VOCs处理技术调研分析(9)
实践证明,用此装置回收有机废气,回收效率可达到92%-98%。以该装置处理某厂生产过程中产生的含二氯甲烷废气为例,两年多来,装置的运行状况一直良好,吸附效率一直保持在97%以上。与传统的颗粒活性炭吸附装置相比,装置具有气体流通面积大、阻力小、传热效果好等优点。 对于大气量的VOCs废气,以活性炭纤维为吸附剂的吸附法与催化燃烧法结合起来,可充分发挥这两种工艺的突出优点。避免并弥补了各自的缺点和不足。其特点是将吸附和催化燃烧设备组合在一起形成净化系统,工艺流程见图1-8。
1.预滤器;2.吸附床;3.催化燃烧设备;4.四通阀;5.阻火器;6.温度缓冲器;7.排风机;8.脱附风机;9.补冷风机 排放的VOCs废气先通过吸附床,此气体中的有机物被吸附剂吸附后排出净化了的气体。吸附床一般配置2台以上,轮流使用,当1台吸附床吸附的有机物达到规定的吸附量时,换到另1台吸附床进行吸附净化操作,同时对前面1台吸附床进行脱附再生。脱附是在脱附风机的驱动下,使吸附床与催化燃烧设备成为1个循环系统。先由催化燃烧设备送出热气流引入待脱附的吸附床,使吸附的有机物脱附,再引入催化燃烧设备,在催化燃烧室进行催化氧化,以消除气流中的有机物。有机物催化燃烧后释放出的热量足以维持催化剂床层所要求的温度,保证有机物高效净化。由尾气放出的热气流大部分用于吸附床吸附剂的脱附再生,达到余热的利用。通过控制,可使脱附后气流中的有机物浓度较吸附操作前提高10倍以上,气体流量仅为总排风量的1/20-1/10。通过两种净化工艺设备的组合,使大气量、低浓度的VOCs废气排放变为小风量、中高浓度的有机废气净化处理,同时有效利用了有机物在催化燃烧时产生的热能,运行费用较低。 2.3光催化技术 2.3.1光催化机理与催化工艺 根据半导体的电子结构,当半导体(光催化剂)吸收一个能量大于其带隙能(Eg)的光子时,电子(e-)会从充满的价带跃迁到空的导带,而在价带留下带正电的空穴(h+)。价带空穴具有强氧化性,而导带电子具有强还原性,它们可以直接与反应物作用,还可以与吸附在光催化剂上的其他电子给体和受体反应。这里以TiO2催化剂为例,TiO2的带隙能Eg=3.2eV,只有波长小于380nm的紫外光才能激发TiO2产生导带电子和价带空穴,导致VOCs的氧化分解。
光催化降解VOCs属于多相催化反应,是气相反应物(VOC)与固相光催化剂的表面进行接触而发生在两相界面上的一种反应。该过程一般可分为以下六个步骤:
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