VOCs污染控制技术与吸附催化材料.pdf

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1、离子交换与吸附,2003,19(1):88~95IONEXCHANGEANDADSORPTION文章编号:1001-5493(2003)01-0088-08*VOCs污染控制技术与吸附催化材料**吴永文李忠奚红霞徐科峰韩静磊郭建光华南理工大学化学工程研究所，广州510640摘要：简述了VOCs对环境和对人类健康的主要危害，介绍了常见的VOCs污染控制技术，包括回收技术和销毁技术，其中较详细地介绍了吸附法和催化燃烧法的特点及其进展，指出在吸附技术和催化技术里，吸附剂和催化剂扮演着重要角色，本文对这两类环境

2、净化材料的进展和存在问题也作了相应的介绍。关键词：VOCs吸附催化燃烧吸附剂催化剂中图分类号:X701文献标识码:A1前言挥发性有机化合物VOCs（VolatileOrganicCompounds）指的是具有较高蒸汽压、常温常压下容易挥[1,2]发的一类非甲烷有机化合物，如苯、甲苯、二甲苯、萘、苯乙烯、丙酮、正己烷等，广义的VOCs还包括甲烷、丙烷以及一些硫烃、氮烃、氯烃等。VOCs来源于精细化工、石油化工、制药、电子元件制造、[3][4,5]印刷、制鞋以及汽车尾气等，是一类重要的大气污染物，对环境有巨

3、大的破坏作用。一些VOCs（如氯氟烃）微量时就足以破坏臭氧层，引起紫外辐射增多和地球升温。更为严重的是，VOCs与NOx在阳光下会发生光化学反应，并在一定的气象、地理条件下形成光化学烟雾。光化学烟雾一旦形成，就会对周围植物造成严重的危害，并引起人体强烈的呼吸障碍和明显地增加呼吸系统疾病。不仅如此，某些VOCs甚至具有强致癌性和基因毒性，给人类的生命和健康带来严重威胁。VOCs对环境的极大危害和对人体健康的严重威胁，引起了世界各国政府的高度重视。美国环保署EPA表1几种VOCs排放的国家标准（Enviro

4、nmentalProtectionAgency）定义的污染物中VOCs最高允许排放浓度3(mg/m)VOCs占了300多种，而美国1990年的《清洁空气法》苯12（CleanAirAct）要求减少90%排放量的189种毒性化学物中，70%属于VOCs[6]。我国在1997年1月1日开甲苯40二甲苯70始实施的《中华人民共和国国家标准大气污染物综合排氯乙烯36放标准》(GB16297-1996)也规定了苯、甲苯、二甲苯、注:这是对新污染源的排放标准氯乙烯等VOCs排放较为严格的标准，如表1所示。尤其是到了

5、20世纪90年代后，VOCs污染尚未得*收稿日期:2002年9月2日项目基金:国家自然科学基金项目（No.20176012）和广东省环保局科技开发项目（No.2001-26）资助。作者简介:吴永文,男(1975-),广西壮族自治区人,博士研究生.**通讯联系人第18卷第1期离子交换与吸附·89·到有效控制，而其污染的恶果却日益显著，引起了社会公众的普遍关注，其治理已经迫在眉睫。本文的目的在于介绍VOCs污染的控制技术以及相应的吸附催化环境材料。2VOCs污染控制技术对VOCs污染的控制，可以通过研究和使

6、用清洁生产工艺流程和改进设备来达到减少乃至消除VOCs排放的目的。然而目前由于受生产技术水平限制，许多行业在生产过程中仍不可避免地向环境排放或泄漏各种不同浓度的有机废气，这时候就应当考虑采用回收或销毁技术来控制VOCs污染。图1显示了常见的VOCs污染控制技术。VOCs污染控制技术回收技术销毁技术吸附技术吸收技术冷凝技术膜技术燃烧技术光催化降生物降解等离子体解技术技术直接燃烧催化燃烧[7]图1常见的VOCs污染控制技术如图1所示，从处理方式来看，VOCs污染控制技术分为回收技术和销毁技术两类，它们分别应

7、用于3不同的场合。对于高浓度(>5000mg/m)或比较昂贵的VOCs，宜采用回收技术加以回收循环利用；而3对于中等浓度或低浓度(<1000mg/m)的VOCs，采用一定的技术将其降解、销毁是较好的治理办法。[8][7,9][10]常见的回收技术主要有吸附、吸收、冷凝以及膜分离等，常见的销毁技术主要有光催化降解、生[7,8,11][12~14]物降解、等离子体技术、直接燃烧法、催化燃烧技术等。通常工业排放废气中VOCs浓度在33100mg/m~2000mg/m之间，对这样中低浓度的VOCs，吸附和催化燃

8、烧是两种经济而有效的治理技术，本文着重介绍这两种技术以及相应的吸附和催化材料。3吸附技术与吸附剂3.1吸附技术吸附技术依赖于吸附剂是否具备良好的吸附能力。吸附剂是一种多孔性材料，通常具有巨大的比表面积，对低浓度的吸附质也有很高的吸附容量。吸附技术应用于VOCs污染的控制具有明显的优点，设[15,16]备简单，操作灵活，是有效和经济的回收技术之一，特别是对较低浓度VOCs的回收，吸附技术更显示了其他处理技术难以媲美的效率和成本优势。从吸附装置