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挥发性有机化合物(VOCs)是工业生产中排放的大气污染物。催化燃烧技术可以将VOCs完全转化为H2O和CO2,不仅可以完全消除VOCs对大气的污染,还可以回收部分热量。与热力燃烧不同,催化燃烧属于无焰燃烧,起燃温度和完全反应温度都相对较低,避免了VOCs燃烧过程中与空气中的氮气反应,形成二次污染。
本文主要研究了以活性氧化铝为载体,铜锰复合氧化物为活性组分的催化剂对舍VOCs废气的催化燃烧实验研究,本研究主要可分为两大部分。
(1)催化剂的制各及活性评价。本次实验采用浸渍法制各CuMnOx/γ-Al2O3,对其进行了SEM、XRD、Bel表征。以甲苯作为VOCs的代表污染物.通过实验确定活性组分CuMn最佳原子配比为1:2;并且发现当活性组分负载量在6%~8%
范围内时具有较高的催化活性;对于不同温度(300℃、400℃、500℃、600℃、1000℃)下焙烧制各的CuMnOx/γ-Al2O3催化剂,实验研究表明,600℃2下焙烧制备的催化剂具有相对较高的催化活性:实验还研究了空速、VOCs浓度、温度等因素对催化剂催化活性的影响。实验发现,随着空速的增大,催化处理效率逐渐降低,空速在2.5s以内时还具有较高的催化处理效率:在实验浓度范围内,VOCs浓度对催化燃烧处理效率影响较小。
通过正交试验确定了最佳反应条件:活性组分负载量为8%、空速为1s-1、甲苯浓度为1800mg/m3、反应温度为320℃;实验还研究了CuMnOx/γ-Al2O3对苯和二甲苯等其它有机污染物的催化活性,研究表明被处理的有机污染物组成对催化处理效率没有明显影响。
(2)微波解吸-催化燃烧工艺。将微波解吸技术与催化燃烧工艺相结合,研究结果表明该方法对含甲苯废气的处理效果较好,是一种比较理想的VOCs处理技术。在解吸气体中加入空气(二者体积比为1:1),解决了催化燃烧工程中出现氧气不足的问题,当解吸温度在400"C时,整个工艺过程总体效率都在90%以上。