挥发性有机物催化燃烧技术研究进展

挥发性有机物(VOCs)作为雾霾生成的前体物质,其净化处理已经成为当前大气污染控制的热点问题,催化燃烧法凭借其操作温度低(200～400℃)、安全性高、能耗小等特点成为实际应用中最常用的处理技术之一.本文着重对VOCs催化燃烧机理和催化剂研究进行了综述,分析了Marse-van Krevelen(MVK)、Langmu...     

含氯挥发性有机物催化燃烧研究进展

含氯的挥发性有机化合物(chlorinated volatile organic compounds,CVOCs)应用广泛,但对大气环境污染严重.催化燃烧法具有转化率高,起燃温度低,运行能耗低以及副产物少等优势,是一种消除CVOCs的优势技术.催化燃烧处理CVOCs的催化剂可分为以Pt、Pd和Ru基为主的贵金属催化剂和...     

整体式催化剂在挥发性有机物催化燃烧中的研究进展

对整体式催化剂的结构、组成和催化活性等几个方面进行了阐述,重点综述了贵金属和非贵金属2大类型的整体式催化剂以及近年来VOCs催化燃烧整体式催化剂的国内外研究近况,为今后整体式催化剂的开发提供一定参考。     

吸附-催化燃烧含氯挥发性有机物催化剂的研究进展

对吸附-催化燃烧的机理和具备吸附与催化性能的新型催化剂的研究与开发作了介绍。钙钛矿型复氧化物催化剂、金属氧化物催化剂、贵金属催化剂等在吸附催化燃烧含氯挥发性有机物的处理方面得到了广泛而深入的研究。对各种类型催化剂的活性和特点进行了评述并提出今后发展的方向。     

催化燃烧脂肪族氯代易挥发性有机物的研究进展

催化燃烧是处理低浓度挥发性有机物废气的有效方法。阐述了催化燃烧脂肪族氯代易挥发性有机物的反应机理,对贵金属、过渡金属氧化物、钙钛矿型复合氧化物和分子筛近年来研究较广泛和深入的催化剂体系的性能和特点进行了论述,分析催化剂的优缺点。讨论了反应原料气中水和非氯代有机物的加入对催化反应效果的影响,对今后研究和发展方向进行展望。     

含氯挥发性有机物的催化氧化研究进展

催化氧化是控制挥发性有机污染物排放的有效途径之一,但传统催化剂在氧化消除含氯挥发性有机物(CVOCs)时易中毒而失活,因此,研发新型、高效、稳定的催化剂对其工业应用具有重要意义。简要综述近年来稀土及过渡金属氧化物、分子筛和负载贵金属催化剂对CVOCs氧化的催化性能和催化反应机理,剖析CVOCs氧化反应副产物的形成和催化剂失活的原因,并展望CVOCs催化氧化技术的未来发展趋势。     

国外催化燃烧含氯挥发性有机物催化剂研究进展

对催化燃烧含氯挥发性有机物(CVOC)催化剂的研究进展进行了综述,介绍了贵金属、金属氧化物和分子筛等几种类型的催化剂,讨论了原料气中H2O和非卤代烃对催化剂反应活性的影响.对各种类型催化剂的活性和特点进行了评述并提出今后发展的方向.     

挥发性有机物催化氧化技术及催化剂研究进展

近年来,随着生态环境的逐渐恶化,挥发性有机物的污染治理越来越受到社会各界专家和学者的广泛重视。挥发性有机物的治理技术主要包括吸附技术等回收技术和催化氧化技术等破坏技术,催化氧化是处理挥发性有机物的一种较为彻底的技术,具有能耗低、无二次污染、安全性好和适用范围广等优点。通过对挥发性有机物处理技术,催化氧化机理和挥发性有机物氧化催化剂等几个方面的介绍,旨在推动挥发性有机物治理特别是催化氧化技术的进展。     

催化燃烧处理挥发性有机废气工程实例分析

采用催化燃烧工艺处理江苏某化工企业VOCs废气,论述了该企业有机废气的收集和处理现状、催化燃烧装置工艺流程及运行参数。系统设计处理能力为1000 m~3/h,处理装置总投资31.5万元,年运行成本4.32万元。经催化燃烧装置处理后,废气中丙烯醛浓度0.83 mg/m~3,去除率达到94.9%,非甲烷总烃浓度2.36 mg/m~3,去除率为93.2%,均满足《化学工业挥发性有机物排放标准》(DB32/3151-2016)表1标准。     

