烧结金属催化材料净化印刷工艺中VOCs废气的试验研究

采用以烧结金属粉末微孔过滤材料为吸附材料和催化剂基体、CuMn／γ-Al2O3为催化剂的烧结金属催化净化装置,可实现对VOCs废气的有效去除。实验室试验表明：苯、甲苯和二甲苯的催化转化率均随温度的升高而增加。在250℃以上,甲苯和二甲苯的催化转化率高于99％;在280℃以上,苯的催化转化率高于99％。空速为2．0s^-1时催化荆的催化转化率要较空速为3．0s^-1时高。现场试验表明：在300℃左右,VOCs气体经过由烧结金属催化材料刺成的金属过滤器后,苯、甲苯、二甲苯的去除率均高于99％。经金属过滤器处理后,苯、甲苯、二甲苯的排放浓度可低于北京市《大气污染物综合排放标准》DB11／501—2007中的排放限值排放。     

烧结金属催化材料用于燃煤烟气净化的试验研究

采用以烧结金属粉末微孔过滤材料为烟尘过滤材料和催化剂基体、V2O5γ-Al2O3为催化剂、NH3为吸附剂的过滤原件,可实现对锅炉烟气中烟尘、SO2和NOx的同时去除.实验室试验结果表明:在150℃以下,SO2的去除率随温度的升高而增加,在150℃以上,SO2的去除率趋于稳定,均在90%以上;在50～350℃内,NO的去除率分别在150℃和300℃达到最高;在n(NH3)/n(NO)=1.0～1.6范围内,SO2和NO的去除率随NH3的升高而增加,n(NH3)/n(NO)＞1.6,SO2和NO的去除率趋于稳定.现场试验结果表明:在不同试验条件下,燃煤烟气经过金属过滤器处理后,其中的烟尘、SO2和NOx的过滤效率分别高于99%、94%和82%,浓度远低于北京市锅炉排放标准(DB11/139-2007)中的新建锅炉排放限值.     

蜂窝活性炭与沸石分子筛对涂装VOCs废气的吸脱附性能对比

选取工业涂装VOCs废气作为试验对象,以蜂窝活性炭和沸石分子筛为吸附剂,设计固定床小试装置进行VOCs吸脱附试验。结果表明：蜂窝活性炭的碘值、比表面积、总孔容及微孔孔容均大于沸石分子筛,分别是沸石分子筛的1.79,2.93,1.55,2.02倍;相同脱附温度、进气风速条件下,VOCs从蜂窝活性炭表面脱附更容易,其脱附时间远低于沸石分子筛;相同反应条件下,蜂窝活性炭对VOCs的饱和吸附量明显高于沸石分子筛,但沸石分子筛的饱和吸附量受反应温度和VOCs浓度的影响相对较小;循环吸脱附10次后,蜂窝活性炭和沸石分子筛对VOCs的吸附率分别下降为第1次时的71.35%和81.15%,沸石分子筛的吸脱附性能更为稳定;蜂窝活性炭饱和吸附量大、脱附时间快,适用于宽负荷、低风量、中高浓度VOCs废气处理;沸石分子筛空气动力学及循环吸脱附性能较好,适用于处理初始温度相对较高、中低浓度VOCs废气。     

轻型汽油车蒸发排放特征及温度对蒸发排放的影响

车辆蒸发排放是城市地区大气环境中VOCs（挥发性有机物）的重要人为源.选取满足国五排放标准的轻型汽油车,采用满足国Ⅵ（A）汽油标准的汽油,在密闭舱内设定两种不同温度,研究蒸发排放特征及温度对蒸发排放的影响.结果表明:①6辆车热浸VOCs蒸发排放因子范围为0.01~0.10 g/h,昼间损失VOCs蒸发排放因子范围为0.09~1.49 g/d,低于已有研究中国四或国三车辆的蒸发排放水平.②昼间损失VOCs蒸发排放水平远超过热浸VOCs蒸发排放水平.③热浸蒸发排放过程中密闭舱内VOCs质量呈近似线性增长,昼间损失蒸发排放过程中密闭舱内VOCs质量呈先快后缓的增长特征.④温度升高后,热浸和昼间损失VOCs蒸发排放因子均明显增加.温度由25℃升至38℃后,热浸VOCs蒸发排放因子增加36.0%~533.9%;温度从18~33℃升至23~38℃后,昼间损失VOCs蒸发排放因子增加16.7%~106.2%.研究显示,温度变化对热浸和昼间损失VOCs蒸发排放因子均影响明显.      

