1.低温等离子体净化技术
低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。光氧催化净化设备可通过高压脉冲放电在常温常压下获得,其中的高能电子、离子和自由基等活性粒子可与各种污染物如CO、HC、NOx、SOx、H2S、RSH等发生作用,转化为CO2、H2O、N2、S、SO2等无害或低害物质,从而使废气得到净化。实际上,要将不同的化学键打开,需要的能量不同。当功率较低,放电所产生的活性粒子能量不足时,一些大分子物质只是被击碎,形成一些小分子化合物,并没有被彻底氧化。特别是对于混合气体的净化,有些分子容易被破坏并被彻底氧化,而有些分子则不易被破坏或者只是降解而未被彻底氧化。
研究表明,C-S和S-H键比较容易被打开,因此低温等离子体技术对于臭味的净化具有良好的效果,并且在橡胶废气、食品加工废气等的除臭中得到了应用。对于苯系物的净化,研究表明在等离子体发生系统的能量匹配时,也具有一定的效果,当甲苯浓度为300mg/m³以下时,净化效率可以达到60%~70%。
UV光氧净化器用于废气的净化具有很多的优势。①由于等离子体反应器几乎没有阻力,系统的动力消耗非常低;②装置简单,反应器为模块式结构,造价低,并且容易进行易地搬迁和安装;③由于不需要任何的预热时间,所以该装置可以即时开启与关闭;④所占空间比现有的其他技术更小;⑤抗颗粒物干扰能力强,对于油烟、油雾等可以无需经过过滤就可运作,便于维护。
低温等离子体治理技术其作用机制的研究还不够充分,对有机化合物的净化效率比较低,一般低于70%。
2.光催化净化技术
光催化氧化法是利用光催化剂(如TiO2)氧化吸附在催化剂表面的VOCs的一种方法。光催化的净化速率决定于所使用的催化剂的性能和光源的性能。目前使用的催化剂主要为TiO2光催化剂。紫外光光源具有最好的净化效果(如185、254、365nm),对于苯系物的净化,短波紫外光(254、185nm)具有更好的光催化效果。
理论上,光催化氧化过程能够将污染物彻底降解为CO2和H2O等无有害物质,但反应速率慢、光子效率低等缺点制约了其在实际中的应用。在某些条件下,对VOCs的降解过程中光催化氧化反应会产生醛、酮、酸和酯等中间产物,造成二次污染。同时存在催化剂失活、催化剂难以固定等缺点。为此,人们尝试采用电化学、O3、超声和微波等祸合技术对光催化氧化过程进行强化,可以有效地提高光催化过程的速率。
光氧等离子一体设备光催化氧化技术对低浓度的VOCS处理较有效,目前在工业VOCS的净化中还未有大规模应用。
3.膜分离技术
膜分离是利用天然或人工合成的膜材料来分离污染物的过程。该法是一种新型的高效分离方法,适合处理高浓度的有机废气。有机废气首先进入压缩机压缩后冷凝,冷凝下来的有机物进行回收,余下的进入膜分离单元后分为两股,一股返回压缩机重新进行处理,一股处理后排出。
膜分离最早应用于汽油回收,是目前油气回收的主要技术之一日本从1988年就开始有工程实例,且应用效果良好。近年来我国在油气回收方面也大量应用了膜分离技术,但在膜制造技术方面和国外相比还存在较大的差距。
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