工业挥发性有机物处理技术分析与展望

挥发性有机物(VOCs)是大气污染物的主要来源之一。对现有工业VOCs处理技术进行了归类及概述,总结了各类技术中主要方法的工作原理、技术特点、适用范围和应用现状,包括吸收法、吸附法、膜分离法、冷凝法等回收技术,热氧化(燃烧)法、生物降解法、低温等离子法、光催化法等非回收消除技术,以及工业上典型的VOCs集成组合治理技术。指出,集成组合治理技术的研发是该领域未来的发展方向。     

没食子酸生产废炭渣的处理

采用热水洗涤法回收没食子酸生产废炭渣中的没食子酸,过滤炭渣经热再生处理得到热再生活性炭。研究了热水洗涤法回收没食子酸和热再生法再生活性炭的最佳工艺条件。实验结果表明,热水洗涤法回收没食子酸的优化工艺条件:废炭渣质量与热水体积比为0.15g/mL,热水洗涤时间为60min,热水洗涤温度为60℃。在此最佳工艺条件下,没食子酸回收量达52mg/g。热再生法再生活性炭的最佳工艺条件为:热再生温度500℃,热再生时间120min。在此条件下制备的热再生活性炭对亚甲基蓝的吸附量达168mg/g,热再生活性炭平均得率为57.1%。     

活性炭吸附缓冲非稳态VOCs研究进展

活性炭类吸附剂可以有效地缓冲挥发性有机物(VOCs)的浓度负荷波动。综述了活性炭对非稳态VOCs吸附缓冲的作用原理及类型,从吸附剂、吸附质、进气性质和设备及操作条件等方面讨论了影响吸附缓冲性能的因素,并对今后该领域的研究方向提出了展望。指出:应当进一步研究吸附剂和吸附质的交互作用、波动负荷的影响以及VOCs在活性炭中的迁移扩散现象;同时,通过深层次的实验测试和模型模拟为反应器的设计和操作参数的估算提供指导。     

挥发性有机化合物处理技术的研究进展

简要介绍了挥发性有机化合物（VOCs）的来源、危害以及控制的意义,对VOCs现有处理技术从回收方法和消除方法两个方面进行了详细评述,并指出其优势和不足。同时,着重阐述了光催化氧化法以及变压吸附技术的研究进展,并提出了进一步研究的方向。     

碱改性活性炭对VOCs的吸附性能

选用3种经氢氧化钠改性的活性炭,研究了其对4种代表性VOCs(丁酮、乙酸乙酯、甲苯和四氯化碳)的吸附规律。结果表明:活性炭经碱改性后吸附性能有较大改善,吸附量的大小与其比表面积呈正相关性,而其比表面积多为微孔提供;改性活性炭对有机气体的吸附以物理吸附为主;吸附质的相对分子质量、密度、熔点与其在改性活性炭上的吸附量具有线性相关性,而沸点、饱和蒸气压、分子动力学直径则与吸附量无明显相关性;对于同一吸附剂,170℃再生时的性能最好,130℃次之,210℃最差。     

轻烃类VOCs在活性炭上的动态吸附行为

采用BET,XRD,FTIR技术对两类椰壳活性炭进行了表征,考察了空速和吸附温度对正戊烷和正己烷动态吸附穿透容量(DPC)及穿透时间的影响,并对正戊烷和正己烷的二元竞争吸附过程进行了研究。结果表明:两类活性炭材料的组成和官能团结构相似,具有大量微孔的片状活性炭(FAC)有利于轻烃类VOCs的吸附;采用FAC吸附正己烷时,DPC对空速和温度变化不敏感;二元竞争吸附过程中,开始阶段正戊烷和正己烷同时被吸附,随后已被吸附的正戊烷被强吸附质正己烷部分置换,直至正己烷吸附饱和,与一元吸附相比,正己烷的DPC和饱和吸附容量略有增加,正戊烷的DPC和饱和吸附容量大幅降低。     

采用活性炭纤维吸附装置回收VOC的优点分析

介绍了采用活性炭纤维有机废气吸附回收装置治理回收挥发性有机化合物(VOC)废气的工艺,阐述了新工艺所具有的优点,与传统工艺相比,回收效率由80%左右提高到92%～98%,提高了回收设备的自动化程度.同时,从机理上阐述了新工艺优越性的原因.     

