CuMnOx/γ-Al2O3催化剂在甲苯废气催化燃烧中的性能研究文献综述
2020-04-13 11:04:19
1.前言
按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物,室温下饱和蒸汽压超过0.1mmHg(13.33Pa),在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物称为挥发性有机物(VOCs)。属于挥发性有机物的有:苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。多数挥发性有机物具有恶臭和毒性,它们能间接破坏臭氧层并且可以产生光化学烟雾。大多数挥发性有机物易燃易爆,部分还具有强致癌性[1]。挥发性有机物的主要来源有两个方面。在室外,主要来自燃料燃烧和交通运输产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染等。而在室内则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾,建筑和装饰材料、家具、 家用电器、清洁剂和人体本身的排放等。
甲苯属于挥发性有机物,为无色澄清液体,有苯样气味,有强折光性,沸点为110.6℃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限 1.2%~7.0%(体积),低毒,半数致死量为5000mg/kg,高浓度气体有麻醉性、刺激性。甲苯是重要的化工原料,使用甲苯的工厂、加油站,汽车尾气是主要污染源。城市大气中的甲苯主要来自与汽油有关的排放及工业活动造成的溶剂损失和排放。根据《大气污染物综合排放标准》可知,甲苯的无组织排放监控浓度为0.30mg/m3,最高允许排放浓度60mg/m3。甲苯对皮肤、粘膜有刺激性,对中枢神经系统有麻醉作用,当空气中的甲苯含量超标时会对人体造成伤害,当空气中甲苯浓度达到一定值是还会造成爆炸。
2.VOCs处理方法
目前,甲苯废气处理方法有吸附法、吸收法、膜分离法、催化燃烧法和生物法等。
2.1吸附法
吸附是目前广泛由于挥发性有机物处理的技术之一,吸附法适合风量大、浓度低的
挥发性有机物处理,吸附法常与催化法联用。吸附工艺有固定床、流化床、移动床和转
轮吸附等[2]。
固定床又称填充床反应器,装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程
的一种反应器。流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。流化床在反应器顶部连续加入颗粒状或块状固体反应物或催化剂,随着反应的进行,固体物料逐渐下移,最后自底部连续卸出。转轮吸附最早由美国Byrant发明用于除湿,后来被被日本某公司用于净化挥发性有机物[3]。转轮吸附相比较与其他装置,具有运行稳定、结构紧凑、单位床层阻力小等优点[4]。吸附法中最重要的是吸附剂的选择。王家德、郑亮巍等[5]通过对改性13X沸石蜂窝转轮对甲苯吸附性能的研究,发现M-13X分子筛高硅铝结构使得转轮具有良好的抗湿性。常见的吸附剂有分子筛、活性炭、污泥等。