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VOCs治理 | 低温等离子法处理VOCs的技术“痛点”

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环境阅读 发表于 2019-8-5 18:22 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
任何VOCs处理技术都有其最适使用范围,VOCs治理并不是可一招打天下,任何技术关键是如何正视其优缺点,并知道如何用好/规避它们。  {9 e+ m3 S: J* D3 ^5 I4 M

2 R& K' \) b- i% f/ g! |' v% h技术原理为:低温等离子废气处理设备中的介质阻挡放电过程中,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基和激发态分子等。VOCs 与这些具有较高能量的活性基团发生反应,部分会被裂解,最终转化为二氧化碳和水等物质,从而达到净化废气的目的。
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国内生产的运用低温等离子体技术的治污设备,制造环保公司对设备的除污参数,基本上都会提到这类设备的除污效率达到80%以上。例如低能量的等离子体设备可用于治理油烟机油烟污染,但是在实际处理工业VOCs过程中,这种低温等离子体技术设备对VOCs的降解会生成副产物污染,VOCs 的易燃性令
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其安全性将备受关注。- x( k# S7 |; ?/ f4 w
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(1)生成副产物, m8 \" t% M+ R/ I* N0 f
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现在采用等离子体技术的处理VOCs 存在的问题是,等离子体对VOCs 是可以部分降解的,如对简单的VOCs 烷烃类、胺类物质,可以部分降解,但是对有机污染物甚至空气的激发是没选择性的,且在短短零点几到1 秒内的时间对VOCs 的降解是不完全的,还会产生一氧化碳、臭氧与氮氧化物等污染气体,生成的大量中间产物,可能挥发性、迁移性、毒性更强,危害更大。生产等离子体的厂家对原理剖析中,通常会指出臭氧能够与VOCs 一起发生反应,生成无害的气体。但是实际检测结果表明,等离子体激发空气生成大量臭氧,大部分的臭氧在处污设备中是没有与VOCs 发生反应的。
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! t3 ?6 Y" N: g) }% g" i# V1 t(2)空气氧浓度的影响
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从以上图可知,等离子体对VOCs 的降解受废气中氧浓度影响比较大,同等电压下,废气中10% 的含氧量分别比0%、20% 的降解率高。
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但是在实际处理过程中,废气的含氧量很难做到10% 的最佳比例,导致了等离子体技术处理设备对VOCs 的降解率达不到最佳效率,甚至会因为含氧量过高或过低,导致对VOCs 的降解率只有理论值70% 以下,不但达不到治理VOCs 的标准,生成的副产物对大气产生了更多污染。  t  V% T" X) P& T1 H* }

( _9 D2 ]# g$ b  P" c3)电压条件的影响2 ^2 I7 }; Z4 t/ n

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从上图可知,不管废气中含氧量多少,增大等离子体的电压,生成臭氧量都会增加。虽然电压大,可以增大激发电弧的能量,从而加大对VOCs 的降解率,但是,同时电压越大产生的臭氧量越大。
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精彩评论1

 楼主| 环境阅读 发表于 2019-8-5 18:37 | 显示全部楼层
目前等离子体应用存在三大行业乱象:
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5 r* l$ J8 C% [% _. k+ Y* n% ~; l7 v1 I1. 市场乱。价格没有最低,只有更低。恶意低价中标导致的就是偷工减料,质量不达标,存安全隐患。6 j; O0 q; f" o  {2 Q
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2. 产品乱。市场上可以见到各种气体放电设备,均号称等离子体技术,没有标准约束。
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# o% v) N) p7 m3. 应用对象乱。部分企业妄想一个技术通吃各行业,不考虑低温等离子体技术的适合行业及工况,导致处理效果不达标,甚至存在安全隐患。" B( G0 P& i. _+ c( F
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技术本身存在的问题的解释:* c! G- Q6 u/ J( E

6 u6 f- l: G4 I# Q- v( H1. 安全性问题。等离子体技术的工作原理注定了它不适合应用于可燃气体浓度过高的场合,但是对于废气浓度低的场合,只要工况条件合适、设施维护得当,这些风险是可以避免的。为了安全,不可不顾工况条件情况,随意使用该技术。; m0 ]$ `; d: d7 m7 W9 _

5 m# [, v8 g. z5 A" J9 U2. 净化效率。废气的净化效率与功耗和停留时间关系密切,正常情况下,等离子体能耗一般为150 kWh/kg污染物,能耗还是比较大的。然而,在当前恶性竞争的市场面前,绝大多数等离子体配置功率仅为4 kWh/kg污染物左右,甚至更低,在这样的配置下,要取得满意的净化效率,几乎不可能。9 ?# P6 D; u0 h

7 t3 X, i- J9 D( w* n" A3 c# c3. 副产物的问题。试验表明,经等离子体处理后,目标污染物并不能完全矿化为二氧化碳和水,还有相当一部分目标污染物转化为其他成分,同时也伴随产生一些副产物如臭氧等,因此,等离子体后续需要配置其他工艺协同净化,将转化产物和副产物进一步消除。
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等离子体技术有其适合使用的工况条件,同时该技术也需要不断发展和产品性能更需要进一步提高,要遵循客观事实,科学合理进行工程设计,在安全的范围内使用。% ?" m) G6 B$ \
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