2017年6月30日天津市安全生產(chǎn)委員會(huì)發(fā)布了《市安委會(huì)辦公室關(guān)于吸取事故教訓(xùn)開展環(huán)保治理設(shè)施專項(xiàng)安全檢查的通知》,通知中提到:“對(duì)采用‘低溫等離子’等可能產(chǎn)生點(diǎn)火能的工藝或設(shè)備設(shè)施處理易燃易爆揮發(fā)性有機(jī)物的,要立即停用,并全面進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,嚴(yán)防類似事故再次發(fā)生”。該通知發(fā)布后,引起了業(yè)界對(duì)低溫等離子體技術(shù)處理有機(jī)廢氣和惡臭異味氣體處理工程應(yīng)用的廣泛關(guān)注和爭(zhēng)議。
低溫等離子技術(shù)作為一種新型VOCs降解技術(shù),雖然在廢氣處理中存在一定的問題,但可以通過等離子體協(xié)同光催化降低廢氣處理的安全隱患,并能夠把其推向市場(chǎng)。
第一、等離子協(xié)同光催化的理論分析
VanDurme報(bào)道了低溫等離子體協(xié)同TiO2去除甲苯有效提高了能量利用率。在背景氣為干空氣,能量密度為17J/L的條件下,等離子體反應(yīng)器中加入15g的TiO2可以將甲苯的去除率從27±4%提高到82±2%。
藤島昭報(bào)道了低溫等離子體協(xié)同光催化顯著地分解氨氣,他們認(rèn)為:等離子體產(chǎn)生的高能基團(tuán)、反應(yīng)活性基團(tuán)與TiO2表面有比較好的接觸,有益于等離子體協(xié)同光催化,提高光催化降解效率。并且可以有效減少副產(chǎn)物的產(chǎn)物。
第二、等離子體協(xié)同光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果
利用原位合成技術(shù)在低溫等離子體管表面涂覆、燒結(jié)得到具有納米TiO2涂層的等離子體管,甲苯和乙酸乙酯的氣體流經(jīng)復(fù)合凈化裝置的離子體發(fā)生器放點(diǎn)區(qū)域,利用低溫等離子體放電效應(yīng)激發(fā)納米TiO2的光催化活性,此時(shí)等離子體協(xié)同光催化對(duì)甲苯和乙酸乙酯具有協(xié)同處理效果,處理效率與等離子單獨(dú)使用相比提高了20-50%,其中乙酸乙酯的降解更為顯著。
另外,由于等離子體協(xié)同光催化的影響,大大提高了VOCs的降解效率,等離子管的表面不會(huì)累積有機(jī)物,所以會(huì)大大降低爆炸的危險(xiǎn)。
第三、等離子管表面的自清潔效果
TiO2涂層的自清潔效應(yīng)是涂層的光催化和親水性協(xié)同作用的結(jié)果。當(dāng)?shù)蜏氐入x子體發(fā)光時(shí),TiO2表面具有自清潔效果,VOCs不會(huì)黏附到涂層的表面。TiO2表面超親水性是由于其表面的結(jié)構(gòu)變化:在紫外光的照射下,TiO2價(jià)帶的電子被激發(fā)到了導(dǎo)帶,電子和孔穴向TiO2表面遷移,在表面形成電子空穴對(duì),電子與Ti4+反應(yīng),空穴則同薄膜表面的橋氧離子反應(yīng),分別生成Ti3+和氧空位,空氣中的水分子與氧空位結(jié)合形成表面羥基,形成物理吸附水層,其表面就會(huì)有極強(qiáng)的親水性,與水的接觸角減小到5o以下,甚至水滴可以完全浸潤(rùn)二氧化鈦薄膜表面,薄膜具有的這種性質(zhì)稱為超親水性。TiO2涂層在不斷進(jìn)行光催化降解而除去VOCs,達(dá)到自清潔的效果。
第四、其它處理措施
對(duì)于含油霧或漆霧等顆粒物的VOCs,應(yīng)配置高效過濾等適宜的預(yù)處理工藝,確保低溫等離子體處理設(shè)備的安全性;對(duì)電極和器壁上的沉積物應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理維護(hù);啟動(dòng)低溫等離子體單元之前,需先啟動(dòng)風(fēng)機(jī)吹掃處理系統(tǒng),以防止放電火花引燃積聚的高濃度有機(jī)物等。
等離子體技術(shù)是一種新型技術(shù),通過企業(yè)研發(fā)人員和工程人員的共同努力,克服目前存在的缺陷,一定將在不久的將來大規(guī)模應(yīng)用到VOCs治理設(shè)備中。
來源:北極星環(huán)保在線