光催化氧化法在改性瀝青防水卷材煙氣處理中的應(yīng)用.FIT

Goodisgood,butbettercarriesit.

精益求精，善益求善。Goodisgood,butbettercarriesit.

精益求精，善益求善。光催化氧化法在改性瀝青防水卷材煙氣處理中的應(yīng)用.FIT)[標(biāo)簽:標(biāo)題][標(biāo)簽:標(biāo)題]PAGEPAGEPAGE10PAGE10[標(biāo)簽:標(biāo)題]PAGE光催化氧化法在改性瀝青防水卷材煙氣處理中的應(yīng)用.FIT)

光催化氧化法在改性瀝青防水卷材

煙氣處理中的應(yīng)用

趙春林，何學(xué)詩，陳曉龍

江蘇蘇州215132）（蘇州市姑蘇新型建材有限公司，

摘要：介紹了改性瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中常用的幾種瀝青煙氣處理方法，并對其優(yōu)缺點進行了分析對比。重點介紹光催化氧化法在改性瀝青防水卷材煙氣處理中的應(yīng)用，包括基本原理、工藝流程、裝置結(jié)構(gòu)及特點等。改性瀝青防水卷材關(guān)鍵詞：瀝青煙氣處理；光催化氧化法；文章編號：1007-497X（2014）原13原0000-00

中圖分類號：TU

文獻標(biāo)識碼：A

ApplicationofPhoto-CatalyticOxidizationforFumeDisposal

duringtheProductionofModifiedBitumenWaterproof

Membrane

（ShuzhouGusuXinxingJiancaiCo.,Ltd.,Suhzou,Jiangsu215132,China）

Abstract:Thearticleintroducessomemethodsforthetreatmentoffumesgeneratedduringtheproductionofmodified

ZhaoChunlin，HeXueshi，ChenXiaolong

bitumenwaterproofingmembrane;then,itanalyzestheadvantagesanddisadvantagesofeachmethod,andmakescomparisonsbasalprinciples,technologicalprocess,equipmentstructureandfeaturesetc.

Keywords:bitumenfumedisposal;photo-catalyticoxidizationmethod;modifiedbitumenwaterproofingmembrane

againstoneanother.Theapplicationofphoto-catalyticoxidizationmethodishighlightedinthefumedisposal,includingits

改性瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量瀝青而且對人體健康有害。瀝煙氣和粉塵，不僅氣味難聞，青煙氣由液態(tài)焦油（熔點約50益）和氣態(tài)焦油（凝固點約-30益）組成，主要成分為芳烴及雜環(huán)化合物，如苯并芘、苯并蒽、咔唑等。其中，以苯并芘、苯并蒽為肺癌、胃癌和食道癌代表的多環(huán)芳烴是引起皮膚癌、

—————————————收稿日期：2014-05-19

作者簡介：趙春林，男，1980年生，工程師，主要從事新型建材的技術(shù)研究與生產(chǎn)工作。聯(lián)系地址：215132江蘇省蘇州市濱河路1979號，E-mail：jinsiyuan@163.com。

的主要原因之一。因此，對瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中就顯得特產(chǎn)生的煙氣進行凈化處理，確保達標(biāo)排放，別重要。事實上，瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中的煙氣凈化處理已成為當(dāng)前行業(yè)中的一個難題，困擾著眾多瀝青防水卷材生產(chǎn)企業(yè)。本文著重介紹光催化氧化法在旨在提供一個改性瀝青防水卷材煙氣處理中的應(yīng)用，

切實可行的、符合企業(yè)實際需要的瀝青煙氣處理方案。1

常用改性瀝青防水卷材煙氣處理方法

改性瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中的煙氣處理方法

等離子法、吸收法等。主要包括：活性炭吸附法、1.1活性炭吸附法

活性炭吸附法是利用活性炭內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、

點是：產(chǎn)生的浮油處理不完全，極易產(chǎn)生二次污染。2光催化氧化法處理瀝青煙氣2.1基本原理

光催化氧化技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一項高級

具有極大的表面積，通過分子間作用力來吸附煙氣中的有機污染物。這種方法較為簡單，但去污效率不高，且存在以下幾個問題：1）活性炭吸附能力有限，一般適合于處理低濃度的對象；2）活性炭吸附有一定的選擇性，并不能吸附所有的有機污染物分子；3）活性炭其活性就很快下降，而目前一旦表面吸附污染物后，

瀝青煙氣中的油性污染物極易粘附在活性炭表面，使活性炭很快失去活性；4）活性炭必須經(jīng)常更換，增加了運行成本，而且活性炭過濾層阻力降較大，增加了且很能耗；5）更換后的活性炭吸附有大量有害物質(zhì)，難再生，如處理不當(dāng)，就會造成二次污染。1.2等離子法

等離子法是在外加電場的作用下，通過高壓放電

氧化技術(shù)，由于處理污染物，特別是有機污染物的效率極高，而被廣泛應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域中的大氣污染治理和污水處理。光催化氧化技術(shù)包括光氧化和光催化氧化兩個階段，該技術(shù)將氧化劑與光輻射相結(jié)合，利用光激發(fā)氧化，即有機物在光的作用下，逐步氧化成低NO3-、PO43-、Cl-等。

