有機氣相污染物治理技術解析ppt課件

1、隨著科學技術的飛速開展，商品消費給人類物質(zhì)文明增色添彩，然而與豐富的物質(zhì)享用相伴而生的是人類生態(tài)環(huán)境在蒙受不斷地要挾。有機氣相污染物排放所呵斥的環(huán)境污染問題，帶給生態(tài)環(huán)境和人類身體安康嚴重的危害性因此成為人們關注的焦點1.有機氣相污染物的來源主要有固定源和挪動源兩種。挪動源主要有汽車、輪船和飛機等以石油產(chǎn)品為燃料的交通工具的排放氣；固定源的種類極多，主要為石油化工工藝過程和儲存設備等的排出物及各種運用有機溶劑的場所，如噴漆、印刷、金屬除油和脫脂、粘合劑、制藥、塑料和橡膠加工等。就目前的工業(yè)程度而言，無法防止這些氣相污染物的排放，因此人們迫切需求有效治理這些氣相污染物的技術。本文綜述了傳統(tǒng)有機氣

2、相污染物治理技術，展望了有機氣相污染物治理新技術開展方向，同時重點引見了氣相污染物治理中半導體光催化氧化技術。1 有機氣相污染物的治理有機氣相污染物治理的方法主要有兩類：一類是回收法，另一類是消除法?；厥辗ㄖ饕刑课?、變壓吸附、吸收法、冷凝法及膜分別技術；普通回收法是經(jīng)過物理方法，改動溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性浸透膜等方法來富集分別有機氣相污染物。消除法有直接熄滅、熱氧化、催化熄滅、生物氧化、等離子體法、紫外光催化氧化法及其集成技術；消除法主要是經(jīng)過化學或生化反響，用熱、光、催化劑和微生物將有機氣相污染物轉(zhuǎn)變成為CO2和水等無毒害的無機小分子化合物。基于以上原理，傳統(tǒng)上有機氣相污染

3、物污染治理常采用吸附或吸收去除、熄滅去除等方法，近年來生物氧化、半導體光催化劑技術得到很快地開展。1.1 傳統(tǒng)有機氣相污染物污染治理技術1.1.1 吸附或吸收法吸附法是利用某些具有吸附才干的物質(zhì)如活性炭、硅膠、沸石分子篩、活性氧化鋁等吸附有害成分而到達消除有害污染的目的2.吸附法適用于幾乎一切的氣相污染物，普通是中低濃度的氣相污染物；吸附效果取決于吸附劑性質(zhì)、氣相污染物種類和吸附系統(tǒng)的操作溫度、濕度、壓力等要素，具有去除效率高的優(yōu)點，從而使其成為去除氣相污染物較為常用的方法，但存在投資后運轉(zhuǎn)費用較高且有產(chǎn)生二次污染的缺陷。吸收法是采用低揮發(fā)或不揮發(fā)溶劑對氣相污染物進展吸收，再利用有機分子和吸收

4、劑物理性質(zhì)的差別進展分別的氣相污染物控制技術。該法適用于濃度較高、溫度較低和壓力較高情況下氣相污染物的處置。羅教生選擇水-洗油作吸收劑來處置含苯廢氣，水-洗油吸收劑的吸收機理為：普通有機物是極性較弱或完全沒有極性的化合物，因此難溶或不溶于水，但可溶于一些有機溶劑；苯系物屬非極性物質(zhì)，因此難溶于水，易溶于非極性的礦物油，如洗油等；按照他的實驗闡明，水與洗油的比例、pH值、苯系物種類對吸收效果都有影響，并且獲得了該組合吸收劑的最大吸收容量值3.但同樣存在后處置過程復雜以及二次污染的問題。1.1.2 熄滅法熄滅法是利用有機氣相污染物易熄滅性質(zhì)進展處置的一種方法。其中，直接熄滅法，又稱火焰熄滅法，它是

5、把可燃的有機氣相污染物當作燃料來熄滅的一種方法。該法適宜處置高濃度有機氣相污染物，熄滅溫度控制在1100以上，去除效率達95%以上。催化熄滅是一種類似熱氧化的方式來處置有機氣相污染物的，它凈化有機物是用鉑、鈀等貴金屬催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來替代火焰，操作溫度較熱氧化低一半，通常為250500。由于溫度降低，允許運用規(guī)范資料來替代昂貴的特殊資料，大大地降低設備費用和操作費用?，F(xiàn)實上催化熄滅是燃料在接近化學計量情況下進展氧化反響，并放出大量熱。因此催化熄滅要求所用催化劑的首要條件，必需在高溫氧化反響情況下具有高的活性，此外還需有高的熱穩(wěn)定性、高的機械強度以及對燃料中所含毒素有高的耐腐蝕性。1

