。  

鑒于工業氣體量大,濃度低,大多數的污染物對于回收有機廢氣VOC沒有價值,因此需要一種更有效,徹底且易于操作的處理方法,以最大程度地減少操作條件的限制,并采用低溫等離子體

正是為了滿足這一要求,它在國內外引起了越來越多的關注。 

隨著研究的不斷深入,低溫等離子體光催化方法將不可避免地向規?;较虬l展。  ##結論:總而言之,隨著新材料的逐步應用和新技術一樣,新的治理技術將變得更加成熟,但是它們的投資通常很高,這限制了中小型企業的數量。 

因此,高效,低成本和低能耗的處理技術是下一階段開發的重點。


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