“煤全生命周期中VOCs防治理论与技术“专题

首页 > 专题

“煤全生命周期中VOCs防治理论与技术“专题

来源：洁净煤技术

行业视野: 煤化工
类别; 51个
关键词; 46位
专家; 13篇
论文; 6307IP
点击量; 16471次
下载量

VOCs末端治理技术进展及在燃煤电站烟气净化的应用思考

作者(Author)：赵梓舒, 左欣, 赵丹, 徐曦萌, 石佳慧, 丁辉

摘要：挥发性有机物（VOCs）是引起PM2.5和光化学烟雾等环境问题的重要前体物质，是“十四五”期间我国空气质量改善指标之一，VOCs减排是当前大气污染治理的热点问题。作为我国主要的一次能源，煤炭消费在电力行业中仍占主导。煤炭是VOCs排放的主要贡献者，然而目前国内外单独针对燃煤电站烟气中VOCs治理的研究和工程实践很少。基于燃煤电厂烟气VOCs典型排放特性，综述了现有VOCs末端回收与销毁技术的研究现状，重点介绍了吸附、吸收、生物降解、光催化、低温等离子体、催化氧化、臭氧氧化法的特点、适用条件及最新研究进展。在我国碳减排和大气多污染物协同治理的背景下，展望了燃煤电厂烟气实现VOCs净化的技术研究方向。吸附、催化氧化技术适用于大风量、低浓度的燃煤烟气VOCs处理。吸附材料选择性低、可吸附多种VOCs。吸附技术的研究目前主要集中在探究吸附机理，设计高效吸附剂，分析VOCs在复杂烟气环境中的吸附行为。催化剂的催化活性受载体、金属负载量、制备方法等多因素影响。研发高效稳定的催化剂是催化氧化技术的关键。目前已有研究进行VOCs和NOx协同催化氧化，在中高温条件下效果显著，仍需进一步探究协同催化机理、反应副产物及竞争吸附等。常温催化氧化技术可实现结构复杂、种类多样VOCs的常温高效降解，解决传统催化氧化技术能耗高、安全性差、高温易失活等问题，降低烟气治理成本，促进零碳排放，在燃煤电厂烟气VOCs治理上具有很好的应用前景。将VOCs常温催化氧化技术与现有烟气处理设备组合进行升级改造、开发多种污染物协同控制的催化工艺是控制燃煤电厂烟气VOCs排放的发展趋势。

免费下载

洁净煤技术

2022年第02期

489

360
VOCs燃烧催化剂耐硫性新进展

作者(Author)：吴冬霞, 程行, 胡江亮, 侯建材, 常丽萍, 王建成, 鲍卫仁

摘要：挥发性有机化合物(VOCs)作为细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O3）复合型污染物的重要前驱体，其治理工作已被列为国家“十三五”环保治理的重要任务之一；“十四五”进一步指出，要加强城市大气质量达标管理，推进PM2.5和O3协同控制，加快挥发性有机物排放综合整治。在各种VOCs处理技术中，催化燃烧处理VOCs效率高、无二次污染，是VOCs处理的最有效方法之一。但在实际应用过程中，煤化工（焦化）等工业源排放的有机废气中均存在含硫组分，会与催化剂作用导致催化剂硫中毒。因此，对催化剂进行调控设计，提高催化剂的耐硫性对VOCs治理具有重要意义。通过分析VOCs的催化燃烧机理，指出活性氧在催化燃烧VOCs过程中的重要作用；分析了催化剂的硫中毒机理，指出催化剂硫中毒的原因，根据催化燃烧和硫中毒机理归纳总结了提高催化剂耐硫性的途径；同时，给出了耐硫性催化剂的表征技术。最后，根据国内外研究现状和技术水平，指出目前耐硫催化剂合成中存在的困难和未来的研究重点。VOCs的催化燃烧有3种反应机理，活性氧类型与反应机理相关，而活性氧类型和浓度与催化剂的耐硫性密切相关，因此，确定催化反应机理，明析活性氧物种类型，提高催化剂的氧还原能力对提高催化剂的耐硫性至关重要。根据催化剂的硫中毒机理，硫化物与VOCs分子竞争吸附占据吸附活性位点，导致活性位点减少，催化剂失活；硫化物与催化剂组分发生化学反应生成硫酸盐，堵塞催化剂孔道，覆盖催化剂活性位，导致催化剂硫中毒。通过引入助剂可以调节催化剂的酸碱性，催化剂的弱酸性可以减弱对硫化物的吸附；通过引入助剂和添加可硫酸化载体可以减弱活性组分与硫化物的作用，减弱活性组分的硫酸化；水和硫化物在催化燃烧体系中共存时，可阻碍硫酸根在催化剂表面的沉积，含有大量表面羟基的湿式硫酸盐催化剂具有更高的表面酸性，从而促进催化活性。通过提高催化剂的氧化还原性能、抑制对硫化物的吸附、减弱活性组分与硫化物的作用及调控气体组成4种手段可改善催化剂的耐硫性。

