活性炭吸附濃縮+CO催化燃燒結(jié)論及化學(xué)參數(shù)
VOCs 治理有較多措施， 其治理方法包括源頭減量、中間控制和末端處理等[4]。目前，我國(guó)以末端治理為主。末端治理技術(shù)一般分為破壞性處理和回收性處理。破壞性處理主要包括催化燃燒法和焚燒處理法。回收性處理包括吸收法、冷凝法、吸附法和膜分離法等[5]。回收性處理因其技術(shù)手段還不成熟，成本較高，目前沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用。焚燒法是直接將 VOCs 通入焚燒爐中，在爐內(nèi)充分燃燒，產(chǎn)生二氧化碳和水[6]。該方法成本較低，運(yùn)用范圍較廣，技術(shù)線路也比較成熟。
活性炭吸附濃縮+CO催化燃燒法是在廢氣燃燒的時(shí)候加入某種催化劑，降低 VOCs 的燃點(diǎn), 使 VOCs 能夠充分燃燒, 最終生成二氧化碳和水，實(shí)現(xiàn)直排。當(dāng)前常用催化劑種類有 Cu、Fe、Ti 等非貴金屬與 Pd、Au、Pt 等貴金屬兩大類。焚燒處理法和催化燃燒法在 VOCs 治理中占據(jù)核心地位，因其分解氧化、治理效率高而得到廣泛應(yīng)用，其中催化燃燒法因無(wú)明火、節(jié)能、氧化溫度低而得到廣泛應(yīng)用。
活性炭吸附濃縮+CO催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)機(jī)理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應(yīng)[7]。在反應(yīng)過(guò)程中，加入催化劑可以顯著降低反應(yīng)所需的活化能，VOCs 富集在催化劑表面，在較低燃燒溫度下發(fā)生無(wú)焰燃燒，最終分解為二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量的熱。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
CnHm+ (n+m/4) O2→ n CO2+m/2 H2O + 能量
在催化劑的作用下，VOCs 可以在較低溫度下充分燃燒，生成二氧化碳和水，去除率高達(dá) 90%。催化燃燒法具有能耗低、運(yùn)行可靠穩(wěn)定、無(wú)二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)，在歐美國(guó)家已得到廣泛推廣應(yīng)用。在我國(guó)，活性炭吸附濃縮+CO催化燃燒法也是處理 VOCs 的主要手段，其應(yīng)用比例約為 55%。目前，活性炭吸附濃縮+CO催化燃燒法已經(jīng)成為處理 VOCs 的主流。