低温等离子体协同催化降解VOCs的研究进展

低温等离子体协同催化降解VOCs技术因其具备操作条件简单、去除效率高、CO2选择性好、能量利用率高及产生二次污染物量少等特点,近年来受到国内外研究者的普遍关注。文章在研究大量文献的基础上,概括和分析了低温等离子体协同催化降解VOCs的影响因素和作用机理,并对其在挥发性有机化合物治理中的发展进行了展望。     

低温等离子体协同催化处理VOCs的研究进展

针对成分复杂且极易挥发的挥发性有机物(VOCs),传统的大气治理技术很难将其完全去除,而低温等离子体技术利用O·、·OH、N·和O₃等强氧化性物质可高效降解VOCs。简述了低温等离子体单独降解VOCs反应机理,等离子体与催化剂的协同作用,并分析了催化剂位置对降解效率的影响。其中,重点分析了不同催化剂的协同作用,主要包括贵金属催化剂、复合金属催化剂、过渡金属催化剂、钙钛矿催化剂和光催化剂等,深入分析了其对VOCs的降解机理,并总结了这些催化剂用于处理VOCs的降解效果及影响因素,最后提出了低温等离子体技术协同催化降解VOCs目前存在的问题及未来的研究和发展方向,可为实际工业废气的治理提供参考。     

低温等离子体-催化协同净化有机废气研究进展

低温等离子体-催化协同净化技术是一种理想的环境污染治理技术,催化剂的加入可有效地提高废气治理的净化效果和二氧化碳的选择性,减少副产物的产生,并进一步降低能耗。分析了低温等离子体-催化协同净化有机废气的协同作用机理,阐述了反应器结构、催化剂参数、电参数以及工艺参数等对反应器性能的影响,并指出今后研究的发展方向。     

低温等离子体催化处理含酮类有机废气

文章介绍了含酮类有机废气的特征与危害、等离子体催化处理含酮类有机废气现状。重点探讨了不同类型的等离子体催化净化含酮废气装置,各种影响参数如放电功率、放电方式、气体浓度、气体流速、催化剂种类、性质、吸附性、温度、活性物种等对等离子体催化处理含酮类物质的影响,结果表明:等离子体催化处理含酮类有机废气技术具有去除率高、能耗低、效率高、产物选择性好等特点。文章同时探讨了等离子体催化氧化酮类物质的机理,提出了等离子体催化氧化酮类有机废气未来的发展方向。     

低温等离子体耦合液相Fe-C催化降解氯苯

单一低温等离子体技术(NTP)和单一湿式非均相催化技术降解VOCs时分别面临O₃排放和需要氧化剂连续供应的问题。为解决单一技术瓶颈,将NTP与湿式非均相催化技术相结合降解氯苯(CB),将NTP副产物O₃作为湿式系统的氧化剂来源,从而达到深度矿化CB的目的。活性炭(AC)作为非均相催化剂的载体,表面负载不同金属组分后投加到湿式反应器中。结果表明,与单一NTP相比,NTP耦合液相非均相系统能够显著改善CB的降解。当Fe作为活性组分,Fe-C催化剂投加量为1 g/L,溶液初始pH为7,供电电压为14 kV时,耦合系统得到了最佳CB降解性能,CB去除率和矿化率分别达到了81.4%和48%。Fe-C投加使得液相CB吸收传质系数从0.0280 s^-1增加到0.1207 s^-1,使得催化过程的传质增强因子达到了9.81。最后,根据各系统中间有机体推测出了CB降解途径。     

低温等离子体协同催化降解废气污染物的研究进展

阐述了低温等离子体协同催化工艺流程与反应机理,探讨了反应温度、废气进口组分、废气中水蒸气含量、气体流速、气溶胶等因素对降解效果的影响。分析认为:一段式低温等离子体协同催化可改变低温等离子体特征及催化剂催化特性,但尚未解决尾气臭氧逃逸、副产物产生及放电稳定性等问题;两段式低温等离子体协同催化可提高污染物分子降解效率并减少尾气臭氧逃逸,但未能有效利用等离子体的能量,气体中的水蒸气、粉尘及反应过程中产生的气溶胶均能影响后置催化剂的催化性能;两段式低温等离子体协同催化已具备工程应用条件,还需配套高效预处理单元以降低废气中水蒸气、粉尘等对催化剂的影响。     

