VOCs相关知识及末端处理技术介绍

挥发性有机物(VOCs)相关知识及控制技术,简介,什么是挥发性有机物？关于VOC（VolatileOrganicCompounds）的定义有多种形式，例如美国ASTMD3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物；美国联邦环保署（EPA）将VOC定义除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外任何参加大气光化学反应的碳化合物；世界卫生组织（WHO）对VOC的定义为熔点低于室温而沸点在50260之间的挥发性有机化合物的总称。这些定义有相同之处，但也各有侧重，有的强调在常温常压下能自发挥发，有的强调是否参加大气光化学反应，有的对沸点或初馏点作限定。大气污染控制工程中的定义是：VOCs是一类有机化合物的统称，在常温下它们的蒸发速度大，易挥发。,挥发性有机物(VOC),WHO沸点在50-260C之间的所有有机物,除了杀虫剂,EU在20C条件下，蒸气压大于0.01KPa的所有有机物,USEPA所有含碳的并参加大气中光化学反应的有机物,AustralianNationalPollutionInventory澳大利亚国家污染物清单在25C条件下蒸气压大于0.27kPa的所有有机物,毒性(2)可使用能量较低的光源;(3)气相反应速度快。,光催化处理Voc的主要问题在于提高量子效率，减少复合几率，对大流量气体，如何提供有效反应面积也是实际应用要考虑的问题.,b.低温等离子体净化法,等离子体被称作除固态、液态和气态外，物质的第四种存在形态，是由电子、离子、中性粒子和自由基组成的导电性流体。按离子的温度，等离子体可分为热平衡等离子体(ThermalEquilibriumplasma)和非平衡等离子体(Non-equilibriurnplasma)，其中前者即热等离子体(Thermalplasma)，后者即低温离子体(ColdPlasma)。在热等离子体中，电子与其它离子的温度相等，处于热平衡态，一般在5000K以上;在低温等离子体中，一般电子的运动温度高达数万度，而其它离子温度只有300-500K，故电子与其它离子处于非平衡态。,电子束照射法(EB)气体放电法（用于处理VOCs）,电晕放电介质阻挡放电,低温等离子体的产生方式,介质阻挡放电光催化净化低浓度含甲苯废气的实验（环己烷，氮氧化物，硫化氢等）,某一实验方法介绍,介质阻挡放电物理过程可以分为三个过程:(l)放电的形成-放电的击穿，(2)放电击穿后，气体间隙的电流脉冲或电荷的传递，(3)在微放电通道中原子、分子的激发和反应动力学的启动，即自由基、准分子等的形成。,放电的击穿在几个ns内就已完成，电荷的传递大约在Ins-100nS，而第三阶段原子和分子的激发及反应所需时间为100ns到秒量级。放电的击穿和电荷的传递过程中形成微放电。电子在外电场的作用下获得能量，通过与周围原子分子的碰撞，使它们激发电离，产生电子雪崩，造成大量的电流细丝通道，形成微放电。在微放电形成的后期，部分原子分子受到激发，生成一些离子、自由基等活性粒子。具有较高能量的激发态电子可以与原子分子发生非弹性碰撞，使得自由基、激发态分子或原子、准分子、离子等活性离子在等离子体中大量存在。,气体放电产生的主要活性粒子，物质：,(l)氧等离子体(2)羟基等离子体(3)臭氧(4)紫外线,低温等离子体降解VOCs的过程有以下两个方面:l)有机分子受到高能电子的碰撞激发或离解形成相应的基团或短碳链的自由基碎片;2)低温等离子体内O，OH等自由基与VOCs分子或基团及短碳链的自由基碎片发生一系列的反应，最终将其彻底氧化、生成CO2、CO、H2O。,图：介质阻挡放电光催化净化低浓度含甲苯废气的实验流程示意图,1.配气系统2.高压供电系统3.光催化反应器4.分析测试系统,实验采用的低温等离子体反应器为填充床式介质阻挡放电反应器，如图所示。反应器内管由陶瓷管制成，管内径50mm，壁厚5mm，长度500mm，外管由有机玻璃制成，内径110mm，管壁厚5mm，长800mm，电晕线采用直径为2.0mm的金属线，与高压交流电源的输出端相接，陶瓷管外壁绕有铜网、不锈钢网或铜带(宽度o.8cm，间距为0.8c