Ricerca sullo sviluppo della tecnologia di trattamento dei gas organici volatili
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In vista dello sviluppo della tecnologia di trattamento dei gas organici volatili, viene introdotta per prima la tecnologia di trattamento dei rifiuti organici volatili, incluso il trattamento dei gas organici volatili mediante il metodo di combustione, come il metodo di combustione diretta, il metodo di combustione catalitica per il trattamento dei rifiuti organici volatili gas, trattamento biologico Gas volatile organico e processo di adsorbimento per il trattamento di gas volatili organici, discussione sul progresso e l'applicazione della tecnologia di trattamento dei rifiuti organici volatili, che tratta principalmente della tecnologia di ossidazione catalitica a microonde, tecnologia di trattamento della fibra di carbonio attivata e tecnologia di trattamento biologico, e introduzione del gas di scarico organico volatile Applicazione nella governance, applicazione della tecnologia di purificazione dei nanomateriali e applicazione della tecnologia di purificazione dell'assorbimento a membrana nel trattamento dei gas organici volatili.
Il gas di scarico organico volatile (di seguito "COV") è un gas nocivo il cui punto di ebollizione è vicino al punto di ebollizione dell'acqua. Alcuni punti di ebollizione dei COV sono a temperature più elevate. In questo momento, la pressione di vapore saturo di questi gas di scarico organici sarà superiore a 133,3 Pa. In tali condizioni, possono diventare composti organici volatili, che possono inquinare l'aria e incidere sulla salute umana. I componenti principali di questi composti organici volatili includono: idrocarburi policiclici aromatici come idrocarburi di zolfo, idrocarburi ossigenati, idrocarburi azotati, idrocarburi alogenati, idrocarburi, ecc. A causa delle loro proprietà simili, sono facilmente miscelabili e inquinano l'ambiente. Questi VOC possono anche minacciare la salute degli esseri umani, entrare nel corpo umano nel respiro delle persone e causare danni agli organi umani. Pertanto, nell'era della tecnologia, i gas organici volatili devono essere trattati per controllare i gas di scarico organici a una certa concentrazione.
1 analisi della tecnologia di trattamento dei rifiuti organici volatili
Nell'era dell'alta tecnologia, la superficie di molti prodotti high-tech utilizza vernice, plastica, prodotti chimici e altri materiali chimici e molte sostanze organiche vengono utilizzate per la lavorazione. Quando queste sostanze organiche vengono utilizzate, formeranno molti gas di scarico organici volatili. Non solo causano danni fisici ai lavoratori, ma anche se questi gas vengono scaricati arbitrariamente nell'aria senza trattamento, inquinano l'ambiente e causano gravi danni alla salute umana. Per le tecnologie di trattamento VOC comuni, sono disponibili le seguenti opzioni. Parecchi.
1.1 Trattamento dei rifiuti organici volatili mediante il metodo di combustione
Il metodo di combustione utilizza l'infiammabilità dei VOC. Poiché possono essere bruciati da soli, se queste sostanze organiche vengono trasferite ad un inceneritore ad una certa temperatura, queste sostanze organiche possono essere bruciate. Quando queste sostanze organiche generano CO e HO, possono essere scaricate nell'aria. Il meccanismo di trattamento di questo metodo di combustione è principalmente suddiviso in tre forme: metodo di combustione diretta, metodo di combustione termica e metodo di combustione catalitica, a seconda della temperatura di combustione e della modalità di combustione.
1.1.1 Trattamento dei gas di scarico organici volatili mediante combustione diretta
Il metodo di combustione diretta consiste nel bruciare direttamente i COV alimentando direttamente i COV nell'inceneritore, in modo che i VOC possano essere bruciati a temperature elevate. Se la concentrazione di VOC è elevata, possono essere bruciati bene nella fornace per generare CO2 e H2O. Quando la concentrazione di COV è bassa, la combustione in questo momento è insufficiente, quindi è necessario prendere alcune misure, come l'aggiunta di carburante ausiliario. I COV sono completamente bruciati, e infine i VOC sono completamente formati in CO2 e H2O, e questi CO2 e H2O possono essere esauriti. Il vantaggio di questo metodo è che, a causa del loro basso costo di investimento, l'attrezzatura da preparare è relativamente semplice ed è conveniente in funzione. Tuttavia, il metodo di utilizzo di questa combustione deve mantenere le condizioni della combustione ad alta temperatura (> 1100 ~ C), e allo stesso tempo, in condizioni di temperatura così elevata, è facile per il prodotto formare composti di NOx che causano inquinanti secondari nella combustione
1.1.2 Trattamento del gas di scarico organico volatile mediante combustione catalitica
La combustione catalitica è un metodo in cui un catalizzatore viene aggiunto a un sistema di reazione per reagire completamente con VOC sotto l'azione di un catalizzatore per formare CO2 e H2O e quindi scaricarli nell'aria. Il meccanismo di azione di questo catalizzatore è principalmente quello di ridurre il punto di accensione dei VOC. Esistono attualmente molti tipi di catalizzatori di questo tipo e questi catalizzatori sono principalmente catalizzatori di metalli nobili (come Pt, Pd) e catalizzatori di metalli non preziosi (Ti, Fe, Cu, ecc.).
