光解光催化技術(shù)在VOCs治理工程中的應(yīng)用及詳解

光解光催化技術(shù)在VOCs治理工程中的應(yīng)用及詳解揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是大氣PM2.5和O3污染的主要前體物，對(duì)我國目前大氣污染的問題和變化態(tài)勢(shì)具有重要影響，VOCs減排已成為當(dāng)務(wù)之急。VOCs治理始于1997年頒布的《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，其限定了33種污染物的排放限值。隨后，國務(wù)院、國家進(jìn)展改革委員會(huì)、工業(yè)及信息部、財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、能源局及國家生態(tài)環(huán)境部等頒布了一系列的法律、法規(guī)要求和規(guī)范VOCs治理工作，包括：2010年5月國務(wù)院頒布的《推動(dòng)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)看法》，2012年9月頒布的《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治十二五規(guī)劃》，2013年5月頒布的《揮發(fā)性有機(jī)物污染防治技術(shù)政策》，2013年9月頒布的《重污染過程預(yù)警應(yīng)對(duì)工作開展》和《大氣污染防治行動(dòng)方案，即大氣國十條》，2014年4月頒布的新《環(huán)境愛護(hù)法》，2015年8月頒布的新《大氣污染防治法》，2016年7月頒布的《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物削減行動(dòng)方案》以及2017年9月頒布的《十三五揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》等。此外，多行業(yè)、多省份以及部分地市級(jí)城市也頒布了多個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)VOCs收集、VOCs治理技術(shù)及VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)均做了規(guī)定和規(guī)范。一、多維考察VOCs治理VOCs治理應(yīng)當(dāng)包括兩部分:一部分是從源頭上掌握，也就是削減在生產(chǎn)過程中少使用揮發(fā)性的原材料；二是不行以避開的，要從排放標(biāo)準(zhǔn)上來掌握。在VOCs治理技術(shù)上，選擇應(yīng)當(dāng)遵循三個(gè)層面：一是目標(biāo)層面，二是準(zhǔn)則層面，三是方案層面，即在最終目標(biāo)的基礎(chǔ)上，考慮實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的各個(gè)中間環(huán)節(jié)，選擇解決最終問題的方案、措施及實(shí)現(xiàn)途徑等。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009092021258353.png”alt=“1.png”width=“426”height=“236”/圖1VOCs治理技術(shù)的選擇以國家大氣綜合排放標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)大氣排放標(biāo)準(zhǔn)（以及地方大氣排放標(biāo)準(zhǔn)或地方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）為處理目標(biāo)，考慮多因素（包括技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素）的狀況，依據(jù)詳細(xì)應(yīng)用環(huán)境選擇合適的治理技術(shù)（包括復(fù)合治理技術(shù)）。二、光解光催化使用時(shí)的留意事項(xiàng)光解光催化技術(shù)因具有占地面積小、應(yīng)用范圍廣、運(yùn)行成本低、設(shè)計(jì)投資少、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢(shì)已被廣泛應(yīng)用在低濃度VOCs廢氣治理中，特殊是化工廢氣、制藥廢氣、養(yǎng)殖業(yè)廢氣以及生物法廢水治理過程中產(chǎn)生的臭氣等。利用光解光催化技術(shù)治理VOCs廢氣時(shí)，把握好核心技術(shù)關(guān)鍵因素，其在實(shí)際工程應(yīng)用中是切實(shí)可行并且長(zhǎng)期有效的。1、工程案例一某化纖廠的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖2所示：<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009092021264409.png”alt=“2.png”width=“537”height=“436”/圖2進(jìn)口和出口的史冊(cè)濃度通過對(duì)進(jìn)口和出口的數(shù)據(jù)，得出采納光解光催化設(shè)備進(jìn)行含硫廢氣處理后，其處理效率均在90%以上。2、工程案例二江西某農(nóng)藥廠測(cè)試數(shù)據(jù)，如圖3所示：<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009092021267652.png”alt=“3.png”width=“547”height=“306”/圖3光解光催化設(shè)備的處理效率通過圖3中的黑線可以看出：處理效率穩(wěn)定在75%以上。三、我們是怎么做到的？1、材料是核心使用公司獨(dú)有的前驅(qū)體原位燒結(jié)技術(shù)，制備得到的納米催化材料具有多級(jí)復(fù)合納米顆粒釉狀結(jié)構(gòu)，顆粒的表面暴露，比表面很大（可達(dá)100m2/g），催化活性高；顆粒之間以共價(jià)鍵結(jié)合，顆粒之間結(jié)合力強(qiáng)，與基底的附著力很強(qiáng)，可超聲清洗，使用壽命長(zhǎng)。其中光催化材料的催化性能是市場(chǎng)同類產(chǎn)品的8-10倍，并且已經(jīng)通過日本神奈川科學(xué)技術(shù)討論院的權(quán)威認(rèn)證；臭氧分解催化劑的性能是市場(chǎng)同類產(chǎn)品的4.5倍，已通過上海其次工業(yè)高校的評(píng)測(cè)，可將光解產(chǎn)生的臭氧分解并且協(xié)同氧化分解VOCs廢氣。2、光解光催化降解模型建立光解光催化VOCs降解模型，模擬數(shù)千風(fēng)量、數(shù)百ppm濃度、不同濕度、不同VOCs氣體、不同紫外燈陣列的降解性能，形成了豐富的工藝數(shù)據(jù)庫，為VOCs處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)供應(yīng)了工藝包和解決方案。3、光解光催化箱體設(shè)計(jì)<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009092021275289.png”alt=“4.png”width=“444”height=“266”/圖4對(duì)稱面速度云圖采納AnsysFluent6.0軟件對(duì)VOCs降解模型流場(chǎng)進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)模擬，確定空氣動(dòng)力學(xué)的合理性，并且確定空氣停留的時(shí)間。4、濕度很重要相宜的環(huán)境濕度對(duì)光催化有著巨大的影響，由于濕度對(duì)吸附-光催化的協(xié)同凈化力量既有促進(jìn)作用又有負(fù)面作用，高濕度有利于吸附態(tài)有機(jī)物的光催化去除，但與此同時(shí)也抑制了有機(jī)物在光催化劑表面的富集吸附。5、紫外燈功率很重要<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009092021276297.png”alt=“5.png”width=“359”height=“266”/圖5光功率密度與燈管中心距離的關(guān)系紫外燈管的光功率密度與燈管中心間距有很大的關(guān)系，隨著中心間距的增加，光功率密度快速降低，對(duì)降解VOCs有很大的關(guān)系。也可以從圖6看出：<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009092021276482.png”alt=“6.png”width=“550”heig