免费下载

洁净煤技术

2022年第02期

525

234
VOCs治理工程安全评价体系研究与构建

作者(Author)：杨忠霖, 解强, 郝郑平, 周红阳

摘要：近年来我国VOCs治理工程事故频发，根本原因在于VOCs治理项目设计、建设和运行中缺乏系统科学的安全理论、方法和工具的指导。剖析了VOCs治理工程的本质，概述了化工安全评价的理论、方法和常用工具，对比分析了VOCs治理工程项目与化工项目的异同。在此基础上结合VOCs治理工程特点选取并修正了化工安全评价方法，确定了信息共享模式，初步构建出集安全检查表、HAZOP、风险矩阵、LOPA、FTA和冲击波超压计算于一体的VOCs治理工程安全评价体系。HAZOP分析得到的初始事件频率和后果严重程度可作为风险矩阵分析的数据来源，风险矩阵对事故风险等级的判断可筛选出较严重的事故，以便进一步开展LOPA分析，HAZOP识别出的初始事件还可以为FTA分析提供原因事件。该体系对VOCs治理工程具有针对性，能够扬长避短、将多种方法紧密结合，实现评价方法之间数据的有效共享，评价过程系统、高效、有层次。

免费下载

洁净煤技术

2022年第02期

406

269
燃煤挥发性有机物采样系统改进与评价

作者(Author)：曹清泉, 徐静颖, 吕越

摘要：现有挥发性有机物（VOCs）采样标准多针对简单环境与小分子化合物，缺乏针对燃煤烟气高湿、高尘及成分复杂这一特殊环境的采样方法。基于现有固定污染源吸附管采样标准HJ 734—2014《固定污染源废气挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法》，利用改进后的采样系统对丙酮、正己烷、甲苯、乙苯和1-癸烯5种VOCs标准样品和模拟燃煤烟气样品进行采样，研究了不同吸附剂、水分及其他烟气成分对VOCs采样分析的影响。结果表明：多孔聚合物吸附剂(Tenax TA)与硫分子筛吸附剂(Sulficarb)二合一填料填充的吸附管，相对标准偏差为0.01%～2.04%，加标平均回收率均大于80%，更适宜燃煤VOCs的采样。采样系统中除灰装置或除水装置对VOCs影响较小，能保证采样过程数据准确有效。未经过采样系统时，模拟烟气中水分、NO和SO2的存在均会对VOCs的质量和平均回收率产生负面影响，其中1-癸烯受烟气成分影响较大，平均回收率仅达到36%。当NO、SO2质量浓度分别为16～621 mg/m3与40～1 326 mg/m3时，本采样系统能很好地降低水分、NO与SO2对模拟燃煤烟气的影响，为实际燃煤电厂采样提供参考。

免费下载

洁净煤技术

2022年第02期

346

201
循环流化床锅炉烟气中VOCs分布规律及排放特性

作者(Author)：王建国, 朱蒙, 卢少华, 张晓光

摘要：为了解循环流化床（CFB）锅炉烟气中挥发性有机物（VOCs）的分布和排放情况，明晰烟气处理装置对VOCs的处理效果，在某台200 MW CFB锅炉机组上，开展了烟气中CH4、非甲烷总烃（NMHCs）和多种典型VOCs组分的全流程浓度监测，并分析了燃煤、飞灰和炉渣3种固体样品中CH4、NMHCs含量。结果表明，CFB锅炉机组在100%和50%负荷下SCR入口处烟气中CH4和NMHCs质量浓度分别为0.65和6.63 mg/m3，经过一系列烟气处理装置后CH4质量浓度为0.14～0.18 mg/m3，NMHCs质量浓度为1.05～1.43 mg/m3。煤样中VOCs质量分数为49 979.65 mg/kg，而飞灰和炉渣内只残余少量VOCs。CFB锅炉机组排放烟气中主要以苯、甲苯、乙苯、对/间二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯等碳原子数≥6的苯系物和以正己烷为代表的烃类化合物为主。SCR脱硝系统和袋式除尘器对烟气中VOCs处理效率较好，经过全部污染物治理设备后，通过烟囱排放的总VOCs质量浓度为1.19～1.61 mg/m3，总VOCs协同脱除效率为77.88%～78.64%，现有烟气处理设施整体脱除效果可以满足相应排放要求。

免费下载

洁净煤技术

2022年第02期

360

12540