微波催化燃烧技术处理印刷包装行业VOCs

• 作者: 张丹庆 卜龙利 陈瑾 张继宾 田野 刘嘉栋
• 来源期刊: 环境工程学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 微波加热 印刷包装VOCs 催化燃烧 去除率 影响参数
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 大气污染防治
• 页码范围: 524-534
• 页数: 11页
• 分类号: X701
• 语种: 中文
• DOI: 10.12030/j.cjee.202012005

摘要

微波催化燃烧技术将微波辐照与吸波型催化剂相结合,可用于对挥发性有机化合物(VOCs)进行催化燃烧处置.研制了 Pt/CuMnCeOx/堇青石和Pt/CuMnCeOx/纳米陶瓷整体式蜂窝状催化剂,并开发了微波催化燃烧VOCs的装置,将其应用于印刷包装行业的VOCs治理.通过操作条件的优化,考察了微波催化燃烧技术对VOCs的实际处理效果.同时,对催化剂表面形貌、比表面积和晶体结构等进行了测试分析.结果表明:Mn3O4/Mn2O3、CeO2/Ce2O3、CuMn2O4和PtO等尖晶石的存在降低了反应温度、提高了储氧释氧能力和催化剂活性;催化剂的介孔结构和较大的比表面积有利于VOCs在孔隙内部的扩散,并可延长VOCs在催化剂上的停留时间.在催化剂床层体积330 L、微波功率13.6 kW、进气质量浓度1 520 mg·m-3和进气量440m3·h-1的条件下,床层温度可达到420℃,此时催化剂床层温度及VOCs去除率保持稳定.当进气质量浓度分别为约4 500 mg·m-3和2 800mg·m-3时,VOCs的去除率分别为90％和96％.考察燃烧热量发现,大气量的VOCs在催化剂表面的停留时间短且带走热量多,从而导致VOCs去除率下降;高浓度VOCs在燃烧时会因释放出更多热量,从而提高床层温度和VOCs去除率.在确保催化剂表面活性位点充足的条件下,微波催化燃烧工艺适合处理中高浓度的印刷包装行业VOCs.同时,利用VOCs燃烧释放的热量来保持床层高温,还可达到节能降耗的目的.本研究可为印刷包装行业的VOCs治理提供参考.