低温催化氧化VOCs研究综述.docx

低温催化氧化VOCs研究综述挥发性有机化合物污染是一个复杂的问题涉及到广泛变化的污染物威胁人类健康和环境。低温催化氧化具备高效、经济的特点在研究和应用领域得到了广泛的研究。综述了再生催化氧化、光催化氧化和吸附浓缩/臭氧化混合处理的工程特点。研究表明提高催化剂的低温活性提高氧化剂的热回收效率发展混合处理技术是控制VOCs污染的最有效手段。挥发性有机化合物（VOCs）从各种工业和自然资源排放到环境中形成的污染是所有的人共同关心的问题。控制挥发性有机物污染物的最佳方法是在排放前将其清除。面对如此严峻的形势近几年以来出台了越来越严格的规章管理制度相应地需要更有效的VOCs去除技术。本文综述了近几年以来在实验室研究和工程应用中催化去除挥发性有机物的研究进度以解决工业挥发性有机物污染控制的新趋势。1催化应用催化反应具备明显的低温活性、选择性和高效性等优点在工业污染控制中得到了广泛的应用。其中RCO和PCO是VOCs污染控制市场上的2种主要催化技术。在此基础上将吸附、臭氧氧化与之相结合的混合处理技术也渐渐成为一种新兴的技术。1.1再生催化氧化再生催化氧化(RCO)是一种与再生热氧化(RTO)相似的去除VOCs的最节能技术之一。它们都使用两个或多个含有陶瓷填料的床作为传热介质。典型的两床RCO主要由陶瓷层、催化剂层、加热器组成分别起到蓄热、反应介质和供热的作用。当经过陶瓷柜A时VOCs被陶瓷层预热其温度将升高当VOCs向下流经陶瓷柜B时大部分热量保留在高比热的陶瓷中并准备在下一个循环中预热VOCs。与实验室规模相比工程应用更注重成本与性能的平衡故在选择高效催化剂时更注重催化剂的起燃温度和气体空速这决定了能耗水平和设备尺寸。1.2光催化氧化与热催化不同光催化可在室温下使用紫外线或可见光进行故PCO的结构比RCO简单。光催化在室温下对各种VOCs具备广泛的活性但停留时间较长氧化能力和适应性有限。报告称在太阳能光催化间歇反应器中使用TiO2的PVC板在3h内仅去除42%的苯和38%的甲苯。试验表明该法具备较高的去除率但与工程应用水平相差甚远。此外工业活动产生的VOCs排放比室内环境更为复杂因此发展最新的光催化技术成为必要。1.3催化混合处理随着工业工艺的不断发展和优化大部分VOCs污染源倾向于排放低浓度VOCs。在这种情况下传统技术是不合理的且每个工业污染源中存在多种VOCs。因此所涉及的VOCs种类会相互竞争催化氧化；进而不完全氧化导致去除率低和副产物。由于VOCs在物流中的多样性和复杂性通过单一的技术将它们全部清除是不现实的。目前催化与吸附浓缩、臭氧氧化等相结合的技术更为了更有效和合适。1.3.1吸附浓缩催化氧化吸附浓缩催化技术是一种良好的低浓度VOCs污染解决方案。通过连续吸附和解吸得到较高浓度的VOCs使后处理更节能。混合吸附浓缩催化技术具备吸附和氧化的优点且避免了饱和吸附剂的频繁处置和单一技术无法解决的高能耗。1.3.2臭氧氧化催化由于VOCS污染物在气体环境中稳定性差单次臭氧化很难使其完全氧化为CO2和H2O。使用臭氧作为预处理可与普通催化技术产生协同效应。在工程中臭氧氧化过程当中产生有害副产物极为令人关注研究制备了钴锰复合氧化物催化剂在室温下于O3去除甲醛在微量O3浓度下达到80.2%的甲醛去除效率。这种臭氧氧化与催化或光催化氧化结合的混合处理比单体处理更有效、更环保。2结论低温催化脱除VOCs具备效率高、经济性等优点受到了广泛的研究。涉及热和光诱导类型的多组催化氧化剂已成功地用作常规VOCs去除技术。同时吸附、臭氧氧化等在去除VOCs方面具备很多有点在实验室反应器中表现出优异的性能；但其在实践中存在着二次污染及效率相对较低的缺点。对于低浓度特征的VOCs排放传统的燃烧、冷凝等方法难以满足严格的有关规定。混合催化处理结合了各种技术的优点对低浓度VOCs污染的治理更具成本效益。