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前沿热点课题——电晕法
电晕法处理 VOCs 的根本出 发点在于电晕 放电产生的物 理和化学反应, 从而对VOCs分 子产生分解和 氧化作用
谢谢！
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日本VOCs控制
• 2004年《大气污染防治法》修订 • 2005年发布VOCs施行令（政令）、施行规则（省
令）和测定方法（环境省公告） • 2006年4月1日起对6类源共9种设施限制VOCs排放 • 控制指标为ppmv C • 测定方法：NDIR（分光红外线分析仪 ）、FID（ • 火焰离子化检测仪flame ionization detector
排放源有哪些
• 不完全燃烧
▫ 燃料燃烧、垃圾焚烧、车辆等
• 制程排放
▫ 炼油、石化、有机精细化工（涂料、油墨、粘结剂、农药、医药） 等
• 油品挥发
▫ 炼油∕石化、储油库、加油站、车辆等
• 溶剂使用
▫ 塑料橡胶制品加工、工业涂装（清洗）、建筑涂装、印刷包装、木 材及家具制造业、制鞋、皮革、半导体及电子产品制造、干洗、汽 车维护保养等
• VOCs的控制技术基本上可以分为两大类：
预防措施：以改进工艺技术、更换设备和防止泄露为主； 控制措施：以末端治理为主。
预防性措施
• 工艺技术的改进和设备的更新通常是减少VOCs的 最佳选择。
替换原材料减少进入生产过程中的VOCs总量； 改变运行条件，减少VOCs的形成和挥发； 更换设备，以减少VOCs的泄漏。
• 活性炭是VOCs的 最佳吸附剂。也 有部分不适宜的 ，选用其他吸附
剂。
活性炭吸附回收挥发性有机物的研究进展 李婕，羌宁 化工环保，2008
• 在回收VOCs方面，吸附法是目 前技术最成熟，应用最广泛， 与冷凝法连用，达到经济、有 效回收VOCs的目的。
• 活性炭为首选材料。 • 变压吸附（PSA）、变温吸附
• 优点：无火焰燃烧 ，安全，温度要求 低（300~450）辅助 燃料消耗少，可燃 组分的浓度和热值 限制小。
催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展 黎维彬 ，龚 浩； 物理化学学报Acta Phys. Chim. Sin., 2010,26(4)： 885-89。
• 本文从催化剂活性组分、催化剂载体、有效组分颗粒大小、 水蒸汽 的影响及催化燃烧反应中的积碳等几个方面, 对近年来催化燃烧处理 VOCs的研究进行了总结.
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欧洲国家的VOCs分级控制标准
• 按毒害作用分类：
▫ 高毒害：苯、氯乙烯、1,2-二氯乙烷等具有极高的 健康风险，需要针对个体污染物，制订严格的排放 限值。
▫ 中等毒害：其它一些VOC物质，有一定的健康风险 ，或者可生成光化学烟雾、造成平流层O3耗损或全 球变暖。
▫ 低毒害：其余的大多数VOC物质，具有较低的毒害 作用。
• 对于一定的催化材料, 活性组分颗粒的大小,催化剂载体的结构和比 表面积,有效活性组分在载体上的有效分布等对催化燃烧反应有很大 影响;
• 水蒸汽对于催化燃烧反应的影响相对比较复杂,依据具体的 VOCs物种 以及所用的催化材料的不同,存在着促进效应与抑制效应,实际应用中 应综合考虑这种影响;
• 克服催化反应过程中碳、硫、氯等元素引起的积碳与中毒, 从而导致 的催化材料失活仍是催化燃烧研究中的主要挑战.