活性炭吸附和脱附-等离子体氧化净化有机废气

根据滑动弧放电等离子体适于降解高浓度有机物废气的特性,结合活性炭吸附法,提出了吸附器的吸附浓缩和热脱附-等离子体氧化净化有机废气技术。实际运行结果表明:对于处理低浓度、大风量的有机废气,该技术与其他技术相比具有净化效率高、二次污染小和节省能耗等优点。     

南京江北化工园区挥发性有机物走航观测

挥发性有机物(VOCs)是大气中1 类具有较大健康危害的污染物,同时也是大气中二次有机气溶胶和臭氧生成的重要前体物.首次使用搭载了单光子电离质谱仪(SPI-MS)的走航观测车,在2018 年3 月对南京江北化工园区环境空气中的VOCs进行了为期4d 的走航观测.观测期间,总VOCs 的平均浓度为133.3 μg/m3,...     

低温等离子体催化降解烟气中甲苯的研究

本研究开发了等离子体微放电填充床反应器和等离子体微放电填充床反应系统,采用多孔陶瓷作为填充床材料,用控制变量法探索了停留时间、放电电压、催化剂负载量、初始浓度、能量密度等因素对反应系统的甲苯去除能力的影响.结果发现,上述因素的最优组合参数为:1.1s、9.5kV、负载量为15%,物质的量比为0.25的Co/Mn催化剂、189.52mg/m³、6000J/L.同时,对多孔陶瓷填充床进行了SEM和XRD等表征研究,研究表明, Mn催化剂包括Mn₂O₃和Mn₃O₄晶体;Co/Mn催化剂包括CoMnO₃和Mn O₂晶体;Fe/Mn催化剂包括FeMnO₃、Fe₂O₃和Mn₂O₃晶体,并且Mn催化剂比Co/Mn催化剂和Fe/Mn催化剂的晶体颗粒更加均匀.     

吸附-电催化氧化降解非水溶性有机废气

在水溶液电解质中,以活性炭纤维(ACF)为电极,采用微孔曝气方式,吸附-电催化氧化两步联动降解非水溶性气态VOCs。以苯为研究对象,正交实验和单因素分析实验结合,正交实验确立最佳实验条件为:鼓气速率80L/h、苯/乙醇(体积)=30/150、电压10V、电解质浓度2g/L;最佳实验条件下,气相中苯的去除率为93.3%。单因素分析实验考虑了鼓气速率、苯浓度、电解电压、电解质浓度等因素的变化对去除率的影响。     

生物质成型燃料锅炉挥发性有机物排放特征

以5台燃成型生物质燃料锅炉为研究对象,基于预浓缩-GC-MS/FID的测量方法,对成型生物质燃烧产生的烟气进行了挥发性有机物(VOCs)排放特征研究,同时还测定颗粒物、NO_x、SO_2和汞及其化合物的排放浓度.结果表明,5台锅炉所排放的SO_2和汞及其化合物均低于排放标准要求,而氮氧化物和颗粒物的排放存在高于国标排放限值现象.56种VOCs总质量浓度在(872.43±293.80)~(6 929.66±1 137.25)μg·m~(-3)之间,影响因素分析表明VOCs浓度与炉膛中心温度及负荷有较强负相关性.VOCs的排放中烯烃占比最大,达41%~59%,其次是烷烃和芳香烃,分别为27%~49%和6%~18%.烯烃的排放以乙烯、1-丁烯、顺-2-丁烯和1-己烯为主,烷烃以正己烷、异戊烷和环戊烷为主,芳香烃则以苯和甲苯为主.臭氧生成潜势采用最大增量反应活性法进行分析,5台锅炉的臭氧生成潜势贡献主要来自于烯烃,高达76%~90%,而烷烃也可占6%~19%.     

