彩鋼行業(yè)VOCs源譜分析及催化燃燒污染控制技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)對(duì)NOx和SO2的控制效果明顯，以臭氧(O3)和PM2.5為主要污染物的復(fù)合型大氣污染新形勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds)作為O3和PM2.5的重要前驅(qū)體，對(duì)復(fù)合型大氣污染的形成起著關(guān)鍵作用。VOCs種類繁多，大氣反應(yīng)活性不一，因而其源排放成分譜是篩選優(yōu)先控制污染物的基礎(chǔ)，可為控制O3和PM2.5污染提供依據(jù)。VOCs治理技術(shù)中，催化燃燒以其高效率、低能耗、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)廣

2、泛應(yīng)用于不同種類VOCs的去除。因此，對(duì)催化燃燒技術(shù)的效果進(jìn)行深入評(píng)估對(duì)VOCs的控制意義重大。本研究以彩鋼行業(yè)為例，從源譜分析、商業(yè)催化劑性能評(píng)價(jià)和應(yīng)用效果評(píng)估三個(gè)方面對(duì)該行業(yè)VOCs的產(chǎn)生及治理進(jìn)行了全過(guò)程研究。
　　針對(duì)彩鋼行業(yè)復(fù)雜的廢氣特點(diǎn)，本研究采用固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法進(jìn)行VOCs源譜分析，結(jié)果共檢測(cè)到涵蓋酮類、醇類、酯類、醚類、芳烴類和含氮物質(zhì)等22種以上的VOCs組分。最大反應(yīng)增量法(Maximum I

3、ncremental Reactivity)和氣溶膠轉(zhuǎn)化系數(shù)法（Fractional Aerosol Coefficients）潛勢(shì)計(jì)算結(jié)果表明，芳烴類物質(zhì)對(duì)O3的生成貢獻(xiàn)最大，其余為含氧烴，二次有機(jī)氣溶膠（Secondary Organic Aerosols）生成潛勢(shì)則全部來(lái)源于芳烴類物質(zhì)。
　　在彩鋼行業(yè)VOCs源譜分析的基礎(chǔ)上，研究選取商業(yè)過(guò)渡金屬催化劑和貴金屬催化劑分別進(jìn)行異丁醇、異丙醇、乙酸丁酯、甲苯和DMF的降解性能評(píng)

4、價(jià)，篩選出適合彩鋼行業(yè)不同VOCs廢氣處理的催化劑。研究表明，過(guò)渡金屬催化劑的T90為196℃～270℃，貴金屬催化劑的T90為176℃～420℃。貴金屬催化劑由于貴金屬含量的差異，降解效率差異較大。兩類催化劑對(duì)大部分VOCs的礦化率均在80％以上，但DMF為60～70％。對(duì)于DMF降解過(guò)程中產(chǎn)生的NO，過(guò)渡金屬催化劑將NO轉(zhuǎn)化成N2的能力較強(qiáng)，390℃時(shí)NO轉(zhuǎn)化率為91％。
　　基于對(duì)商業(yè)催化劑去除彩鋼行業(yè)VOCs性能的充分評(píng)估

5、，本研究定期取回實(shí)際運(yùn)行中的貴金屬催化劑，對(duì)其進(jìn)行活性表征，并結(jié)合中間產(chǎn)物分析，跟蹤評(píng)價(jià)貴金屬催化劑使用壽命。結(jié)果表明，商業(yè)貴金屬催化劑具有較長(zhǎng)的使用壽命，其降解活性隨使用時(shí)長(zhǎng)的增加而緩慢下降，且中間產(chǎn)物最大生成量增大。使用360d后的貴金屬催化劑對(duì)不同污染物的T90從194℃～298℃降至213℃～337℃，NO轉(zhuǎn)化率從61.7％降至55.1％。物理化學(xué)表征結(jié)果顯示，貴金屬催化劑在使用過(guò)程中活性下降的主要原因?yàn)橥繉影l(fā)生燒結(jié)并脫落，導(dǎo)致