油品储运行业挥发性有机物排放控制技术评估

分析了我国油品储运行业的VOCs排放环节和特点。选取燃烧法、吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法等VOCs排放末端控制技术作为研究对象,介绍了各方法的原理和适用条件。建立了包括环境性能、技术性能、经济性能3方面共10项指标的综合评价指标体系。采用模糊评价方法分析了油品储运行业VOCs排放末端控制备选技术的综合性能。结果表明,冷凝法和膜分离法具有良好的综合性能,是油品储运行业VOCs排放的最佳末端控制技术。     

活性炭固定床吸附分离溶液中表面活性剂和多环芳烃

利用活性炭固定床吸附分离表面活性剂和多环芳烃(PAH)的混合溶液,选取了具代表性的表面活性剂(TX100)和PAH(菲(PHE)等)。实验结果表明,流量越低、活性炭填充量越多、表面活性剂浓度越高、PAH浓度越低,越有利于表面活性剂的回收和PAH的去除。定义了有效回收时间,该时间是指PAH穿透10%的时间与表面活性剂穿透90%的时间之差,该时间越长,越有利于表面活性剂的回收。采用BDST和Thomas模型对TX100和PHE进行了吸附模拟,效果均较好;BDST模型拟合结果表明,当活性炭对TX100的吸附接近饱和时仍对PHE有较强的吸附能力。活性炭固定床吸附分离法可节约运行成本0.06元/L。     

氯化锌活化法制备甘蔗渣活性炭吸附剂

采用氯化锌活化法制备了甘蔗渣活性炭吸附剂,并考察了活化剂氯化锌溶液浓度、活化温度和活化时间对吸附剂吸附性能的影响。实验结果表明,氯化锌活化法制备甘蔗渣活性炭吸附剂的最佳工艺条件为：活化温度800℃、氯化锌溶液质量浓度190g／L、活化时间60min。所得甘蔗渣活性炭吸附剂的得率为30．3％,碘吸附值为1070mg／g,亚甲基蓝吸附值（以0．1g吸附剂吸附的亚甲基蓝体积计）为15．0mL,达到了GB／T13803．2—1999《木质净水用活性炭》一级品标准（碘吸附值1000mg／g,亚甲基蓝吸附值9mL）。     

膜分离—变压吸附耦合工艺处理催化剂载体生产废气

采用膜分离—变压吸附耦合工艺处理DQ催化剂载体生产过程产生的高浓度挥发性有机物（VOCs）废气。实验结果表明：在进气正己烷和非甲烷总烃的质量浓度分别为95 000~212 000 mg/m³和100 000 ~220 000 mg/m³、渗余侧压力0.25 MPa、渗透侧真空度0.09 MPa、进气流量15 Nm³/h的条件下,膜分离单元对废气中正己烷及非甲烷总烃的平均去除率分别为97.88%和97.29%;变压吸附单元对正己烷及非甲烷总烃的平均去除率分别为99.35%和99.33%;整套装置对正己烷及非甲烷总烃的平均总去除率分别为99.99%和99.98%。平均正己烷回收率达95.56%。处理后废气中非甲烷总烃质量浓度小于70 mg/ m³,达到北京市DB 11/ 447—2007 《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》的一级指标。     

黑索金废水的处理

以球形活性炭为吸附剂，用吸附法处理黑索金（ＲＤＸ）废水，出水能够达到国家排放标准，球形活性炭的动态饱和吸附量为０．１２３－０．１４０ｇ／ｇ，吸附带长为２ｍ。吸附饱和的球形活性炭，可用碱液以复再生。笔者还提出了数学模型，导出了处理实验数据公式，此公式可推广应用于同类吸附实验数据处理。     

变压吸附技术在环境工程中的应用

变压吸附技术具有能耗低、投资少、流程简单、操作方便、可靠性好和自动化程度高等优点,在环境工程领域得到了广泛的应用。介绍了变压吸附技术在废水处理、废气处理、固体废弃物处理等领域的研究进展和应用成果,探讨了在环境工程中应用变压吸附技术的发展方向。     

变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气中的CO_2

采用变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气(CO_2-N_2-CH_4混合体系)中的CO_2。考察了吸附压力、吸附温度和气体流量对吸附效果的影响。实验结果表明:在吸附温度为25℃、吸附压力为0.6 MPa、气体流量为2 000m L/min、初始CO_2体积分数为13.01%的条件下,CO_2的穿透吸附量为60.34 m L/g,CO_2吸附率为78.92%,碳分子筛对CO_2的分离因子为8.233;在床层利用率为0.523的条件下进行降压解吸,当吸附压力降至0.1 MPa时,出口CO_2体积分数约为80%,CO_2的回收率可达96.38%。     

环境中VOCs的污染现状及处理技术研究进展

综述了近十年来大气环境中挥发性有机物(VOcs)的污染现状及其主要处理技术的研究进展.介绍了目前大气环境中VOCs的主要处理技术(包括吸附、冷凝及膜分离等回收技术和燃烧、等离子体、光催化降解和生物降解等销毁技术)的适用条件、经济性、可操作性和净化效率.提出要对VOCs的吸收和生物降解的反应动力学模型、催化机制、材料的性能及微生物活性进行深入研究的建议.