燃烧处理挥发性有机污染物的研究进展

随着环境问题的日益严重,治理作为PM_2.5前体的挥发性有机物（VOCs）越来越受到重视,燃烧法是目前常用的处理VOCs污染物技术之一。本文从燃烧的机理出发综述了燃烧法处理VOCs的研究进展,将燃烧法分为两大类,即非催化燃烧法和催化燃烧法。非催化燃烧法中从燃烧方式出发,总结了直接燃烧法、蓄热式热力燃烧法、多孔介质燃烧法的研究进展,并对燃烧影响因素进行了综述。在催化燃烧法中阐述了贵金属催化剂、非贵金属催化剂和复合金属氧化物催化剂的研究进展,探讨了催化剂的失活问题,分析了每种催化剂的优势与不足。贵金属催化剂活性高,但是价格昂贵、稳定性差;非贵金属催化剂价格低廉、寿命长,但是起燃温度高;复合金属氧化物催化剂活性高、抗毒性强,但是制备工艺复杂。最后基于目前的研究现状和不足,展望了未来燃烧法处理VOCs的研究方向为：结合实际应用的工艺条件和催化燃烧的机理,制备出活性高、价格低廉、抗毒性强和寿命长的催化剂用于蓄热式催化燃烧技术;将催化燃烧和多孔介质燃烧相结合,开发出高效、稳定、经济的燃烧技术处理VOCs污染物。     

催化燃烧治理氯苯类挥发性有机化合物的最新进展

氯苯类(CBs)化合物的排放给环境带来严重的污染和危害。本文回顾和总结了近几年来的氯苯类挥发性有机污染物的处理方法,综述了所采用催化剂的国内外研究现状,并对不同种方法进行优缺点分析。结果表明:催化燃烧法是最具有应用前景的、最有效的处理CBs的技术之一,该法优势是能够在催化剂存在的条件下,高效地处理低浓度的污染物,操作温度低,避免了氮氧化物的产生。应用于催化燃烧的催化剂类型繁多,贵金属催化剂具有高活性但对高温敏感;过渡金属氧化物催化剂的抗氯中毒能力较强;钙钛矿类催化剂廉价易得,其A、B位原子具有良好的可调性,并可通过负载与改性弥补其反应温度高及易失活等缺点。与其他催化剂相对比,钙钛矿类催化剂具有更广泛的应用前景。     

含氯挥发性有机化合物催化燃烧催化剂的研究进展

含氯挥发性有机化合物(CVOCs)是一类重要的大气污染物,催化燃烧是实现CVOCs高效减排的一种主流处理技术,但工艺过程中存在氯元素易吸附在催化剂表面致使催化剂失活的问题。本文从催化燃烧CVOCs的反应机理、催化剂活性组分、催化剂载体等几个方面,对近年来催化燃烧处理CVOCs的研究进行了综述,其中催化活性组分可分为以钌、钯为主的贵金属催化剂和集中在高活性的过渡金属复合氧化物、钙钛矿型非贵金属催化剂,并重点阐述了水蒸气对催化燃烧CVOCs反应活性的影响及机制。根据国内外研究状况和技术水平,提出了催化燃烧技术的研究及发展方向,充分利用一定浓度水蒸气的优点抑制催化剂氯中毒及产生较低含量的副产物,为CVOCs高效工业化处理提供了重要的参考。     

A review on recent advances in catalytic combustion of chlorinated volatile organic compounds

Chlorinated volatile organic compounds (CVOCs) with strong stability, poor reactivity and high toxicity in waste gases are emitted into the atmosphere from many industrial operations, which has caused sustained harm to both human health and atmospheric environment. Catalytic combustion is regarded as one of the most effective methods to eliminate CVOCs due to its high removal efficiency, low energy consumption and low production of secondary pollutants. However, the screening of efficient catalysts (i.e. low cost, high activity and durability) still remains challenging. In this review, recent developments on catalytic combustion of CVOCs, including catalysts, reaction condition, catalytic reaction mechanism, deactivation reasons and regeneration methods are summarized. It is emphasized that the active components, structures and supports of catalysts have significant effects on their activity, selectivity, stability and longevity. In addition, it is pointed out that catalyst deactivation is closely related to chlorine poisoning, sintering, carbon deposition and metal active phase leaching. Compared with other catalysts, perovskite-type composite oxides and spinel-type composite oxides have shown to be promising materials in the catalytic combustion of CVOCs due to their particular structure and nature (e.g. surface area, redox property and surface acidity). Thereafter, the outlooks on catalytic combustion of CVOCs are also presented in this article based on the studies in the literature, which offer influential information for further research on the treatment technology of CVOCs. © 2020 Society of Chemical Industry     