介孔分子筛转轮处理涂装废气中试研究

涂装废气中含有大量的挥发性有机物（VOCs）,严重危害环境及人类健康。在VOCs的末端治理技术中,介孔分子筛转轮技术可以将低浓度、大风量的有机废气吸附浓缩,而且吸附效率高、易脱附再生。该文通过设计开展以涂装废气为基础的分子筛转轮吸附技术的研究,设计了一套介孔分子筛转轮试验装置,进行了一系列吸、脱附试验研究。结果表明,该中试装置在进流温度(25±1)℃、进流湿度低于80%、转速3 r/min、浓缩比10∶1、脱附温度180～220℃的条件下,VOCs的去除效率最好;最佳条件下多次吸脱附试验后,介孔分子筛转轮的去除效率保持在95%左右,而且反应前后转轮填充材料介孔孔道的规则有序性不受影响。     

微波催化燃烧气态甲苯特性及床层温度分布

采用浸渍法制备Cu-Mn-Ce/堇青石蜂窝催化剂,于微波催化燃烧装置中考察其对甲苯废气的催化活性与稳定性,并对固定床温度进行了测试分析.研究表明,微波加热下床层温度分布均匀,甲苯的最佳反应温度在230~270℃之间.当停留时间大于9.7s且床层温度高于270℃时,甲苯的降解率大于90%.铜锰铈单金属氧化物及其复合氧化物尖晶石是主要的活性组分,甲苯在其表面上进行准一级反应而被催化氧化.高温对催化剂结构有影响,但重复性试验证实了催化剂的高活性和良好的稳定性.本文为微波催化燃烧技术治理VOCs废气的中试研究及下一步的实际应用提供了理论支持.     

2019—2021年西安市汽修行业VOCs去除及排放水平变化监测分析

汽修行业是当今城市挥发性有机物(VOCs)的重要来源之一,为明确汽修行业VOCs去除及排放水平,分析了2019—2021年西安市二十余家汽修厂VOCs废气排放变化特征,结果发现：汽修厂VOCs废气排放出口浓度逐年降低,出口达标率趋于稳定,为89.4%～97.6%;进口浓度范围逐渐增大,为2.87～107.6 mg/m³,低浓度数据比例明显增加,VOCs去除效率有所提升,但达标率仅为35.0%～68.9%。因此,重视加强净化设施的过程管控,评价VOCs排放和去除效率达标时,并将进口浓度过低的情况纳入考虑范围,以便更好地执行“双达标”的管控要求,为VOCs污染防治提供有效可行的治理策略,切实改善城市空气质量。     

长江三角洲地区基于喷涂工艺的溶剂源VOCs排放特征

了解挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的溶剂源排放特征是制定长江三角洲地区PM2.5和臭氧防控策略的关键.本研究通过罐采样-GC-MS/FID测定了长江三角洲地区重点喷涂行业(集装箱喷涂、造船喷涂、木器喷涂和汽车喷涂业)的VOCs排放特征.结果表明,长江三角洲地区喷涂行业排放的主要VOCs组分为甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃类物质,三者之和占总VOCs的质量分数为79%~99%.生产工艺的不同对VOCs的排放组成影响并不大,废气处理装置中活性炭吸附对VOCs的组成并无明显影响,而催化燃烧的处理过程会使VOCs的排放组成产生显著变化,乙烯排放明显增大,同时也使得催化燃烧处理最大增量反应活性(maximum increment reactivity,MIR)值高于活性炭吸附处理后的MIR值,说明不同的处理措施的使用将影响VOCs对臭氧的生成作用.     

燃烧法处理石化企业VOCs试验研究

基于加热炉技术对石化企业VOCs进行直接燃烧处理,采用低温催化燃烧催化剂进行了相应试验。结果表明:催化燃烧法适用于于低浓度VOCs治理,热力燃烧法则适用于不同组成与浓度VOCs的综合治理;在温度≤320℃、空速≥12000 h-1的条件下,低温催化燃烧技术VOCs排放浓度可满足DB31/933—2015要求(≤70 mg/m^3);在VOCs浓度高达30000 mg/m^3情况下,经过750~850℃的热力燃烧技术处理后,VOCs排放浓度≤20 mg/m^3。     

