揮發(fā)性有機(jī)廢(臭)氣治理技術(shù)及發(fā)展

揮發(fā)性有機(jī)廢（臭）氣治理技術(shù)及發(fā)展

1.廢氣處理的幾個(gè)小問題

2.光降解技術(shù)要說點(diǎn)啥

3.收集原來需要更科學(xué)目錄

4.研究中心的職能簡(jiǎn)介1998到2013這個(gè)周期里頭，上海的GDP漲了750%，車漲了300%，能耗漲了75%，人口漲了60%。大氣治理成效顯著2016年北京市PM2.5平均濃度為73μg/m3，比2013年下降18%。京津冀、長三角、珠三角三個(gè)控制PM2.5的重點(diǎn)地區(qū)，平濃度分別為71μg/m3、46μg/m3、32μg/m3，與2013年相比，分別下降33.0%、31.3%、31.9%。74個(gè)重點(diǎn)城市的PM2.5平均濃度是50μg/m3，比2013年下降30.6%。環(huán)保部通報(bào)京津冀大氣污染防治強(qiáng)化督查情況，2,459家企業(yè)中發(fā)現(xiàn)1,954家存在環(huán)境問題無設(shè)施179個(gè)散亂污735個(gè)無運(yùn)行163個(gè)假數(shù)據(jù)6個(gè)幾個(gè)問題1企業(yè)應(yīng)提出針對(duì)VOCs的廢氣處理方案企業(yè)應(yīng)安排有關(guān)機(jī)構(gòu)和專門人員負(fù)責(zé)VOCs污染控制

的相關(guān)工作源頭減量是關(guān)鍵（清潔生產(chǎn)原料替代工藝改進(jìn)）企業(yè)如何做？企業(yè)在VOCs污染防治設(shè)施驗(yàn)收時(shí)應(yīng)監(jiān)測(cè)TVOCs凈化效率幾個(gè)問題1020103有效的收集是前提合理的技術(shù)是關(guān)鍵運(yùn)行安全是保障源頭控制過程控制回收利用破壞消除有機(jī)廢氣幾個(gè)問題1控制技術(shù)（工藝）單套裝置適用氣體流量范圍（m3/h）濃度范圍(mg/m3)適宜處理廢氣不適宜處理廢氣投資萬元/(1000m3/h)運(yùn)行費(fèi)用元/1000m3催化氧化1000-1000002000-8000噴涂、化工等行業(yè)中高濃度有機(jī)廢氣的治理，不含催化劑中毒物質(zhì)。含催化劑中毒物質(zhì)，或濃度太低，氣量不穩(wěn)定8-100.4-1.0吸附-蒸汽脫附-回收10000-1500001000-66250印刷、化工等行業(yè)，中等濃度，廢氣成分較為單一廢氣成分復(fù)雜，濃度太低或太高0-424-8生物過濾/滴濾1000-100000<2000污水處理、堆肥、化工、制藥等行業(yè)中低濃度、含可生物降解VOCs廢氣含不可生物降解VOCs或高濃VOCs廢氣1-40.6-1.2吸附-濃縮-催化氧化10000-180000100-2000噴涂、印刷等行業(yè)，中低濃度有機(jī)廢氣的治理，廢氣中不含催化劑中毒物質(zhì)（對(duì)RCO）。含催化劑中毒物質(zhì)（對(duì)RCO）。有機(jī)廢氣濃度不宜過高3-60.4-0.6等離子體氧化1000-60000<500大風(fēng)量低濃度的廢氣,對(duì)油漆霧廢氣處理更適用高濃度VOCs廢氣0.6-10.1-0.3熱力燃燒1000-1000002000-8000噴涂、印刷、化工制革、電子等行業(yè)，中高濃度有機(jī)廢氣的治理濃度太低不可維持燃燒，氣量不穩(wěn)定100.4-0.8

控制技術(shù)適用范圍和經(jīng)濟(jì)性幾個(gè)問題1技術(shù)原理光解技術(shù)2光催化的機(jī)理當(dāng)光能等于或大于半導(dǎo)體材料的帶隙能量時(shí)，電子從價(jià)帶(VB)激發(fā)到導(dǎo)帶(CB)形成光生電子-空穴。價(jià)帶空穴是強(qiáng)氧化劑，而導(dǎo)帶電子是強(qiáng)還原劑?？昭ㄅcH2O或OH-結(jié)合產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)極為活潑的自由基基團(tuán)（HO.

