低温等离子体协同光催化技术治理挥发性有机物

低温等离子体技术处理VOCs在当今社会，挥发性有机污染物（VOCs）对环境和人类健康造成了严重的影响。

通过采用低温等离子体技术处理VOCs污染物，能有效减少其排放，保护生态环境。

本文将介绍低温等离子体技术处理VOCs的原理、应用及优势。

原理低温等离子体技术是一种利用等离子体体系催化氧化VOCs的技术。

等离子体是一种气体中部分或全部电离的状态，其中包括正离子、自由电子和激发态分子。

通过在低温下产生等离子体，在等离子体的作用下，VOCs被催化氧化为二氧化碳和水等无害物质。

这一过程是在较低的温度下进行的，避免了高温造成的能源浪费和设备磨损。

应用低温等离子体技术广泛应用于工业生产过程中VOCs污染物的处理。

例如，在印刷、油漆、化工等行业的生产过程中产生的VOCs可以通过低温等离子体技术进行净化处理。

此外，该技术还可以应用于垃圾焚烧、废气处理等环境保护领域。

优势低温等离子体技术处理VOCs的优势主要有以下几点：1.高效净化：等离子体的存在增加了VOCs的氧化反应速率，使处理效率更高。

2.节能环保：相比传统的高温氧化技术，低温等离子体技术不需要提高温度即可有效处理VOCs污染物，节约了能源并降低了碳排放。

3.安全可靠：低温等离子体技术在操作时不产生高温，减少了操作人员的安全风险。

4.适用范围广：低温等离子体技术适用于处理多种类型的VOCs污染物，具有较强的通用性。

综上所述，低温等离子体技术作为一种高效、节能、环保的VOCs处理技术，具有广阔的应用前景，对保护环境和促进可持续发展具有重要意义。

大气环境中挥发性有机废气治理技术摘要近年来，大气污染问题在全球范围内引起了广泛关注，严重影响了人们的生活质量和身心健康。

其中挥发性有机废气是大气污染中常见的污染物类型之一，能够对人体健康造成严重危害，因此需要在日常工作中采取有效措施进行处理。

通常情况下，挥发性有机废气主要包含有挥发性和非挥发性两大类，其中非挥发性有机废气主要包括有烃类化合物、醛、酮、酸及其他物质等，而挥发性有机废气主要是由化工生产、石油冶炼等工业生产过程产生的。

为了进一步提高大气环境质量，相关工作人员需要在了解大气环境污染的基础上采取有效措施进行治理。

目前常用的治理技术主要包括燃烧法、低温等离子技术、光催化氧化技术等。

在实际应用过程中需要根据不同污染物质性质选择相应的治理技术，进而有效控制大气环境污染。

关键词：大气环境；挥发性；有机废气引言伴随经济和社会发展所产生的诸多问题如工业废气排放造成空气质量下降、汽车尾气增加了雾霾天气等已严重影响到广大群众身体健康及生命安全，因此研究出能有效解决这些问题的新型技术十分必要。

在这种情况下，大气环境质量却逐渐恶化，空气中的二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物（PM10）浓度持续升高，为了保护人类赖以生存的地球家园，国内外都开始重视起改善大气环境质量问题，而其中最有效也是最直接的方法就是进行大气环境治理技术研究与应用。