我国木质家具制造行业VOCs排放特征及环境影响

为研究木质家具制造行业挥发性有机化合物（VOCs）排放特征及其环境影响,选取9家典型的木质家具制造企业,对其涂装工序排气筒废气进行样品采集和VOCs检测,并通过最大增量反应活性法（MIR）和二次有机气溶胶（SOA）生成潜势法量化其对臭氧（O₃）和SOA的生成贡献.结果表明：①不同类型涂料排气筒VOCs排放浓度差异较大,溶剂型涂料排气筒VOCs排放浓度显著高于水性涂料和辐射固化（UV）涂料排气筒废气VOCs排放浓度,其ρ（VOCs）范围分别为2.82~155.37、 1.13~104.45和0.57~1.15 mg·m^-3;②溶剂型涂料排气筒废气中VOCs以酯类为主,质量分数高达45.88%,质量分数最高的VOCs物种为乙酸丁酯（31.07%）;水性涂料和UV涂料排气筒废气中VOCs均以醇类为主,质量分数分别为47.04%和35.10%,且质量分数最高的VOCs物种均为乙醇,质量分数分别为46.63%和34.32%;③溶剂型涂料、水性涂料和UV涂料排气筒排放VOCs的OFP值分别为149.23、 50.90和1.87 mg·m^-3,不同类型涂料排气筒OFP的首要贡献组分分别为间/对-二甲苯（26.61%）、乙醇（36.35%）和乙醇（23.98%）;④溶剂型涂料、水性涂料和UV涂料排气筒排放VOCs的SOA值分别为0.76、 0.25和0.01 mg·m^-3,对SOA生成贡献率最高的VOCs组分均为芳香烃（96.35%~98.96%）,关键活性物种为甲苯、乙苯和二甲苯;⑤将溶剂型涂料、水性涂料和UV涂料排气筒废气对环境影响进行比较,发现溶剂型涂料排气筒排放的VOCs所产生的OFP与SOA远高于水性涂料和UV涂料,从源头上采用水性涂料和UV涂料替代溶剂型涂料可以大幅度降低VOCs排放浓度,并减少OFP和SOA的生成.     

改性分子筛净化气相中的HCN

以浸渍法制备催化氧化HCN所需催化剂,分别以Ce3+〔Ce(NO₃)₃〕、Fe3+〔Fe(NO₃)₃〕、Cu2+〔Cu(NO₃)₂〕、La2+〔La(NO₃)₂〕为活性组分,以Hβ、HY、5A、ZSM5分子筛作为载体,进行催化剂的优选. 以恒温管式反应器作为反应装置,在250 ℃以下,考察空速、反应温度、φ(O₂)对HCN催化氧化过程的影响以及NO_x的生成率. 结果表明:以0.1 mol/L Cu(NO₃)₂溶液浸渍Hβ分子筛,于300 ℃焙烧所得催化剂Cu/Hβ,在HCN催化氧化过程中具有良好的性能. 在空速低于6 000 h-1、反应温度高于100 ℃时,Cu/Hβ催化剂对HCN的去除率高于95%;反应温度高于200 ℃时,HCN去除率接近100%. 在φ(O₂)由1%增至5%时,HCN去除率高于95%;反应温度低于200 ℃且φ(O₂)小于3%时,NO_x生成率低于5%. 表明铜基改性分子筛催化氧化脱除气相HCN方法所需反应温度低于200 ℃,受φ(O₂)影响小,具有节能、二次污染小的特点.      

我国工业源VOCs排放的源头追踪和行业特征研究

按照“源头追踪”思路,采用排放因子法,对我国工业源VOCs排放量进行了计算.工业VOCs污染产生于4个环节:VOCs的生产,储存和运输,以VOCs为原料的工艺过程,含VOCs产品的使用和排放.结果表明, 2009年我国工业源VOCs排放量约为1206万t.4个环节的污染排放贡献分别为18.1%、6.8%、24.7%和50.3%.合成材料生产、石油炼制和石油化工、机械设备制造等17个排放源的年排放量达20万t以上,其排放量之和占全国总排放量的94.9%.2007~2009年我国工业源VOCs排放量分别为1023,1079,1206万t,年均增长率8.6%.     