Beta e altri catalizzatori, quando sono in contatto con VOC, hanno una forte selettività per gli idrocarburi clorurati, così che Pt / H-Beta e PdO / H-Beta e altri catalizzatori sono soggetti a decomposizione catalitica. Tuttavia, studi di MACenteno_3 e altri hanno dimostrato che il metodo di combustione catalitica può rendere il catalizzatore Au / TiOxNy altamente catalizzato da sostanze organiche come esano, benzene e propanolo. Sotto questa catalisi, i VOC sono completamente bruciati. . Se il metodo di combustione catalitica viene confrontato con il metodo di combustione termica, ciascuno di essi presenta vantaggi diversi, ma la temperatura di combustione richiesta per il metodo di combustione catalitica è inferiore (200 ° C ~ 400 q C), il che è il suo vantaggio. Poiché possono essere bruciati a temperature più basse, la generazione di inquinanti secondari secondari può essere evitata e l'ambiente può essere protetto. Tuttavia, i catalizzatori attualmente utilizzati, a causa delle loro proprietà instabili, sono facilmente distrutti da sostanze contenenti s, P, As, ecc. In determinate condizioni. Una volta distrutta l'attività del catalizzatore, il catalizzatore viene disattivato, se il catalizzatore viene inattivato, finché la reazione viene eseguita, il catalizzatore deve essere sostituito e questo processo richiede anche un costo costoso.
1.1.3 Trattamento del gas di scarico organico volatile con metodo biologico
Il trattamento biologico di filtrazione dei COV, questo gas di scarico organico, è principalmente la principale fonte di produzione industriale, fognatura municipale, trattamento dei fanghi. Al fine di controllare i gas maleodoranti, è stato proposto un metodo di biofiltrazione. Negli ultimi anni, con lo sviluppo della scienza, è stato scoperto che questo metodo di trattamento ha un buon effetto sul trattamento dei VOC. Questo metodo di filtrazione biologica può elaborare concentrazioni più basse di VOC, l'apparecchiatura di elaborazione del nucleo è il ruolo del letto filtrante biologico (come mostrato nella Figura 1), i VOC possono essere elaborati nel letto filtrante biologico, in modo che i COV generino CO: e HO, Principalmente a causa dell'inclusione di filler che formano il biofilm nel letto filtrante, questi filler possono causare l'adsorbimento di VOC da biofilm nel letto filtrante, decomporre i COV in CO2 e H2O e scaricarli nell'aria. È purificato
Questo metodo di filtrazione biologico determina l'efficienza della sua efficienza di trattamento, principalmente il controllo delle condizioni operative di filtrazione biologica. Pertanto, quando viene utilizzato questo metodo, è possibile ottenere buoni risultati controllando le condizioni operative. Questo metodo può essere ottenuto controllando i risultati di diverse sostanze organiche, che possono raggiungere il 40% al 98%. Il metodo di filtrazione biologica ha un basso costo operativo, che è vantaggioso per l'applicazione dell'impresa. Tuttavia, a causa dell'ampia attrezzatura di questo metodo e della sua selettività per l'elaborazione dei VOC, l'uso di questo metodo è indebolito.
1.1.4 Trattamento del gas di scarico organico volatile mediante adsorbimento
Il metodo di adsorbimento utilizza un adsorbente avente una struttura microporosa, e il metodo usa l'adsorbente per adsorbire l'adsorbato nell'aria sulla superficie dell'adsorbente, e la materia organica viene separata dal corpo principale mediante adsorbimento dell'adsorbente, tale che esso è possibile trattare i gas di scarico organici. Il processo di adsorbimento è mostrato in Figura 2. Quando i VOC passano attraverso l'azione del ventilatore, vengono inviati alla torre di adsorbimento 1. Quando la torre di adsorbimento 1 raggiunge la saturazione di adsorbimento, la valvola può essere chiusa e il gas VOC è commutato alla torre di adsorbimento 2. Adsorbimento, poiché i COV sono desorbiti rispettivamente nella colonna 1 e nella colonna 2, sono alternativamente azionati. Pertanto, finché il design è ragionevole, i risultati del trattamento continuo possono essere raggiunti e i VOC possono essere purificati. Allo stato attuale, adsorbenti comunemente usati: a causa delle migliori prestazioni del carbone attivo, questo è principalmente dovuto al fatto che il carbone attivo ha una vasta superficie specifica, che rende il carbone attivo ha una maggiore capacità di adsorbimento, così che i VOC sono più grandi; un altro metodo è il setaccio molecolare di zeolite. L'adsorbente ha una struttura microporosa uniforme, che rende la microstruttura più selettiva. Può farli avere un grande vantaggio. Nel processo di adsorbimento di COV, hanno tutti un'efficienza di rimozione maggiore, in modo che possano ottenere la funzione di adsorbimento di COV, e allo stesso tempo, a causa del loro basso consumo energetico e processo maturo, questo è I metodi sono facili da promuovere e In generale, le imprese pratiche per elaborare VOC per la purificazione.