含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应中非贵金属氧化物催化剂的研究进展

催化燃烧是实现含氯挥发性有机化合物(CVOC)高效净化的处理技术。CVOC催化燃烧非贵金属催化剂主要有单组份氧化物、复合氧化物及钙钛矿型催化剂。催化剂活性及稳定性主要与氧化物中氧的传递能力有关。氧化物催化剂上,CVOC催化燃烧反应机理为酸位吸附脱卤-催化燃烧综合机理,L酸对Cl的脱除能力弱于B酸。     

Entropy-stabilized metal-CeOx solid solutions for catalytic combustion of volatile organic compounds

Doped Ceria with abundant oxygen vacancies exhibits enhanced performance in heterogeneous oxidation. In principle, doping 50 mol% divalent cations (such as: Cu²⁺, Zn²⁺, and Mg²⁺) into CeO₂ lattice would produce an exceptional catalyst with maximum active oxygen species. However, the huge size gap between Ce (IV) and divalent metal cations obstructs its synthesis. Here, we utilize the theory of increasing configurational entropy with five metal dopants to lower the Gibbs-free energy, and successfully incorporate 50 mol% divalent metal cations into CeO₂ lattice. This unique doping environment endows Ce_0.5Zn_0.1Co_0.1Mg_0.1Ni_0.1Cu_0.1O_x two features: (a) Abundant active oxygen species for excellent performance in volatile organic compounds catalytic oxidation; (b) Bring multi reactive sites, which enable the simultaneous combustion of carbon monoxide, propylene and toluene. Moreover, the increased entropy value makes Ce_0.5Zn_0.1Co_0.1Mg_0.1Ni_0.1Cu_0.1O_x an ultra-stable catalyst in both thermal and hydrothermal conditions (e.g., Working >200 hr in water-resistance experiment).     

制药行业有机废气催化燃烧研究进展

制药行业在我国快速发展,带来经济增长与生活便利的同时也带来了大量挥发性有机污染物（VOCs）的排放。针对制药行业废气排放量大、排放节点多、污染物种类复杂等特点,催化燃烧因经济环保、应用灵活,成为处理制药VOCs的合适选择。本文总结了制药行业排放的典型VOCs及常见医用药品生产过程中的特征污染物,并着重从催化燃烧催化材料研发及应用的角度,总结了近年来制药行业典型VOCs催化燃烧技术的研究现状,同时对我国制药行业有机废气治理作了展望,即需进一步加深制药行业VOCs排放特征、VOCs实验室治理等基础研究来保证实际治理过程中的经济有效性;同时在原有催化氧化催化剂研究的基础上,研发多技术耦合工艺,实现制药行业废气的达标排放。     

低浓度挥发性有机物吸附浓缩材料的研究进展

由于挥发性有机物（VOCs）会对环境造成严重的危害,因此VOCs的处理一直备受人们的关注,但发展高效的VOCs处理技术仍然存在严峻的挑战。本文针对大风量、低浓度VOCs的处理展开了综述,重点围绕吸附、催化燃烧处理展开讨论。对于大风量的低浓度VOCs,虽然浓度较低但VOCs排放量非常巨大。通过VOCs浓缩技术,提高浓度减少风量成为降低VOCs处理成本的有效途径。其中,发展高性能VOCs吸附材料是VOCs浓缩技术的关键。阐明了活性炭、分子筛等重要吸附材料的性质及其吸附VOCs的原理,并对吸附材料性质和VOCs种类对吸附效果的影响进行了探讨。展望了活性炭浓缩-催化燃烧技术和分子筛转轮浓缩-催化燃烧技术在大风量的低浓度VOCs处理中的应用前景。     

挥发性有机化合物催化消除前沿技术及研究进展

挥发性有机化合物(VOCs)是可吸入有害物质形成的重要前体,是大气污染物的重要组成部分。催化氧化法作为末端技术是目前处理VOCs最有效的途径之一。本文讨论了VOCs的热催化氧化、光催化氧化和光热协同催化氧化的研究进展,重点研究常用VOCs的催化氧化机理以及相关催化剂的构筑。其中,热催化燃烧主要以贵金属(Pt、Pd、Au、Ag等)、过渡金属(Mn、Co、Cr等氧化物)及复合型催化剂研究展开;光催化氧化以TiO₂和C₃N₄为典型催化剂进行讨论;光热协同催化研究主要包括碳基催化剂、贵金属负载型以及过渡金属负载型催化剂的开发与应用。此外,本文对基于催化剂的热催化、光催化和光热催化去除VOCs的开发和研究提出了进一步的展望。