工业固定源VOCs治理技术分析评估

在工业生产活动中,挥发性有机化合物（VOCs）的排放所涉及的行业众多,排放条件复杂.针对含VOCs废气性质的不同,通常需要采用不同的治理技术进行治理.本文对常用的工业VOCs治理技术、目前正在研究开发的治理新技术以及近年来得到广泛使用的一些组合治理技术进行了总结,对不同治理技术的适用对象、适用范围和经济性指标进行了分析和评估,以期对工业VOCs的治理工作在技术选择上提供参考.     

湛江市夏季大气挥发性有机物污染特征及来源解析

臭氧污染在全国呈加剧态势,在非重点区域和非重点城市其相关研究薄弱.在湛江市选取3个采样点,使用苏玛罐和2,4-二硝基苯肼(DNPH)吸附管采样,并利用气相色谱-质谱/氢离子火焰检测器(GC-MS/FID)和高效液相色谱(HPLC)分析了101种挥发性有机物(VOCs),分析其主要组分和变化特点,计算VOCs的臭氧生成潜势(OFP),并利用正定矩阵因子分解模型(PMF)进行源解析.结果表明,采样期间湛江市φ(TVOCs)平均值为1.28×10^-7,其中OVOCs占比最高,为52%,其次为烷烃(36%)、烯烃(7%)、卤代烃(2.42%)、芳香烃(1.61%)和炔烃(0.78%).VOCs组分日变化特征表明,芳香烃和烷烃早晚体积分数高而中午低,受光化学反应影响大;而OVOCs在光化学反应强烈的中午体积分数低而傍晚高,表明傍晚采样点附近OVOCs直接排放增多或受到上风向污染源输送的影响.湛江市TVOCs的OFP为3.28×10^-7,优势物种为甲醛、1-丁烯、正丁烷、2-丁酮和乙醛.表征气团老化程度的X/E值和气团后向轨迹分析表明,采样期间,当受来自...     

一品红挥发性有机物释放日变化规律研究

实验采用静态箱式动态吸附采样,利用热脱附——气质联用分析研究了一品红挥发性有机物(VOCs)的组成及含量的日变化规律。检测到八类共49种挥发性有机物,包括烷烃、酮类、醇类、醛类、烯烃、酯类、芳香烃类和其他物质等在内的。其中三氯乙烯,1,1,2,2-四氯乙烷,苯乙酮,枯烯,甲苯,乙苯,萘和邻苯二甲酸二丁酯等8种挥发性有机物为EPA重点控制空气中有害污染物。实验发现,各种物质的释放具有显著的日变化规律,且不同种类物质释放的日变化规律也不同。同时利用LI-6400XT便携式光合仪测量六项生理生态指标,表明这些挥发性有机物的释放与一品红叶片温度(Tleaf)、光合作用有效辐射(Par)、湿度(%)、光合作用速率(Photo)、气孔导度(Cond)和蒸腾速率(Trmmol)存在一定相关性。不同物质的释放规律与这些环境影响因子的相关性有一定差异。     

上海市大气挥发性有机物化学消耗与臭氧生成的关系

本研究基于夏季上海3个不同功能站点臭氧(O3)及其前体物的观测结果,分析了上海不同地区O3及其前体物的污染特征及空间差异;采用参数化的方法估算了VOCs的大气化学消耗水平.结果表明,观测期间上海市区VOCs浓度约为20×10-9,高于西部郊区的17×10-9;两个地区VOCs最大增量反应活性(以O3/VOCs计)的平均值比较接近,约为5.0mol·mol-1.但是,市区VOCs的大气消耗水平(4.0×10-9)不足西部郊区VOCs消耗水平(8.3×10-9)的一半,这是西部郊区O3污染更重的重要原因;东部沿海郊区O3浓度的变化主要是由于区域输送.不同地区VOCs消耗水平与O3生成浓度的比值接近,说明不同地区VOCs消耗生成O3的效率接近;烯烃和芳香烃是最主要的VOCs消耗物种,二者对VOCs消耗量的总贡献高达90%.VOCs的消耗水平在正午达到最大,夜间消耗水平最低,日分布曲线与O3生成的日变化曲线相似,但O3峰值出现时间略晚于VOCs消耗水平峰值出现的时间.     