Va sottolineato che ci sono ancora lacune nell'elaborazione dei COV in Cina. I suddetti metodi di trattamento sono adatti solo per il trattamento con VOC ad alta e media concentrazione, ma questi metodi sono relativamente deboli per i VOC a bassa concentrazione. In un tale ambiente, influenzerà il sistema respiratorio umano, causando il danneggiamento di gas nocivi a naso, occhi, cuore, fegato, polmoni e altri organi. Vivere in questo gas di scarico organico per molto tempo porterà al corpo umano. Le reazioni allergiche si verificano negli organi e gli esseri umani impiegano molto tempo ad inalare i gas di scarico organici; può causare l'inalazione e la cancerogenicità degli inalatori e causare danni irreparabili agli esseri umani. Pertanto, per la ricerca e l'innovazione della tecnologia di governo dei COV cinesi, attualmente i lavoratori di scienza e tecnologia stanno attivamente introducendo o sviluppando nuovi metodi tecnici, in modo da garantire che l'ambiente cinese sia eccellente, al fine di evitare danni alla salute umana causati dai COV .
2 Progresso e applicazione della tecnologia di trattamento dei rifiuti organici volatili
2.1 Tecnologia di ossidazione catalitica a microonde e sua applicazione nel trattamento dei gas di scarico organici volatili
La tecnologia di ossidazione catalitica a microonde è una tecnologia di elaborazione ad alta tecnologia. Con lo sviluppo della scienza, questa tecnologia è stata sviluppata ad alta velocità. Può efficacemente combinare la tradizionale tecnologia di adsorbimento del filler per migliorare la capacità di trattare i VOC. La modifica del metodo di trattamento tradizionale a desorbimento per la modalità di trattamento a desorbimento a microonde è stata modificata e l'effetto del trattamento è stato notevolmente migliorato. Nel processo di trattamento dei COV, utilizzando la tecnologia di ossidazione catalitica a microonde, non solo può ridurre il tempo di desorbimento e di adsorbimento dei gas di scarico, ma anche
Questa tecnologia può anche essere utilizzata per ridurre il consumo e lo spreco di varie fonti energetiche, ridurre i costi di elaborazione e migliorare le capacità di governance dei VOC. Gli adsorbenti attualmente utilizzati possono essere utilizzati continuamente per venti volte e questi adsorbenti possono ottenere un ottimo effetto di adsorbimento durante l'uso ripetuto, in modo che i VOC vengano trattati accuratamente.
2.2 Tecnologia di trattamento della fibra di carbonio attivata e sua applicazione nel trattamento dei gas di scarico organici volatili
La tecnologia di trattamento della fibra di carbonio attivata è un'innovazione nell'era dell'alta tecnologia. Rispetto alla tradizionale tecnologia di adsorbimento del carbonio, questa tecnologia ha prestazioni di adsorbimento migliori in termini di prestazioni. Il principio di questa tecnologia di trattamento dei VOC è: a causa della sua elevata proprietà di adsorbimento attraverso l'aggiunta di fibra di carbone attivata, grazie al suo adsorbimento ad alta efficienza, è principalmente dovuto alla fibra di carbone attivata con materiali ecocompatibili, rendendo così il suo interno superficie e superficie esterna Un gran numero di atomi di carbonio sono distribuiti sulla superficie e, a causa dell'azione di questi atomi di carbonio, questi atomi di carbonio costituiscono una struttura superficiale con una forte capacità di adsorbimento. La struttura superficiale di questa fibra di carbonio attivata ha un forte vantaggio. Per confrontare le prestazioni dei due, cioè, viene confrontata la prestazione di adsorbimento della fibra di carbone attivata e il materiale di adsorbimento convenzionale di carbonio, ed è confermato dai risultati sperimentali che la struttura di adsorbimento della fibra di carbonio attivata ha un vantaggio, in modo che possa rendere la fibra di carbonio attivata ha prestazioni eccellenti, e ha molti vantaggi come velocità di adsorbimento veloce, grande capacità di adsorbimento, facile rigenerazione, ampia area superficiale, abbondanti micropori e alto contenuto di carbonio. Questi numerosi vantaggi possono renderli nel processo di trattamento dei COV. Esercitare pienamente l'effetto dei VOC adsorbenti può mostrare che la fibra di carbonio attivata ha un effetto molto positivo. Pertanto, la tecnologia di trattamento della fibra di carbonio attivata ha grandi vantaggi. È molto adatto per un'ampia promozione e applicazione nella governance dei VOC, rendendo l'ambiente più fresco.
