彩鋼行業(yè)VOCs源譜分析及催化燃燒污染控制技術研究.pdf

1、近年來，我國對NOx和SO2的控制效果明顯，以臭氧(O3)和PM2.5為主要污染物的復合型大氣污染新形勢逐漸顯現(xiàn)。揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds)作為O3和PM2.5的重要前驅體，對復合型大氣污染的形成起著關鍵作用。VOCs種類繁多，大氣反應活性不一，因而其源排放成分譜是篩選優(yōu)先控制污染物的基礎，可為控制O3和PM2.5污染提供依據(jù)。VOCs治理技術中，催化燃燒以其高效率、低能耗、適用性強的優(yōu)點廣

2、泛應用于不同種類VOCs的去除。因此，對催化燃燒技術的效果進行深入評估對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)催化劑性能評價和應用效果評估三個方面對該行業(yè)VOCs的產(chǎn)生及治理進行了全過程研究。
　　針對彩鋼行業(yè)復雜的廢氣特點，本研究采用固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法進行VOCs源譜分析，結果共檢測到涵蓋酮類、醇類、酯類、醚類、芳烴類和含氮物質(zhì)等22種以上的VOCs組分。最大反應增量法(Maximum I

3、ncremental Reactivity)和氣溶膠轉化系數(shù)法（Fractional Aerosol Coefficients）潛勢計算結果表明，芳烴類物質(zhì)對O3的生成貢獻最大，其余為含氧烴，二次有機氣溶膠（Secondary Organic Aerosols）生成潛勢則全部來源于芳烴類物質(zhì)。
　　在彩鋼行業(yè)VOCs源譜分析的基礎上，研究選取商業(yè)過渡金屬催化劑和貴金屬催化劑分別進行異丁醇、異丙醇、乙酸丁酯、甲苯和DMF的降解性能評

4、價，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。兩類催化劑對大部分VOCs的礦化率均在80％以上，但DMF為60～70％。對于DMF降解過程中產(chǎn)生的NO，過渡金屬催化劑將NO轉化成N2的能力較強，390℃時NO轉化率為91％。
　　基于對商業(yè)催化劑去除彩鋼行業(yè)VOCs性能的充分評估

5、，本研究定期取回實際運行中的貴金屬催化劑，對其進行活性表征，并結合中間產(chǎn)物分析，跟蹤評價貴金屬催化劑使用壽命。結果表明，商業(yè)貴金屬催化劑具有較長的使用壽命，其降解活性隨使用時長的增加而緩慢下降，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不同污染物的T90從194℃～298℃降至213℃～337℃，NO轉化率從61.7％降至55.1％。物理化學表征結果顯示，貴金屬催化劑在使用過程中活性下降的主要原因為涂層發(fā)生燒結并脫落，導致