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低温等离子光触媒催化处理VOC废气研究与应用!

催化燃烧设备作者:小编 催化燃烧设备时间:2021-04-29 15:45:49 催化燃烧设备点击:

低温等离子体光催化剂在VOC废气催化处理中的研究与应用 

#近年来,随着空气污染的增加,国内外有关VOC排放的法规越来越严格。但是,由于治理成本高,行政监督所需的VOC排放标准不足以及企业对VOC排放和控制的重视不足等。

由于各种因素,许多工厂的VOC废气会直接排放到大气中,从而严重破坏环境质量。  

 1。 VOC废气处理中的低温等离子体光催化剂催化  

低温等离子体技术处理污染物的原理是,在外部电场的作用下,大量的介电放电产生的能量电子轰击污染物分子,使它们离子化,离解和激发。然后引发一系列复杂的物理和化学反应,使复杂的大分子污染物转化为简单的小分子安全物质,或将有毒有害物质转化为无毒,无害或低毒,低害的物质,从而可以降解和去除污染物。 

低温等离子体技术对大气和低浓度污染物气体的处理效率高,是一种具有很高性价比的有效处理技术。  

该方法具有优势具有效率高,成本低,设备适应性强,占地面积小,操作和控制方便,启停方便,与涂装工艺同步,可根据污染物来源和排放要求进行升级的特点。 

作为在环境污染处理领域具有强大潜力的高科技,等离子体吸引了国内外相关学科的高度重视。  

单一等离子处理有机废物煤气效率更高,副产物更少,不会造成二次污染。但是,其较高的能耗和较低的能源效率是目前需要解决的问题。等离子体复合光催化可以弥补其缺点。等离子体催化剂是TiO2,它是一种带隙为Eg \\ u003d3.2eV的半导体化合物。只有短波长的阳光可以被吸收以刺激其活动。因此,在设计反应装置时,需要添加紫外线光源。  

 2。 VOC技术中低温等离子体光催化剂的催化分析  

 1。吸附技术  

吸附技术使用具有大比表面积的固体吸附剂来捕获废气中的VOC,从而从气体中分离出有害成分。当吸附达到饱和时,将水蒸气或热空气用作解吸剂以去除吸附剂表面。 

 VOC会被解吸并回收。  

 2。冷凝技术  

冷凝技术是使用具有不同饱和蒸气压的气态污染物,通过降低温度或增加压力,将VOC冷凝成液滴并与气体分离,然后污染物通过不同的冷凝温度逐渐分离。  

 3。膜分离技术  

膜分离技术利用不同气体分子通过聚合物膜的不同溶解和扩散速度,在一定压力下实现分离。膜两侧的气体分压差是膜分离的驱动力,可以通过压缩进气或在膜的渗透侧使用真空泵来实现。因此,膜分离过程通常与冷凝或压缩过程结合在一起。  

 4。燃烧处理技术和催化燃烧技术  

基于热回收的直接燃烧技术

方法可分为直接焚烧和蓄热焚烧。 

直接焚烧方法是将有机废气加热到约800℃的一定温度,使其完全氧化分解,生成CO2和H2O。再生焚化方法是在燃烧废气中积聚热量,该热量用于加热要处理的废气。节能效果明显。这种方法的去除效率可以达到99以上。但是,当燃烧不完全时,很容易产生氮氧化物并引起二次污染。 

该方法适用于汽车和家用电器等烤漆行业中高温高浓度有机废气的处理。  

催化燃烧技术添加了催化剂进入燃烧系统,使易燃的挥发性有机化合物在催化剂表面发生多相氧化反应,并在约300-500℃催化氧化分解成二氧化碳和水。 

催化燃烧的温度低于热焚烧的温度,可以大大降低设备的运行成本。但是,当废气中含有会导致催化剂中毒的硫和卤素有机化合物时,不适合使用催化燃烧  

 5。光催化剂催化降解技术  

纳米TiO2光催化剂的催化降解具有纳米半导体颗粒的量子尺寸效应,使导带和价带能级变为三能级,能隙变宽,导带变负,价带变正,也就是说,在光催化剂催化作用中它具有很强的氧化还原能力,从而提高了其光催化剂的催化活性。波长较短的n 