废弃PVC辅助氯化焙烧高效回收废旧锂离子电池正极材料

采用废弃PVC作为氯化剂,通过氯化焙烧与低温水浸复合,有效提高了废弃锂离子电池正极材料LiCoO₂中钴和锂的浸出效率。系统研究了焙烧温度、氯化剂与正极材料LiCoO₂物料比、焙烧时间等参数对钴和锂浸出率的影响规律和作用机制。研究结果表明:在焙烧温度500℃、物料比5∶1、焙烧时间120 min条件下,再经60℃水浸后,钴的浸出率达到95%以上,锂的浸出率高达99%。同时采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征焙烧前后材料的晶体结构和表面形貌以及元素化合价变化,阐明了氯化焙烧LiCoO₂过程中钴和锂的物相间转化机制与动力学机理。与传统的湿法、火法和生物冶金相比,该废旧锂离子电池正极材料回收技术拥有更低的能源强度和更好的工业应用前景。     

CaO对含砷废渣烧结过程砷的形态及释放特性的影响

为揭示CaO对含As废渣烧结陶粒过程中As挥发和结构形态变化的影响规律,对添加CaO前、后含As废渣在不同温度下烧结体中的As残留量、形貌、结构形态和环境释放行为的变化进行了研究. 结果表明:①在400~1 000 ℃,CaO对As的挥发有很强的抑制作用,As的固化率均大于85%;当温度>1 000 ℃时,CaO对As的挥发抑制作用减弱. ②在400~1 000 ℃,CaO对烧结体As的浸出释放抑制作用显著;当温度>1 000 ℃时,CaO对As的浸出释放抑制作用随温度升高显著降低. ③在1 000 ℃时,CaO与As化合生成了稳定的砷酸钙,残留于烧结体中,大幅降低了As的挥发和浸出释放特性,As的固化率最高可达95.14%;As的浸出浓度(以ρ计)也达到最小值,其中水平振荡法、硫酸硝酸法和TCLP法处理后的浸出值分别为1.33、130和0.85 μg/L;温度升至1 300 ℃时,砷酸钙消失,As以溶解度高的As₂O₃形式存在,导致As的浸出浓度增大.      

挥发性有机物在活性炭纤维上的吸附和电致热脱附

采用3种不同的活性炭纤维,考察了VOCs种类、VOCs浓度以及床层温度对活性炭纤维吸附VOCs性能的影响,并采用电致热脱附技术进行再生研究.结果表明,甲苯浓度对吸附推动力影响较大,在高浓度下,可使吸附容量达到434.8mg/g.活性炭纤维吸附甲苯受温度影响较小,在60℃下仍然具有288.6mg/g的吸附容量.电致热脱附电压越大,活性炭纤维升温速率越快,脱附效率越高,经过100min即可完全脱附.经过4次吸脱附循环,活性炭纤维仍有较好的吸附效果,饱和吸附量能达到原有吸附量的80%以上.     

硝基清漆膜厚度对硝基清漆VOCs释放的影响

利用自制的小型环境测试舱,研究了硝基清漆膜厚度对挥发性有机物(VOCs)释放的影响.漆膜厚度分别为296,508,715,799,960μm,测试条件为:温度为25.0℃,相对湿度为23.9%,空气流量为0.75m3/h,空气流速为3.4cm/s,支持板为不锈钢盘.采用真空采样罐采集舱出口空气,用气相色谱(GC-FID)分析测试.确定了5种主要VOCs(甲基环乙烷、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯)的浓度,并以一阶衰减模型对浓度进行模拟计算得到释放速率.结果表明,漆膜厚度并不影响VOCs的峰值浓度和初始释放速率,但漆膜越厚,VOCs的浓度衰减越慢,衰减速率越小.     

生活垃圾焚烧飞灰的热性质

利用综合热分析仪对飞灰进行了差热与热重分析,并利用X-射线衍射仪分析了不同温度煅烧后飞灰的矿物成分变化。结果表明:781～956℃温度区间,飞灰的质量下降超过15%;956～1241℃温度区间,质量下降8%左右;温度超过1241℃时,飞灰的质量基本保持不变,出现大量的化合反应,飞灰表现出较好的活性;飞灰的主要矿物成分是SiO2、CaCl2、Ca3Si2O7、Ca2SiO4·0.35H2O、Ca9Si6O21·H2O、K2Al2Si2O8·3.8H2O和AlCl3·4Al(OH)3·4H2O,晶相含量高达59%;高温下飞灰中的盐类首先分解生成金属氧化物,随温度的升高,所产生的金属氧化物再与SiO2反应生成硅酸盐或铝硅酸盐。