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用于揮發性有機廢氣催化處理的新型凈化過濾材料
方案詳述(T2016090073)

一、技術背景

甲醛、苯、甲苯、苯系物、TVOC、氨類、油煙、清新劑、化妝品、清潔劑、殺蟲劑等室內、車內空氣污染物具有“毒性大、濃度低、釋放緩慢、持續時間長”等特點,且大部分均具有致癌特性,已成為危害人類健康的隱形殺手。隨著人們生活質量提高以及環保意識的提升,室內、車內空氣污染治理受到越來越多的關注,促進大量空氣凈化產品的誕生,如空氣凈化器、活性炭、空氣清新劑、甲醛捕捉劑、殺菌劑、紫外燈、氧負離子、臭氧、植物吸附等。其中,空氣凈化器是目前應用最廣的空氣凈化類產品之一。

本技術方案提供一種催化氧化材料,開發出一種廢氣凈化劑,其廢氣凈化能力達到國家的排放標準。
一般空氣凈化器系統只能捕捉但不能分解空氣中的污染物,最終導致飽和而失效,而此空氣技術不一樣,結合濾芯材料反應層及活氧(包括氧氣、氧基、臭氧、氫氧自由基、氧基離子、過氧化氫)產生器,能有效吸附并分解污染物,同時使系統不斷再生,這再生過程不但可以延長系統的壽命,更能提高空氣處理的效率。

二、技術原理

本空氣凈化技術使用的催化物料是擁有納米等級孔道的人工礦物,不但無毒,而且可以循環使用。此催化物料可通過調節孔道特性,控制其吸附污染物的選擇性。粒徑0.4厘米的催化物料大概有400尺的吸附孔道,其獨特性能可以有效地把環境中特定污染物聚集,及時降低空氣中污染物的濃度。催化物料的孔道中含有大量過渡金屬的催化劑,過渡金屬擁有催化的特性,能大大提高氣體污染物的分解速度;系統產生的活氧能把氣體污染物氧化成無害的水分子和二氧化碳。另外,這些無害的產物會離開催化物料,騰出空間來讓催化物料繼續吸附污染物。本技術原理圖如圖1與圖2所示。

圖1 反應機理圖

圖2 技術原理圖
三、應用影響
目前該材料的評估方法:以甲苯為探針分子,在常溫20℃、體積空速=2000h-1、進口甲苯濃度為1000×10-6(體積分數)的測試條件下,對比普通樣品對甲苯的穿透時間t50%=80min(t50%定義為甲苯脫除率≥50%的活性時間)。在相同評估條件下,本項目研發的凈化劑對甲苯的穿透時間t50%達到普通樣品性能的90%以上;甲苯等VOCs最終轉化的產物為非VOCs類物質,如水和二氧化碳。本材料配合前段的活性氧發生器能夠顯著提高處理效率以及處理效果。

技術優勢

本技術的優勢如下:
結合吸附式和釋放式兩者技術的優點,實現在線解析VOCs廢氣;
同時具備吸附、氧化、解析、過濾等功能;
處理速度快,空氣凈化功能強;
無毒,可循環使用,不產生二次污染;
使用壽命長,材料可以使用2年左右;
綜合成本低,比國外同類產品更加低廉。

技術效果與指標

目前,本技術已通過中試,進入生試階段,可以量產。另外,本產品對揮發性廢氣有顯著的去除效果,在特定的工藝設計下處理效果達到98%以上。與其他技術的性能比較如表1所示。

表1 與其他技術的性能比較 
技術比較

處理效果

維護成本

安全性能 

生物噴淋類

處理速率快,但處理的量有限,因應環境的不同,會有不同程度的重新釋放污染物的問題。

相對較高,尤其在高濃度的環境下,噴淋次數頻繁。而相關附帶的勞動成本也相當高。

1、產生二次污染,本身是掩蔽作用,沒有實際的去除;
2、此外噴淋器容易堵塞。

離子類(負離子、等離子等)

處理速率很慢,效果比較低


低廉,沒有濾芯等部件。

1、高濃度的正、負離子對于人體有不同程度的傷害;
2、易產生有害氧化物。

催化類(光觸媒等

處理速率一般

催化劑因為會受到環境其他因素的影響例如灰塵等覆蓋其表面,就會失去活性,而需要更換。燈管更換產生的維護成本相當高。

1、催化劑所使用的條件可能會使人體受到傷害,例如紫外光,對皮膚有損傷;
2、設備不能隨意開關,會影響使用壽命。


本空氣凈化技術

處理速度快,處理量大。

低廉,反應濾芯壽命長,耗電量低。

1、濾芯是人工納米礦物質,無毒害;
2、也不會產生二次污染;
3、系統穩定高效。

適用對象

本技術產品適用于污水處理廠、垃圾處理廠、泵站、石化廠、化工廠、制藥廠、卷煙廠、香精廠、屠宰場等。
 


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