2.3 Tecnologia di controllo biologico e sua applicazione nel trattamento volatile dei rifiuti organici
La tecnologia di bioremediation è un metodo relativamente nuovo nella gestione dei VOC. Il principale principio di applicazione è che attraverso lo sviluppo della tecnologia di bioremediation, il processo di degradazione microbica può essere usato per trattare questi composti organici organici e trasformarli in sostanze inorganiche come l'acqua e il biossido di carbonio, in modo che i gas organici inquinanti dell'ambiente vengano smaltiti di. Tuttavia, poiché la tecnologia di biorisanamento è più complicata nel processo di governance dei VOC, è difficile garantire che non si verifichi nella fase gas nella tecnologia di bioremediation.
Sostanze nocive, che influenzano i risultati della tecnologia di controllo biologico, quindi nelle applicazioni pratiche, si dovrebbe prestare attenzione a garantire la liquefazione degli inquinanti gassosi. Dopo la liquefazione dei VOC gassosi, è necessario passare il biosorbimento, il metabolismo e la degradazione di vari inquinanti. processi. Tuttavia, questo tipo di metodo di elaborazione non ha ancora formato una teoria perfetta e non è stato trovato alcun metodo adatto nelle applicazioni pratiche. Pertanto, al fine di utilizzare le biotecnologie per elaborare i COV, molti lavoratori scientifici e tecnologici devono continuare i loro sforzi per condurre ulteriori ricerche approfondite.
2.4 Tecnologia di purificazione del nanomateriale e sua applicazione nel trattamento dei gas di scarico organici volatili
La tecnologia di purificazione dei nanomateriali è una nuova tecnologia per l'elaborazione dei COV negli ultimi anni. I nanomateriali si riferiscono a materiali ultra-fini. Le nanoparticelle di questo materiale ultra-fine hanno una capacità di adsorbimento molto elevata a causa della loro ampia superficie. Pertanto, i nano-materiali possono esibire un'ottima catalisi durante la reazione. Queste nanoparticelle Nel processo di elaborazione dei VOC, la velocità di reazione della decomposizione dei VOC può essere efficacemente migliorata grazie all'aggiunta di nanoparticelle, che ha grandi vantaggi per il trattamento dei gas organici volatili e persino non può essere fatta reagire. Le sostanze possono anche renderle complete. Ovviamente, il nano-TiO ha vantaggi nel trattamento degli inquinanti organici gassosi. Questi vantaggi sono principalmente dovuti alla loro capacità di attivare nanomateriali in condizioni di luce, che possono rendere nano-TiO: convertire la materia organica in piccole molecole come acidi organici, acqua, anidride carbonica, ecc., Quindi smaltire materiale organico contaminato, apparentemente, nano-TiO Il fotocatalizzatore ha un grande vantaggio nel trattamento dei VOC. Ha grandi vantaggi nel degrado dei VOC e ha una grande capacità di purificare l'aria. Pertanto, può rendere nano-TiO: prospettive applicative molto ampie. Per una migliore analisi e confronto, i risultati dell'analisi e del confronto delle varie caratteristiche del processo di trattamento dei VOC sopra menzionati sono riportati nella Tabella 1 e il confronto può essere fatto chiaramente.
3 Conclusione
La Cina ha investito una certa quantità di energia nella ricerca della tecnologia di trattamento dei gas organici volatili. Al momento, ci sono molti tipi di sviluppo e applicazione. Sono tecnologia di ossidazione catalitica a microonde, tecnologia di trattamento con fibra di carbonio attivata, tecnologia di trattamento biologico, tecnologia di purificazione dei materiali nano e assorbimento a membrana. Tecnologia di purificazione, ecc. Queste tecnologie sono state ampiamente utilizzate nella pratica e hanno ottenuto buoni risultati, specialmente nel processo di elaborazione dei VOC, in grado di superare efficacemente gli svantaggi della tecnologia di governance tradizionale dei VOC. Per gestire meglio i COV, nelle applicazioni future possono essere utilizzate diverse tecnologie di governance per far sì che utilizzino caratteristiche diverse per farle gestire meglio i VOC. Pertanto, nel lavoro effettivo in futuro, in base alla situazione reale dei VOC specifici, la scelta della tecnologia di governance appropriata, al fine di affrontare la rimozione dei VOC, può garantire l'efficacia dei VOC nell'ambiente e garantire lo sviluppo sostenibile di l'ambiente.