改性活性炭吸附含水气的甲苯废气的性能分析

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文1绪论1.1研究背景1.1.1VOCs概述挥发性有机物（Volatileoganiccompounds，简称VOCs）是一类有机化合物的[1]统称，在常温下它们的蒸发速率大，易挥发。按照世界卫生组织（WHO）的定义，挥发性有机物是指沸点在50~260℃之间，室温下饱和蒸气压超过133.3Pa，以蒸气形式存在于空气中的一大类有机物，按化学结构可进一步分为烷类、芳烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物等8类，其中至少有十几种被列入美国国家环保局（EPA）及我国国家环境保护总局确定的优先监测污染物目录，在非工业性室内环境中可以看到50~130种挥发性

2、有机化合物，它们都以微量[2-3]或痕量水平出现。目前，VOCs已经成为危害我国大气环境的主要污染物之一。2010年5月，国务院办公厅正式从国家层面上提出了加强挥发性有机污染物防治工作的要求，[4]将VOCs和SO2、NOx及颗粒物一起列为改善大气环境质量的优控重点污染物。1.1.2VOCs的来源[5][6]VOCs的来源可分为工业来源与日常生活来源。工业生产是VOCs的主要来源，工业固定源VOCs废气排放会极大的影响到排放源周边局部环境的大气质量，具有强度大、浓度高、成分复杂、持续时间长等特点。在我国，有非常多的行业都涉及到VOCs废气的排放，贡献率最大的行业主要包括合成材料生产、装

3、备制造业涂装、炼油与石化、化学化工、包装印刷、半导体及电子设备制造、医药化工、塑料/橡胶制品生产、人造革板、服装干洗、焦炭生产、食品饮料生产、木材加工、纺织印染等。在工业排放中，最常见的VOCs污染物为卤代烃与三苯（苯、甲苯及二甲苯），这两类物质都具有高毒性。对工业废气进行治理的重要性不言而喻，但技术难度大且经济成本高，这主要是由于废气的成分复杂，通常含有多种不同类型且性质各异的污染物，此外行业的差别以及同行业不同工艺条件的差别也会使废气的组成呈现出很大的不同，典型的如化学化工、制药等行业的废气往往温度很高，而喷涂行业的废气则是湿度很大。日常生活中会产生VOCs的环节主要包括建筑装修

4、材料、生活日用品、汽车1西安建筑科技大学硕士学位论文尾气排放、燃料燃烧以及人体自身的新陈代谢（尤其是抽烟）等。装饰装修材料的原料（如木材、石材等）本身向外释放VOCs，向其内添加的多种有机化合物（如[7]油漆、涂料、胶黏剂、防腐剂等）也会在常温下向室内释放有机污染物，Wieslander等研究表明在使用油漆进行装饰装修的住宅中，脂肪烃(C8~C11)、TXIB(苯、甲苯、[8]乙苯、邻二甲苯、对二甲苯)与甲醛的浓度都明显升高；Brown等对办公家具进行VOCs含量的测量，结果表明，层压板释放的VOCs最多，粒子板次之，而中[9]密度纤维板释放的VOCs较少；1998年美国环保署(EPA

5、)调查表明，使用新地毯是使室内VOCs增加的主要因素；ElkeJD等在床垫灰尘中检测到许多VOCs，如[10][11]3-甲基丁烷-1-酚等。汽车燃料燃烧排放的尾气中含有烷烃与烷基苯；石油及其燃烧产物是室内空气中VOCs的又一主要来源，Pandit等在使用煤油炉的厨房内[12]检测到正己烷、苯、庚烷、甲苯、间二甲苯、对二甲苯和癸烷等物质。孙永梅[13]等在香烟烟雾中检测出78种VOCs，主要是低分子有机化合物；梁宏等针对人体自身新陈代谢产生VOCs进行了相关试验，结果表明4名接受试验的人员的汗液中存在9种未在其所处室内空气中检测到的有机化合物，在离开该密闭房间后[14]有机物的种类增加

6、至23种；FenskeJD等对人体呼出气体进行VOCs的检测，结果表明其中含有橡胶基质、丙酮、乙醛、甲醛与其他醛类等物质，微生物也会[15]产生很多种有机化合物。除此之外，火灾也会引起空气中VOCs浓度的增加，Austin等测定在建筑物着火时会产生大量VOCs，其中含量较大的有15种，包括二甲苯、甲苯、乙苯、苯、丙烯、丙烷、丙烯、1,2-丁二烯、萘、苯乙烯、环戊烯、[16]2-甲基丁烷、1-甲基环戊烯、异丙基苯和1-丁烯-2-甲基丙烯等，除此之外还有[17]一部分有机化合物来自于地面水体的挥发。1.1.3VOCs的危害VOCs的危害主要表现在对环境的危害与对人体的毒害作用上，对环境产生

7、危害主要是由于很多VOCs是PM2.5的前驱物质，易导致雾霾天气的发生，且VOCs可以生成光化学烟雾，导致光化学污染，破坏臭氧层。有机化合物对人体毒害作用很大，长期暴露于含VOCs的环境中会导致人体听觉、视觉等感知能力的衰退，时间长者会产生记忆混淆迷乱，严重者有可能会造成精神方面的疾病（如强迫、偏激、抑郁、狂躁等）与运动功能的退化（如肢体不协调、震颤、握力减弱等）。不同种类有机物对人体的危害也不相同，已有研究表明，与低浓度苯接触可能导致血相改变