1大气污染治理背景以京津唐地区为例。

京津唐地区是重要的集中式的工业基地，不仅自然资源丰富，同时也是规模较大的商贸集散地与商业城市，具有良好的产业优势。

作为经济战略高地以及技术创新型试点区域，只有保持健康的大气环境才能更好地推动城市经济的可持续发展。

在“双碳”背景下，提升大气污染治理水平的重要举措在于开展协同治理，通过引导各主体强化合作，达到共享发展的目标。

与此同时，积极寻求创新型的合作方式，进一步推动京津唐地区大气污染协同治理水平的提升。

2我国大气污染治理的必要性工业生产迅速增长的同时也带来了严重的环境问题：酸雨蔓延，水体富营养化，土地荒漠化，森林锐减等，其中以大气污染最为突出。

最新VOCs常见废气处理工艺方案近年来，VOCs（挥发性有机物）污染问题日益突出，对环境和人体健康造成严重影响。

为了有效减少VOCs的排放量，采取适当的废气处理工艺方案是必要的。

以下是目前常见的一些最新VOCs废气处理工艺方案。

1.热氧化法（TO）热氧化法是一种将废气加热至高温，并与大量氧气接触使其氧化分解的方法。

这种方法适用于高浓度VOCs废气的处理，可以有效地将挥发性有机物氧化为无害的二氧化碳和水。

然而，这种方法通常需要高能耗和高投资成本。

2.低温等离子体催化氧化法（LEPCO）低温等离子体催化氧化法是一种结合了低温等离子体和催化氧化的废气处理技术。

该方法可以在较低温度下高效氧化降解VOCs，降低能耗和操作成本。

此外，该方法还可以通过更换催化剂来适应不同种类的VOCs 废气。

3.常温等离子体催化氧化法（REPCO）常温等离子体催化氧化法是一种在常温下通过等离子体和催化剂的协同作用进行VOCs氧化降解的废气处理技术。

该方法具有低温度、高效率和低维护成本等优点，适用于处理低浓度VOCs废气。

4.生物滤床生物滤床是一种利用生物膜附着微生物去除VOCs的废气处理方法。

该方法通过将废气通过滤床，使废气中的VOCs被微生物吸附、降解和转化为无害物质，如CO2和H2O。

生物滤床具有操作简单、运行稳定、能耗低等优势，适用于中低浓度VOCs废气的处理。

5.纳米材料吸附法纳米材料吸附法是一种利用纳米材料吸附VOCs的废气处理技术。

该方法通过使用具有高表面积和吸附性能的纳米材料，将废气中的VOCs吸附在纳米材料表面，实现废气净化。

这种方法具有高效、可再生和低维护成本等优点。

6.综合处理技术为了更加有效地处理VOCs废气，综合处理技术也被广泛应用。

常见的综合处理技术包括热电联产技术、吸附-解吸技术、低温等离子体氧化-吸附技术等。

这些综合处理技术能够结合各种废气处理工艺的优点，以实现高效、低能耗和低成本的VOCs废气处理。

第50卷第4期2021年4月应用化工Applied Chemical IndustryVol.50No.4Apr.2021低温等离子体处理挥发性有机物的研究进展夏诗杨蔦米俊锋I,杜胜男蔦邵长军2(1.辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001；2,沈阳科瑞尔科技有限公司，辽宁沈阳110000)摘要:针对治理大气中有害物质挥发性有机物(VOCs),阐述并归纳了吸附、冷凝、燃烧、光催化等现有处理技术中的工艺特点，介绍了目前典型技术中极具有研究前景及应用价值的低温等离子体净化技术的工艺原理及研究进展，综述了低温等离子体催化协同技术的催化剂分类及放置方式，重点突出催化协同对处理效果的优化作用，指出了今后低温等离子体催化协同处理挥发性有机物的可能发展方向。

关键词:低温等离子体;挥发性有机物;催化剂;催化;优化中图分类号:TQ630.9；TQ150.9文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)04-1130-06Research progress of non-thermal plasmatreatment of volatile organic compoundsXIA Shi-yang1,MI Jun-feng1,DU Sheng-nan9SHAO Chang-juri(1.College of Petroleum Engineering,Liaoning Petrochemical University,Fushun113001,China；2.Shenyang Keruier Technology Co.,Ltd.,Shenyang110000,China)Abstract:For the treatment of harmful substances volatile organic compounds(VOCs)in the atmosphere, the process characteristics of existing treatment technologies such as adsorption,condensation,combus­tion,photocatalysis,etc.are described and summarized, and the process principles and research progress of non-thermal plasma purification technology with great research prospects and application value in typi­cal technologies are introduced.The classification and placement of catalysts for non-thermal plasma cata­lytic synergistic technology are reviewed,with emphasis on the optimization of catalytic synergy on the treatment effect,and the possible development direction of non-thermal plasma catalytic synergistic treat­ment of volatile organic compounds in the future is pointed out.Key words:non-thermal plasma；volatile organic compounds；catalyst；catalysis；optimization随着我国城市化和工业的不断发展，大气环境中作为pm2.5,pm10的前体主要成分VOCs(挥发性有机物)污染物的大量排放引起人们越来越多的关起光化学烟雾和雾霾等现象,对人体健康和自然环境都产生严重的危害3],针对VOCs的处理技术上包括物理方法和化学控制两种处理方式，各种处理注。

