含氯挥发性有机化合物催化燃烧催化剂的研究进展

  摘 要:随着大气污染日益严重,相关部门在其寻找根源与综合治理方面进行大量的投入研究,含氯挥发性有机化合物简称CVOCs,是一种极为严重的大气污染源。通过催化燃烧可以促进CVOCs高效减排,降低大气污染。本文通过对催化燃烧CVOCs具体作用原理与催化剂构造生成机制进行研究分析,重点提出了水蒸气在催化燃烧CVOCs中所起到的影响与作用。结合国内外相关研究现状,指明了催化燃烧技术的发展方向与研究理念。为保护我国生态环境与降低大气污染做好准备与铺垫。
  关键词:催化燃烧;含氯发挥性有机化合物;水蒸气
  工业生产已经成为我国经济建设发展的重要支柱产业之一。但在生产过程中产生大量的CVOCs污染废气,该气体不仅造成对生态环境污染,同时也对人体健康造成严重威胁。因此,治理CVOCs已经成为提升我国大气环境与绿色生态发展的首要任务。加强提升对催化燃烧CVOCs催化剂的研发力度,结合国内外催化燃烧技术优点,从原理功效上入手,探討分析出更为科学合理且经济性较强的催化剂,为日后大气环境生态治理提供参考价值。
  1 催化燃烧处理CVOCs的基本原理
  CVOCs的主要特点就是可以在相对较低的温度下完成转化,转化能力远远高于C1。CVOCs作为污染物具体分为两类:分子量较小的有机氯化物,其中包括氯代烷泾与氯代烯泾等化学物质;聚合氯化物,其中包括较为明显二噁英等。针对CVOCs的研究主要针对其绿本与氯代烷泾。本文通过对两种物质的催化燃烧机理进行论述,阐述了在催化剂的作用下使催化燃烧对CVOCs进行分解,进而形成对CVOCs的稀释与消除。其催化燃烧反应公式为:
  可催化燃烧在无需氧气的条件下,遇到氮气与水相互结合时会产生新的反应,在3000C下1.1%Pt-HFAU中催化燃烧氯苯的转化率仅为3%,其反应公式为:
  张细雄,陈晓(2016)在其含氯有机废气催化燃烧催化剂的研究发展中认为,由于工业的高速发展,造成大量污染废气,导致大气环境受到前所未有的冲击与污染。其中CVOCs就是主要污染源之一。催化燃烧对降低CVOCs的大气污染效果显著,具有消除效率高、消耗能源低、二次污染轻等特点。是一种高效科学的处理方式。针对催化燃烧的原理机制与组织结构。进行系统综述与分析。将侧重点放在催化剂的现状应用研究上,并对催化燃烧CVOCs催化剂的未来前景进行展望[1]。
  2 CVOCs催化燃烧催化剂
  催化燃烧CVOCs采用的催化剂其组成部分多为活性成分与有机载体,其中活性成分包括贵金属与非贵金属,其中贵金属催化剂的成分相对固定,分为PT、PD与RU等氧化物负载型催化剂。非贵金属催化剂分为复合金属氧化物与钙钛矿型催化剂两种,催化剂通过其载体对金属氧化物的稀释与分解,进而起到消除的效果,对催化燃烧CVOCs的催化剂活性有其明显的积极作用。我国的CVOCs催化燃烧催化剂研究发展属于起步提高阶段,对其CVOCs造成的大气污染,在治理方面催化燃烧催化剂技术应用还有待提高,因此结合国外催化剂发展研究就凸显重要。
  王学海,方向晨(2017)在国外催化燃烧含铝发挥性有机物催化剂研究发展中认为,大气环境污染已经成为全球性所共同关注的热点话题。国外公司较早的研究开发CVOCs废气污染的催化剂,其针对CVOCs废气污染的分散稀释转化率达98%,有效的降低了废气污染,而国内尚未达到此标准。因此,应该加大国内对催化燃烧CVOCs催化剂的研发力度,通过提高提高金属氧化物催化剂的抗氯性与和活性,进而提高催化剂的稳定高校性[2]。
  3 水蒸气对催化剂催化燃烧CVOCs的影响
  工业生产的规模逐渐扩大,化工生产的过程中会释放大量的CVOCs污染气体,而水蒸气对催化燃烧CVOCs的催化剂造成了一定影响,由于废气的产生其本身就带有定量的水蒸气,加之工业生产环境中受诸多因素,环境中也会含在相对较多的水蒸气。同时,催化燃烧经过原理机制反应也会导致水蒸气的产生。水蒸气对催化燃烧方面有其利弊差异较大的两方面影响,水蒸气可以降低催化剂B酸酸位,造成催化剂活性下降。可是水蒸气又对催化剂表面中的杂物的消除与分解有着重要作用,进而提高了催化剂活性。
  王明玺,刘善堂(2016)在水蒸气对催化剂催化燃烧CVOCs中的影响与对策研究中指出,CEO2催化燃烧CVOCs会因水蒸气的影响而发生转变,催化过程中会不断产生H-O-O基团。提速加快了HC1的选择性,但其中打部分活性被OH所占据,导致了催化剂下低温环境下无法达到理想催化燃烧的陈果,对其燃烧催化CVOCs造成了相对影响[3]。
  相对目前我国对催化燃烧CVOCs的深入研究议题较少,对更高深的技术领域掌握更是微乎其微。针对我国日益严重的大气环境污染,急需采取有效措施进行有效治理,而催化燃烧作为一种高效的技术有其广泛的应用空间。因此,结合国内外以往相关技术优点,本文从基本原理、催化剂构造与水蒸气影响三方面入手,阐述研发出具有经济性、稳定性、抗毒性一体化针对催化燃烧CVOCs催化剂的重要作用,为我国日后大气污染治理与环境综合整治打下坚实基础。
  参考文献:
  [1]张细雄,陈晓.含氯有机废气催化燃烧催化剂的研究进展[J].轻工科技,2016,6(7):124-126.
  [2]王学海,方向晨.国外催化燃烧含氯挥发性有机物催化剂研究进展[J].当代化工,2017,37(1):46-48.
  [3]王明玺,刘善堂.水蒸气对催化剂催化燃烧CVOCs的影响[J].化学工业与工程,2016,32(3):38-45.

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