作者简介:张胜硕,1991年2月生,男,陕西省榆林市人,硕士,主要从事煤制油化工催化剂研究及工艺工作。
基于环境友好,对使用催化氧化法去除挥发性有机化合物(VOCs)的原理、特点以及催化剂、工艺流程等研究进行综述。挥发性有机化合物完全催化氧化机理分为:Mars-vanKrevelen(MVK)模型、Langmuir-Hinshelwood(L-H)模型和Eley-Rideal(E-R)模型。复合金属氧化物催化剂是研究的热点,去除VOCs的核心是使反应温度降低,即具有低温和高活性的催化剂。延长催化剂寿命、提高去除效率也可以带来良好的节能效果和降低投资成本。对于低浓度和大体积VOCs排放,可通过吸附+催化混合法先进技术实现去除,且成功应用于实践。
Basedonenvironmentprotection,principles,characteristics,catalyst,technologicalprocess,ansoon,forcatalyticoxidationtoremovevolatileorganiccompoundswerereviewed.MechanismfortotalcatalyticoxidationusuallycanbedividedtoMars-vanKrevelenmodel,Langmuir-HinshelwoodmodelandEley-Rideal(E-R)model.CompositemetaloxidesposingexcellentlowtemperatureactivitiesarekeytoVOCsremoval.Prolongingcatalystlifetimeandincreasingremovalefficiencycanalsodecreaseenergyconsumptionandinvestmentcost.Adsorption+catalysiscanremoveoflowconcentrationandmassVOCs,whichisalreadyappliedinindustrialpractice.
本文对挥发性有机化合物催化氧化技术进行综述。
研究表明,挥发性有机化合物完全催化氧化的机理通常分为:Mars-vanKrevelen(MVK)模型、Langmuir-Hinshelwood(L-H)模型和Eley-Rideal(E-R)模型。
综上所述,每种机理的合理性很大程度上取决于催化剂(活性金属和载体)的性质以及挥发性有机化合物的性质。通常状况下,给定类型的VOCs在特定金属氧化物或贵金属催化剂上的反应实验数据至少会与一种动力学模型机制吻合。
非贵金属氧化物比贵金属便宜,但其催化活性没有贵金属好,混合金属氧化物有可能实现与贵金属相当的催化效率,所以具有有效催化作用能力的非贵金属氧化物催化剂经常被应用于去除VOCs。报道较多的是V、Cr、Mn和Ce,其他如Fe、Co和Mo因其催化性能相对较差,报道较少。
双功能吸附催化剂可以看作是其他类型催化剂既经济又有效率的替代品,分为两步法处理VOCs:(1)预处理:污染物被吸附;(2)催化氧化:温度的变化导致污染物解吸、吸附剂再生和有机污染物催化氧化。