连云港市挥发性有机化合物的组分特征及来源解析

挥发性有机化合物(VOCs)是臭氧和颗粒物等的重要前体物,对空气质量的影响尤为显著.为研究连云港市VOCs的组分特征和来源,选择4个国控点开展春、夏和秋季典型日的VOCs采样和分析,计算VOCs不同组分对臭氧生成的影响,利用正交矩阵因子分解法(PMF)解析VOCs的来源.结果表明,春季VOCs浓度为27.46×10^-9～40.52×10^-9,夏季为45.79×10^-9～53.45×10^-9,秋季为38.84×10^-9～46.66×10^-9;含氧化合物的浓度占比为41%～48%,在各个季节均为最高,浓度水平较高的VOCs物种是丙酮、丙烯醛和丙醛等,异戊二烯的浓度在夏季较高;一般而言VOCs浓度09:00高于13:00,其中丙烯醛、乙烯和二氯甲烷的变化较大;含氧化合物的臭氧生成潜势(OFP)最高,其次是芳香烃和烯烃类,烷烃的OFP最小,OFP较高的VOCs物种是丙烯醛、丙烯和乙烯等;影响连云港市VOCs的来源主要有工业源(49%)、溶剂使用源(23%)、交通源...     

装饰材料中挥发性有机物检测技术的研究进展

文章对装饰材料释放挥发性有机物(VOCs)的新型检测技术的研究进行了综述,介绍了有代表性的VOCs前处理捕集技术和VOCs检测技术的研究成果.根据VOCs捕集与进样技术的操作过程,VOCs前处理捕集技术可分为静态前处理过程和动态前处理过程,前者主要有静态顶空进样法和顶空-固相微萃取法,后者主要包括吹扫捕集法、环境测试舱...     

活性炭吸附挥发性有机化合物的研究进展

由于挥发性有机化合物(VOCs)对人类健康和生态环境的危害巨大,因此VOCs控制技术的研究显得尤为重要.活性炭吸附法具有技术成熟、操作简单、净化效率高、能耗低以及可回收等优势,是净化VOCs最经济、有效的方法之一.主要综述了活性炭在脱除VOCs方面的研究进展,包括活性炭的制备和改性技术及其对VOCs的吸附性能、活性炭吸...     

工业挥发性有机物排放控制的有效途径研究

挥发性有机物（VOCs）由于易挥发性,其控制途径有别于其他大气污染物.通过对VOCs排放特点的研究,提出了源头控制、有组织排放控制、无组织排放控制和总量控制四类控制途径,并对每类控制途径的控制方式进行了分析比较.     

南京市溧水区大气挥发性有机物污染特征及来源解析

为了解南京市溧水区大气挥发性有机物(VOCs)的组分、来源及其对臭氧的贡献,2021年对区域内VOCs开展了为期1 a的走航监测,进行数据分析.结果表明,溧水区ρ(TVOC)年均值为223.45μg·m^-3,其中ρ(烷烃)为49.45μg·m^-3(占比22.13%),ρ[含氧(氮)VOCs]为50.63μg·m^-3(占比22.66%),ρ(卤代烃)为64.73μg·m^-3(占比28.95%),ρ(芳香烃)为35.46μg·m^-3(占比15.87%),ρ(烯烃)为18.26μg·m^-3(占比8.19%),其他为4.9μg·m^-3(占比2.2%).夏季的ρ(TVOC)平均值较高,为263.75μg·m^-3,冬季较低,为187.2μg·m^-3,春季为246.11μg·m^-3,秋季为204.77μg·m^-3.日均TVOC浓度,在09:00～10:00和14...