用于挥发性有机废气催化处理的新型净化过滤材料 当前位置:首页成果转化

方案详述(T2016090073)


一、技术背景

甲醛、苯、甲苯、苯系物、TVOC、氨类、油烟、清新剂、化妆品、清洁剂、杀虫剂等室内、车内空气污染物具有“毒性大、浓度低、释放缓慢、持续时间长”等特点,且大部分均具有致癌特性,已成为危害人类健康的隐形杀手。随着人们生活质量提高以及环保意识的提升,室内、车内空气污染治理受到越来越多的关注,促进大量空气净化产品的诞生,如空气净化器、活性炭、空气清新剂、甲醛捕捉剂、杀菌剂、紫外灯、氧负离子、臭氧、植物吸附等。其中,空气净化器是目前应用最广的空气净化类产品之一。

本技术方案提供一种催化氧化材料,开发出一种废气净化剂,其废气净化能力达到国家的排放标准。

一般空气净化器系统只能捕捉但不能分解空气中的污染物,最终导致饱和而失效,而此空气技术不一样,结合滤芯材料反应层及活氧(包括氧气、氧基、臭氧、氢氧自由基、氧基离子、过氧化氢)产生器,能有效吸附并分解污染物,同时使系统不断再生,这再生过程不但可以延长系统的寿命,更能提高空气处理的效率。

二、技术原理

本空气净化技术使用的催化物料是拥有纳米等级孔道的人工矿物,不但无毒,而且可以循环使用。此催化物料可通过调节孔道特性,控制其吸附污染物的选择性。粒径0.4厘米的催化物料大概有400尺的吸附孔道,其独特性能可以有效地把环境中特定污染物聚集,及时降低空气中污染物的浓度。催化物料的孔道中含有大量过渡金属的催化剂,过渡金属拥有催化的特性,能大大提高气体污染物的分解速度;系统产生的活氧能把气体污染物氧化成无害的水分子和二氧化碳。另外,这些无害的产物会离开催化物料,腾出空间来让催化物料继续吸附污染物。本技术原理图如图1与图2所示。

图1 反应机理图

图2 技术原理图

三、应用影响

目前该材料的评估方法:以甲苯为探针分子,在常温20℃、体积空速=2000h-1、进口甲苯浓度为1000×10-6(体积分数)的测试条件下,对比普通样品对甲苯的穿透时间t50%=80min(t50%定义为甲苯脱除率≥50%的活性时间)。在相同评估条件下,本项目研发的净化剂对甲苯的穿透时间t50%达到普通样品性能的90%以上;甲苯等VOCs最终转化的产物为非VOCs类物质,如水和二氧化碳。本材料配合前段的活性氧发生器能够显著提高处理效率以及处理效果。

技术优势


本技术的优势如下:

  1. 结合吸附式和释放式两者技术的优点,实现在线解析VOCs废气;

  2. 同时具备吸附、氧化、解析、过滤等功能;

  3. 处理速度快,空气净化功能强;

  4. 无毒,可循环使用,不产生二次污染;

  5. 使用寿命长,材料可以使用2年左右;

  6. 综合成本低,比国外同类产品更加低廉。

技术效果与指标


目前,本技术已通过中试,进入生试阶段,可以量产。另外,本产品对挥发性废气有显著的去除效果,在特定的工艺设计下处理效果达到98%以上。与其他技术的性能比较如表1所示。

表1 与其他技术的性能比较 

技术比较
 

处理效果
 

维护成本
 

安全性能 
 

生物喷淋类
 

处理速率快,但处理的量有限,因应环境的不同,会有不同程度的重新释放污染物的问题。
 

相对较高,尤其在高浓度的环境下,喷淋次数频繁。而相关附带的劳动成本也相当高。
 

1、产生二次污染,本身是掩蔽作用,没有实际的去除;
2、此外喷淋器容易堵塞。
 

离子类(负离子、等离子等)
 

处理速率很慢,效果比较低

 

低廉,没有滤芯等部件。
 

1、高浓度的正、负离子对于人体有不同程度的伤害;
2、易产生有害氧化物。
 

催化类(光触媒等
 

处理速率一般
 

催化剂因为会受到环境其他因素的影响例如灰尘等覆盖其表面,就会失去活性,而需要更换。灯管更换产生的维护成本相当高。
 

1、催化剂所使用的条件可能会使人体受到伤害,例如紫外光,对皮肤有损伤;
2、设备不能随意开关,会影响使用寿命。

 

本空气净化技术
 

处理速度快,处理量大。
 

低廉,反应滤芯寿命长,耗电量低。
 

1、滤芯是人工纳米矿物质,无毒害;
2、也不会产生二次污染;
3、系统稳定高效。
 

适用对象


本技术产品适用于污水处理厂、垃圾处理厂、泵站、石化厂、化工厂、制药厂、卷烟厂、香精厂、屠宰场等。