6、.2 新型有機氣相污染物去除技術1.2.1 生物法該法最早運用于脫臭。近年來隨著對有機氣相污染物治理技術研討的不斷深化，該法逐漸運用于有機氣相污染物治理。與常規(guī)治理技術相比，具有設備簡單，投資運轉(zhuǎn)費用低，無二次污染等優(yōu)點，但只是在處置低濃度、易生物降解的有機氣相污染物時才具其經(jīng)濟性，即普適性較差。國外用生物過濾器處置揮發(fā)性有機廢氣的研討開發(fā)已有30多年的歷史，我國在這方面的研討那么還處于起步階段5.但實踐運用報告顯示，操作時能夠遇到以下幾個主要問題而引起處置效果不好和缺點：1廢氣流量和濃度動搖較大時，生物過濾器的設計負荷與實踐負荷不匹配容易呵斥廢氣停留時間不夠，處置效果下降；2廢氣中顆粒物在生

7、物過濾器濾床的積累呵斥濾床堵塞，阻力增大；3濾床濕度控制不當容易使其枯燥開裂呵斥氣流短路；4pH調(diào)理不當，下降幅度大，呵斥微生物數(shù)量下降，使處置效果降低。提高生物過濾器所用微生物對有機污染物的生物降解速率，尤其是針對較難生物降解的物質(zhì)培育優(yōu)良菌種并優(yōu)化其生存條件，是目前該技術的主要開展方向。這樣做的結(jié)果可使生物過濾器的體積大為減小，與其他空氣污染控制技術相比更具競爭力。1.2.2 半導體光催化技術在繼Fujishima等有關TiO2單晶電極上光解水的報道6之后，1977年Frank等人利用半導體資料對污染物進展光催化降解獲得了突破性的進展7-8，從此半導體多相光催化作為一個嶄新的領域得到了深化

8、而廣泛的研討9. 具有多相光催化性能的半導體包括WO3、TiO2、CdS、ZnS、ZnO、Fe2O3、CdSe等10，其中的TiO2由于具有抗化學和光腐蝕、性能穩(wěn)定、無毒、催化活性高、價廉等優(yōu)點11而最受注重和具有寬廣的運用前景。半導體的能帶構(gòu)造是不延續(xù)的，充溢電子的價帶VB和空的導帶CB之間由禁帶隔開。用作各催化劑的半導體大多為金屬氧化物和硫化物，普通具有較大的禁帶寬度，其中TiO2在pH為1時的帶隙是3.2eV.當光子能量高于半導體吸收閥值的光照射半導體時，半導體的價帶電子發(fā)生帶間躍遷，即從價帶躍遷到導帶，從而產(chǎn)生光生空穴和電子；這些光生空穴和電子具有很強的氧化和復原才干，可以將吸附到光催

9、化劑外表的污染物徹底降解為無毒無害的無機小分子化合物，無二次污染問題。多年來，半導體光催化反響研討主要集中于液-固相反響，對于氣-固相反響那么研究得相對較少12.對于運用TiO2進展有機物的氣-固多相光催化氧化已研討過烷烴13、醇14、醛15、酮16、芳香族化合物17、鹵化物18；也有NOx、汽車尾氣、室內(nèi)空氣、菌19等的光催化氧化研討報道。日本在氣固光催化反響運用方面的任務較為突出，他們將光催化劑固定在建材、路面、瓷片、外墻、內(nèi)墻等基體上，利用太陽光和室內(nèi)照明光，經(jīng)過光催化作用使吸附在催化劑外表的污染物發(fā)生強的氧化分解，從而減輕環(huán)境有害氣體污染物。而我國在這方面的研討還有待進一步的開辟。本課

10、題組在納米TiO2資料以及摻雜改性納米TiO2資料的制備、表征以及光催化性能研討方面的任務卓有效果20-24，在積累豐富的半導體光催化處置廢水方面的閱歷之后，正在半導體光催化劑處置有機氣相污染物方面作進一步深化的研討任務，同時設計了新型光催化反響器25，努力為有機氣相污染物的治理做出應有的奉獻。2 討論當前，工廠廢氣、汽車尾氣、化石燃料熄滅廢氣、居室裝修資料等釋放的有機物以及其他的細菌、真菌等氣體污染物正日益嚴重地危害地球生態(tài)環(huán)境和人類的安康?，F(xiàn)實上，我國的空氣污染問題已不容忽視。然而，通常的污染處置方法均具有處置不徹底，本錢高，存在二次污染或普適性差的問題。半導體多相光催化法所用二氧化鈦無毒、廉價易得、耐光腐蝕與化學腐蝕，光活性較強，因此遭到廣泛關注。在適宜的條件下，二氧化鈦光催化能無選擇性地將氣-固界面中的難以化學氧化分解的三致有機物徹底礦化為CO2、水和無機酸，且無二次污染，也可以氧化無機空氣污染物、殺滅有害菌。因此，多相光催化凈化空氣是具有廣泛運用前景的空氣污染治理技術，該技術的中心是高效半導體光催化劑。本課題組研討著眼于制備光催化凈化技術所需中心資料-光催化劑，設計普適化的光催化反響器，經(jīng)過不同改性的方法以提高光催化劑的吸附才干、光吸收才