VOCs的替代
用有机溶剂作为 稀释剂或清洗剂。
工艺改革
• 许多依赖挥发性溶剂的涂料和装潢工艺已逐步被 其他非挥发性溶剂所取代。
• 减少石油及石油化工生产过程中的原料及成品的 损耗是减少VOCs排放的重要措施。
由于经济、技术的制约，代用品的寻找 和革新工艺并不能完全控制VOCs的排放， 还必须采取必要的末端治理措施。
三种燃烧工艺比较
吸收（洗涤）法
• 采用低挥发或不 挥发的溶剂。
• 适用于VOCs浓度 高、温度较低、 压力较高场所。
冷凝法
• 利用物质在不 同温度下具有 不同饱和蒸气 压，采用降温 、加压、或降 温同时加压。
• 体积分数有要 求。
吸附法
• 利用吸附剂表面 存在的未平衡的 分子吸引力或化 学键力。
VOCs的控制进展
侯亚楠 3110201018
什么是VOCs？
• VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds) 的英文缩写。常温下蒸发速率大，易挥发。
• VOCs的主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括： 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。
2008）
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美国VOCs控制
• 分行业控制 • 分类型控制
▫ 工艺排气 ▫ 设备与管线
组件泄漏 ▫ 挥发性有机
液体储罐 ▫ 装载设施 ▫ 废水挥发
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欧盟VOCs控制
• 通用指令
▫ 有机溶剂使用指令1999/13/EC（20个行业） ▫ 涂料指令2004/42/CE
• 行业指令
▫ 汽油贮存和配送94/63/EC ▫ IPPC指令96/61/EC、2008/1/EC
（TAS）、变压-变温吸附（ TPSA）. • 进展： • 吸附剂改性；吸附平衡的预测 ；吸附影响因素。
生物法
• 微生物附着在滤料介质上，在一定环境下，利用废气中的 有机成分为能源进行生命活动，并将其降解。产物为CO2 、H2O。
• 去除率>90%; • 设备简单,运行费用低,二次污染少。
三种常见生物法
• 单金属或双组分贵金属负载型催化材料、含锰和铜或铈的过渡金属复 合氧化物、含La1-xCexCoO3、LaFe0.7Ni0.3O3 的钙钛矿型、含CuFe2O4、 CuMn2O4的尖晶石型等典型高活性催化组分的制备与评价是目前催化燃 烧研究的主要热点。
• 而有效地提高贵金属催化材料的稳定性和抗中毒性能, 以及提高过渡 金属催化材料的活性和高温稳定性是这些催化体系的研究重点;
控制性措施
VOCs末端控制技术
燃烧法 吸收（洗涤）法 冷凝法 吸附法 生物法
燃烧法控制VOCs
•
焚烧法普遍应用于工业废气和工艺尾
气的处理，可以高效、彻底地处理含有复杂
组分的高浓度 VOC气体，在治理石化工艺废
气 、木材干馏废气及制热力燃烧 •催化燃烧
直接燃烧法
• 适用于：可燃有害组分浓度高的废气，或有害组 分热值较高的废气；
• 设备：燃烧炉，窑，或将废气导入锅炉； • 温度：1100oC左右； • 最终产物：CO2 、H2O、 N2。
不适用于处理低浓度废气
热力燃烧法
• 用于可燃有机物含量较低的废气净化； • 温度：540~820oC
催化燃烧法
• 催化氧化,在催化剂 的作用下,将废气中 的有害可燃组分完 全氧化为CO2和H2O。
• 标准制订
▫ 国家标准制订 ▫ 地方标准制订（北京、上海等）
国家标准
• 已发布
▫ 1、大气污染物综合排放标准（GB16297-1996） ▫ 2、恶臭污染物排放标准（GB14554-1993） ▫ 3、炼焦炉大气污染物排放标准（GB16171-1996） ▫ 4、饮食业油烟排放标准（GB18483-2001） ▫ 5、储油库大气污染物排放标准（GB20950-2007） ▫ 6、汽油运输大气污染物排放标准（GB20951-2007） ▫ 7、加油站大气污染物排放标准（GB20952-2007） ▫ 8、合成革与人造革工业污染物排放标准（GB21902-
• 生物作用
▫ 污水厂∕填埋场、自然源等
我国的VOCs污染控制
• 《大气法》规定不明确
▫ 有机烃类尾气、恶臭气体、有毒有害气体、油烟
• 污染控制历程
▫ PM→SO2→NOx→VOCs 、有毒有害
• 控制战略
▫ 政策层面：明确污染控制思路，借鉴成熟管理经验，配套政策、法 规、标准
▫ 技术层面：开发、引进、推广技术有效、经济合理的VOCs治理技术