）電子與O2結(jié)合也會(huì)產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)極為活潑的自由基基團(tuán)(.O2-,HO.

等)空穴，自由基（.O、.OH）都有很強(qiáng)的氧化性，能將有機(jī)物直接氧化為CO2,H2OA:半導(dǎo)體吸收光，產(chǎn)生電子和空穴的過程B:電子和空穴表面復(fù)合過程C:電子和空穴體內(nèi)復(fù)合過程D:還原過程E:氧化過程光解技術(shù)2185nm（真空紫外）紫外線具有較強(qiáng)的光子能量，可以打斷揮發(fā)性有機(jī)化合物中的分子鍵能，同時(shí)能激發(fā)空氣中的氧氣和水分子產(chǎn)生臭氧及羥基自由基。254nm紫外線可以激發(fā)臭氧的反應(yīng)活性。光化學(xué)降解有機(jī)物紫外光源輸出光譜254nm185nm紫外作用一：直接分解有機(jī)物紫外作用二：激發(fā)出臭氧及原子氧用于光催化的紫外線光源光解技術(shù)2紫外線光子對(duì)分子化學(xué)鍵的作用直接使其斷裂，從而達(dá)到分解的目的。光解VOCs機(jī)理VOCs+hv(185nm)CO2+H2O光化學(xué)第一定律：引起光化學(xué)反應(yīng)的必要條件：分子對(duì)某特定波長的光要有特征吸收光譜，才能產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。引起光解反應(yīng)的必要條件：只有當(dāng)激發(fā)態(tài)分子的能量足夠使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂時(shí)，即光子的能量大于化學(xué)鍵能時(shí)，才能引起光離解反應(yīng)。光化學(xué)第二定律：分子吸收光的過程是單光子過程。這個(gè)定律的基礎(chǔ)是電子激發(fā)態(tài)分子的壽命很短，小于等于10-8s．在如此短的時(shí)間內(nèi)，且輻射強(qiáng)度比較弱的情況下，再吸收第二個(gè)光子的幾率很小。光化學(xué)理論依據(jù)紫外光能量圖光解技術(shù)2光催化氧化反應(yīng)機(jī)理：UV＋O2→2O＊(活性氧)O＊＋O2→O3O3

O＊＋O2O＊＋VOCs→···→CO2+H2OO＊+H2O→2?OHH2O+hv→?H+?OH·OH+VOCs→···→CO2+H2O催化劑光化學(xué)氧化反應(yīng)機(jī)理氧化能力極強(qiáng)的活性基團(tuán)·OH自由基，其氧化電位2.80V，比O3(氧化電位2.07V)高35％。因此·OH自由基在氧化污染物時(shí)無選擇性，可引發(fā)鏈反應(yīng)，可使催化劑表面吸附的有機(jī)物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并被進(jìn)一步開環(huán)、氧化，最終轉(zhuǎn)化為CO2、H2O及小分子無機(jī)物。吸附在TiO2表面上O2的，作為電子受體可接受光生電子，形成O2·等活性氧自由基，有效的抑制光生電子空穴的復(fù)合，達(dá)到降解的目的。同時(shí)，O3作為一種氧化劑，可以氧化一些已經(jīng)羥基化的反應(yīng)物。光解技術(shù)2舉例說明：光氧化甲苯的機(jī)理甲苯經(jīng)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為苯甲醛，苯甲醛被羥基自由基氧化為苯甲酸。在紫外光照射下,甲苯可發(fā)生脫甲基反應(yīng)生成苯和甲基。由于甲苯苯環(huán)上的一個(gè)氫被甲基取代，導(dǎo)致苯環(huán)原有的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被打破，因此甲苯并不穩(wěn)定。甲苯分子中的甲基取代基與苯環(huán)之間的碳碳鍵鍵能為3.6ev，比苯環(huán)的碳碳鍵和碳?xì)滏I鍵能都低，因此，甲基取代基與苯環(huán)之間的碳碳鍵最容易斷裂。光解技術(shù)2光催化氧化甲苯的機(jī)理在紫外光與TiO2的共同作用下，甲苯經(jīng)加氫反應(yīng)可生成甲基環(huán)己烷。若甲苯與甲基結(jié)合則可生成鄰／間／對(duì)二甲苯以及乙苯。其中，鄰／間二甲苯和乙苯被·H還原可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為1，2．二甲基環(huán)己烷、1，3．二甲基環(huán)己烷和乙基環(huán)己烷。生成的1，2．二甲基環(huán)己烷和乙基環(huán)己烷又可經(jīng)分裂、加氫反應(yīng)均轉(zhuǎn)化為辛烷。hv+TiO2hv+TiO2Hhv+TiO2HH·光解技術(shù)2羥基自由基屬于過度產(chǎn)物，極不穩(wěn)定，存在時(shí)間低于0.1s。臭氧較．OH相對(duì)穩(wěn)定，且無催化劑不易與VOCs反應(yīng)，屬光解副產(chǎn)物。副產(chǎn)物：臭氧（光解副產(chǎn)物）的形成紫外光解過程：活性氧生成過程：光解技術(shù)2UV光解+液相吸收極性小難溶于水偶極矩大較易溶于水臭氧在水中溶解：