1.1 VOCs 的定义和来源挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs) , 一般指在标准状态下, 其蒸汽压大于13. 33 Pa以上的有机化合物。

VOCs 主要来源于:石油化工(包括塑料、橡胶、胶片) 、印刷、粘结、涂料和其他一些工艺,油漆、印刷、橡胶和塑料制品成型、感光胶片和显象管涂抹等生产过程中也要使用大量的有机溶剂, 这些有机溶剂主要为烃类、芳烃类、脂类、醇类、酮类等有机污染物。

1. 2 VOCs 处理现状传统处理VOCs 的方法主要有:吸收法、直接燃烧法、催化燃烧法、生物法、回收污染物法和光催化法,它们的特点如下: (1) 吸附法去除效率高、净化彻底、能耗低、工艺成熟、易于推广,但如果再生的液体不能回用,这些液体必须进行处理, 不仅可能造成二次污染,而且增加许多处理成本, 另外当废气中有气溶胶或其他杂质时,吸附剂易失效。

(2)直接燃烧法工艺成熟,在适宜的温度和保留时间下,处理率可达99 % ,但能耗高,投资大,易氧化空气中的N2。

(3) 催化燃烧法处理率在90 %～95 % ,只针对特定类型的化合物反应,能耗高、投资大(需贵重金属做催化剂) 、催化剂易中毒、可能产生二恶英。

(4)生物法主要是湿地过滤、生物过滤等,该法能耗低,但设备占地大,系统弹性小,需后处理受污染的生物群,如果连续进气,且废气中污染物的浓度和组分稳定,用该法处理成本很低,但是一般工业废气的污染物的浓度和组分经常波动。

(5) 回收污染物该法有利于生态循环,但投资成本高、运行费用高,回收的原料通常需要进一步安全处置。

(6) 光催化法反应过程快,效率高,且无二次污染问题,具有非常大的潜在应用价值。

但是在光催化过程中,对催化剂的要求较高,催化剂活性易降低,如何解决催化剂的失活问题成为该技术的关键。

而近几年发展起来的低温等离子体技术处理VOCs ,有其独特的优点:可在常温常压下操作;有机化合物最终产物为CO2、CO 和H2O ,若有机物是氯代物,则产物应加上氯化物,而无中间副产物,降低了有机物毒性,同时避免了其他方法中后期处理问题;无需考虑催化剂失活问题;工艺流程简单、运行费用低,是直接燃烧的一半;运行管理方便;对VOCs 的去除率高,对VOCs 的适应性强。

uv光解淘汰法规淘汰UV光解设备的法规是为了提高挥发性有机物治理设施的效率，减少环境污染。

以下是某市淘汰UV光解设备法规的主要内容：- 淘汰范围：采用光氧化、光催化、低温等离子及上述组合技术的低效挥发性有机物治理设施。

污水处理过程中仅用于恶臭异味治理的光氧化、光催化、低温等离子技术不列入淘汰范围。

- 淘汰标准：拆除光氧化、光催化、低温等离子设备主体或灯管、插座和配套电源系统等附属元器件，断开有关电路。

拆除报废的UV灯管需按危险废物送到有资质单位处置。

- 时间要求：分行业逐步完成上述低效挥发性有机物治理设施淘汰任务，其中表面涂装行业、家具制造行业争取在2024年6月底前完成，其他行业争取在2024年9月底前完成。

- 工作要求：- 严格环评审批。

在建设项目环评审批阶段，原则上禁止采用光氧化、光催化、低温等离子及上述组合技术治理含挥发性有机物废气，禁止新增UV光解等低效挥发性有机物治理设施。

- 加强督促指导。

各生态环境分局应通过向有关企业主要负责人印发通知、倡议书，组织召开宣讲会等形式，督促指导有关企业按时完成淘汰任务。

- 正确履行行政权力。

企业按政策停用、淘汰低效挥发性有机物治理设施，能保持污染物达标排放的，生态环境部门应按照包容审慎原则，不得以“不正常运行污染防治设施”“擅自拆除或者闲置污染防治设施”为由对企业进行处罚。

企业按政策改造挥发性有机物治理设施，能保持污染物达标排放的，生态环境部门不得以“发生重大变动”为由要求企业重新报批环评。

此外，应做好帮扶工作，指导企业按要求填报环境影响登记表，相应变更排污许可证。

- 加大补助政策宣传力度。

鼓励企业在淘汰低效挥发性有机物治理设施的基础上进行升级改造，积极引导符合《中央生态环境资金项目储备库入库指南》条件的大气污染防治改造项目申报中央大气污染防治项目库，减轻企业资金压力。