紫外光具有最强的光子能量。当环境中的紫外线的能级比大多数废气物质的分子结合能强时,它可以将污染物的分子键分解成自由离子,并且波长低于200nm 

短波紫外线会分解O2分子并产生臭氧O3。经过大量实验验证,选择了185nm的波长。  VOCs废气处理设备催化燃烧设备沸石转轮设备RTO废气处理设备布袋除尘器等环保设备

游离态的污染物离子很容易被O3氧化,生成简单,低危害或无害的物质,例如CO2 ,H2O等,以达到废气净化处理的目的。 

通过紫外光解法获得的臭氧在获得复合离子光子的能量后可以极快地分解,分解后会产生更多的氧化性自由基O,OH和H2O。 

# ##自由基O,OH和H2O与恶臭气体发生一系列协同和连锁反应,恶臭气体最终被氧化并降解为低分子物质CO2和H2O,以达到最终的除臭目的。在研究过程中,进一步发现恶臭气体的相对分子质量越大,紫外线光解和氧化的作用越明显。 

在特殊能级的紫外线的作用下,大多数化学物质都可以被有效分解。  

 6生物降解技术  

生物降解技术意味着含VOC的废气通过传质过程进入微生物悬浮液或生物膜,废气中的VOC在有氧条件下利用高效降解菌降解为CO2和H2O。 

 VOC废气生物净化的关键在于微生物的驯化和高效降解细菌的培养。有机物,并且只能处理醇,醛和酮。

对于单组分且易于生物降解的有机化合物,例如氨,酯,单环芳烃,氨和硫化氢,其去除单一VOC的能力的顺序为:醇,醛,酮和其他含氧烃BTEX等单组分

环芳烃\\ u003卤代烃,单组分单环芳烃的去除能力顺序为: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处理中,由于成分之间的竞争和抑制,会导致降解和歧视。因此,对有机废气进行生物处理的普遍性较差。  

 7。低温等离子体净化技术  

处于低温等离子体高能态的粒子构成处于低温等离子体的高能态的粒子。低温等离子体降解VOC的原理。在外部电场的作用下,介电放电产生的大量载能电子轰击VOC分子,使其电离,离解和激发,引发一系列复杂的物理化学反应,使有机废气大分子化。重量。它被降解为相对分子质量较小的简单物质,或者有毒有害物质被转化为无毒,无害或低危害的物质,从而降解并去除了VOC。 

高能电子的平均能量约为10eV,适当控制反应条件可以实现通常难以实现或非常快速的化学反应。  

第三,优点和优点光催化剂催化VOC处理方法的缺点  

低温等离子体光催化协同技术比其他纯化技术具有无可比拟的优势。与传统方法相比,VOC的低温等离子体处理具有许多优点:其一是可以在室温和压力下操作。另一个是有机化合物最终是

产品是CO2,CO,H2O。 

如果有机物被氯化,则还应在产品中添加氯化物,并且中间产品不能降低有机物的毒性,同时避免其他方法的后处理问题;第三,运营成本低;第四,VOC 

去除率高,VOC的适应性操作和管理更加方便。  

鉴于工业气体量大,浓度低,大多数的污染物对于回收有机废气VOC没有价值,因此需要一种更有效,彻底且易于操作的处理方法,以最大程度地减少操作条件的限制,并采用低温等离子体

正是为了满足这一要求,它在国内外引起了越来越多的关注。 

随着研究的不断深入,低温等离子体光催化方法将不可避免地向规模化方向发展。  ##结论:总而言之,随着新材料的逐步应用和新技术一样,新的治理技术将变得更加成熟,但是它们的投资通常很高,这限制了中小型企业的数量。 

因此,高效,低成本和低能耗的处理技术是下一阶段开发的重点。


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