光解技術(shù)2UV光解+液相吸收臭氧氧化VOCs：

現(xiàn)階段臭氧氧化VOCs工藝采用臭氧-TiO2催化劑（或其他催化劑）協(xié)同作用處理VOCs。主要是通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的O3在催化劑表面活性位上吸附，形成高活性的中間體O．，隨后隨著濕度增加，O．與催化劑表面液膜形成中間體．OH，最終將有機(jī)物氧化為CO2和H2O。在水中無催化劑情況下，該過程依然存在以水為載體，直接與溶解在水中的有機(jī)物反應(yīng)工藝優(yōu)勢(shì)：有效解決紫外光催化產(chǎn)生的過量O3。在UV紫外處理VOCs過程中，液體對(duì)生成的中間體有吸附作用。溶解在水中的臭氧可以部分氧化未能在UV端完全降解的VOCs。光解技術(shù)2現(xiàn)象分布不均勻，在四根紫外燈管周圍有明顯電場(chǎng)聚集。方案詳細(xì)設(shè)置燈管的吸波參數(shù)，應(yīng)該能顯示出燈管對(duì)電場(chǎng)能量的吸收程度?？茖W(xué)設(shè)計(jì)光解技術(shù)2問題分布不均勻，管與殼便捷較高點(diǎn)，在邊角位置電場(chǎng)強(qiáng)度較低。方案圓柱形腔體本身形狀；腔體參數(shù)設(shè)置；科學(xué)設(shè)計(jì)光解技術(shù)2一種微波協(xié)同紫外光解的有機(jī)惡臭氣體凈化裝置（201520427325.8）一種用于廢氣凈化處理的裝置（201520427380.7）。專利所有權(quán)人為本項(xiàng)目核心人員：關(guān)杰、袁昊、郭耀廣，知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是團(tuán)隊(duì)人員的責(zé)任和義務(wù)。另外，何品晶教授為本校兼職教授，指導(dǎo)與幫助項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化實(shí)施是其責(zé)任和義務(wù)；郝浩教授和企業(yè)是雇傭關(guān)系，不存在股權(quán)關(guān)系。知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究內(nèi)容理論研究產(chǎn)品試制應(yīng)用檢驗(yàn)多維服務(wù)以基礎(chǔ)性課題（國家自然科學(xué)基金）成果（論文、知識(shí)產(chǎn)權(quán)）為支撐，保證成果先進(jìn)、完善。以研究理論為支撐進(jìn)行產(chǎn)品的試制、中試及實(shí)驗(yàn)，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)。中試產(chǎn)品進(jìn)行放大、應(yīng)用、復(fù)合集成；以及對(duì)相關(guān)行業(yè)（化工、餐飲、病死家畜等）等行業(yè)通過末端治理反饋到全過程的節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)及先進(jìn)管理等，提高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。放大路線光解技術(shù)2“旋

旋流隔柵分離+光量子氧化分解”烹調(diào)油煙高效分離與氧化技術(shù)及裝備成果轉(zhuǎn)化采用旋流隔柵使烹調(diào)油煙均流分離，然后再通過UV使油煙碳化分解和異味消除。旋流隔柵確保油煙均流并確保紫外線光線不泄露，其次是確保油煙罩內(nèi)流速不會(huì)衰減或不均衡；重量輕，安裝及拆卸容易；外形美觀。再利用高性能C波段紫外線（161.7~184.9nm）光束照射油煙，改變油脂的分子結(jié)構(gòu)，使高分子化合物降解成低分子化合物。利用該波段的紫外線光束及臭氧對(duì)油煙及異味進(jìn)行光解氧化反應(yīng)，臭氧將小油脂分子冷燃燒生成棕櫚酸等有機(jī)成分和水。轉(zhuǎn)化成果（2）光解技術(shù)20102030405羥基自由基要求反應(yīng)的時(shí)間如此的短，如何解決？有沒有壽命長、活性高、成本低的二氧化鈦催化劑？如何做好流程的選擇與設(shè)計(jì)？降解破壞理論上可行，實(shí)際上不一定可行？過程解析、產(chǎn)物調(diào)控？臭氧的解決？光解催化氧化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用瓶頸門檻太低了：沒有科學(xué)依據(jù)的仿造；花樣眾多的包裝；市場(chǎng)價(jià)格戰(zhàn)……做壞了市場(chǎng)、坑害了業(yè)主、逼死了對(duì)手。概念炒作：目前大量企業(yè)所使用的光催化裝置實(shí)際并不含有任何催化劑成分，僅采用紫外燈管發(fā)射紫外線，與納米光催化毫無關(guān)系光解技術(shù)2調(diào)查現(xiàn)有排風(fēng)系統(tǒng)調(diào)查現(xiàn)有局部排氣系統(tǒng)收集以及處理系統(tǒng)的構(gòu)成調(diào)查現(xiàn)有局部排氣系統(tǒng)收集和處理效果分析現(xiàn)有局部排氣系統(tǒng)的缺陷以及改進(jìn)方向0102檢測(cè)現(xiàn)有TVOC濃度分布在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試TVOC濃度分布比較和判定TVOC濃度達(dá)標(biāo)程度其他追加檢測(cè)0304調(diào)查現(xiàn)有供氣方式調(diào)查污染空氣擴(kuò)散后的新鮮空氣補(bǔ)充方式合理與否以及相應(yīng)措施收集模擬資料收集各車間平面圖和立面圖等基礎(chǔ)資料，為往后進(jìn)行的電腦模擬做必要的準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試模擬所需的各種基礎(chǔ)資料檢測(cè)結(jié)果用于模擬過程中討論方案數(shù)據(jù)搜集實(shí)驗(yàn)?zāi)M制訂方案廢氣處理主體裝置廢氣預(yù)處理廢氣收集通風(fēng)收集3步驟：提出問題?現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查?電腦模擬?討論研究?解決方案方法：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試?了解存在的問題，電腦模擬?尋找并驗(yàn)證解決方案結(jié)果：企業(yè)?為決策者提供投資方向和依據(jù)，少走彎路，增大投資效應(yīng)

研究所?尋找相應(yīng)的科研項(xiàng)目，補(bǔ)充必要的科研經(jīng)費(fèi)例1:輪胎生產(chǎn)廠家通風(fēng)換氣工程咨詢例2:鑄造廠家通風(fēng)換氣工程咨詢通風(fēng)收集3

DIE/COATER(1F)REVERSE/COATER(1F)Cleanroom(1F)Cleanroom(2F)屋頂成行工程（2F)新建車間（2F)倉庫（2F)印刷機(jī)（1F)酒精保管池（1F)調(diào)查工廠通風(fēng)系統(tǒng)并畫出工程圖檢測(cè)污染物區(qū)域濃度和個(gè)人濃度最終提出工作場(chǎng)所環(huán)境報(bào)告書通風(fēng)收集31.現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)2.實(shí)驗(yàn)研究3.提出方案4.計(jì)算模擬綜合分析改善方案收集口風(fēng)檔揮發(fā)物集氣負(fù)壓現(xiàn)場(chǎng)訪問實(shí)驗(yàn)室研究室電腦房通風(fēng)收集3第一部分發(fā)起人中心結(jié)構(gòu)中心功能Currentsituation中心簡(jiǎn)介上海曙光環(huán)境治理新技術(shù)研究中心是由上海第二工業(yè)大學(xué)關(guān)杰教授及領(lǐng)域?qū)＜夜餐l(fā)起2