H2O及其他的離子，如分子中間產(chǎn)物，最終生成CO2、

光氧化降解有機污染物的途徑，包括無催化劑和

無催化劑參與的光氧化降解過程有催化劑參與兩類。

多采用氧氣、臭氧等作為氧化劑，在紫外光的照射下該過程亦稱光使污染物氧化分解成低分子中間產(chǎn)物，

氧化。有催化劑參與的光氧化降解過程又稱光催化氧可分為均相和非均相催化兩種類型：均相光催化化，

降解多以Fe2+或Fe3+及臭氧為介質(zhì)，通過Photo-解；非均相光催化降解多通過在污染體系中投加一定半導(dǎo)體材料在光的照射下產(chǎn)生電子-空穴對，與吸附在半導(dǎo)體上的氧、水分子等作用，產(chǎn)生·OH等氧化性極強的自由基，再通過自由基與污染物之間的羥基加和、取代、電子轉(zhuǎn)移等方式，使污染物全部或接近全部降解、礦化?！H是一種活性極強的基團，具有502上的分子結(jié)構(gòu)，且對反應(yīng)物無選擇性，因而在光催化氧化中起著決定性的作用。在·OH的強氧化作用下，幾乎所有的有機污染物都能夠降解后氧化成CO2和H2O；并能將無機污染物，如NH3、H2S、SO2、NOx等，氧化成無害的物質(zhì)。

kJ/mol（120kcal/mol）的能量，能夠輕易破壞掉共價鍵·Fenton反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基（OH），使污染物發(fā)生降

（如電子、形式產(chǎn)生大量化學(xué)活性極高的粒子離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等），這些粒子能與瀝青煙氣中的復(fù)雜大分子污染物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使其發(fā)生電離、解離和激發(fā)，轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿游镔|(zhì)，即使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒無害物質(zhì)或低毒低害物質(zhì)，從而達到凈化這種方法去污效率高，但仍存在以下不煙氣的目的[1]。

足：1）用電量大，且需要經(jīng)常清灰，運行維護成本高；1.3吸收法2）一次投入成本高。

吸收法是利用煙氣中不同組分在吸收劑中的溶

量的光敏半導(dǎo)體材料（如TiO2），作為光催化劑的光敏

解度不同，或與吸收劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，來將有改性瀝青防水卷材生產(chǎn)過害氣體從氣流中分離出來。

程中的煙氣吸收處理過程是將煙氣中的有害物質(zhì)通過噴淋塔噴淋轉(zhuǎn)移到液體吸收劑（可以是水、化學(xué)試劑溶液、強氧化劑溶液或有機溶液）中的過程。改性瀝這是因為瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中多以水作吸收劑，

青煙氣中的焦油細(xì)霧粒子不溶于水也不與水發(fā)生化浮油物質(zhì)的處理學(xué)反應(yīng)，而是浮于水表面形成浮油，方法一般是混在煤炭中作為燃料使用。這種方法的缺

目前，國內(nèi)使用較多的光催化劑為銳鈦型二氧化鈦。激發(fā)銳鈦型二氧化鈦需要大于3.2eV能量的光子，光子的能量E與波長姿具有反比關(guān)系，即E=hC/

姿。選擇波長小于387.5nm的光可以激發(fā)銳鈦型二氧也就是近紫外光。因此，化鈦，一般選擇波長為254nm的紫外光作為光催化的光源。

2.2光催化氧化法處理瀝青煙氣的工藝流程中瀝青煙氣的工藝流程見圖1。

一步氧化最終生成CO2和H2O，同時將剩余的SO2、物；最后，處理后的氣體通過引風(fēng)機實現(xiàn)達標(biāo)排放。2.3.2光催化氧化裝置特點

1）高效去除有機污染物

光催化氧化裝置采用光氧化和光催化氧化相結(jié)合的新技術(shù)，發(fā)揮二者各自的優(yōu)勢，取長補短，極大地提高了處理有機污染物的能力。該裝置處理有機污染物效率可達90%以上。

2）光轉(zhuǎn)化率高

為提高非均相光催化氧化效率，通過在光催化劑中摻雜不同金屬離子和非金屬離子等方法，降（TiO2）

低了電子和空穴的復(fù)合率，增加了羥基自由基的生成量，使光轉(zhuǎn)化率得到了很大的提高。

3）無任何二次污染

光催化氧化利用紫外線燈產(chǎn)生的紫外光作為能源來活化光催化劑，并利用空氣中的氧和水驅(qū)動氧化-還原反應(yīng)，無任何二次污染。

4）裝置運行和維護成本低

每處理煙氣1000裝置需耗電，但設(shè)備能耗低，僅需耗電約0.5kW·h，運行成本低。m3/h，

5）安全性高

確保安全運行。裝置采用智能化控制，3結(jié)語

改性瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣污染NOx等無機污染物直接氧化成NO3-和SO42-等無害

光催化氧化法處理改性瀝青防水卷材生產(chǎn)過程

圖1光催化氧化法處理瀝青煙氣的工藝流程

配料區(qū)和生產(chǎn)區(qū)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)封閉收集后，首先經(jīng)水噴淋塔過濾清洗處理，實現(xiàn)降溫并除去煙氣中的該過程的作用是大部分油霧和微小的焦油細(xì)霧顆粒。

減輕光催化氧化的壓力、減少油霧和微小焦油細(xì)霧顆粒對光催化劑的粘附。

2.3光催化氧化裝置結(jié)構(gòu)及特點2.3.1光催化氧化裝置結(jié)構(gòu)

緩沖段

光氧化段

光催化氧化裝置結(jié)構(gòu)見圖2。

光催化氧化段

圖2光催化氧化裝置結(jié)構(gòu)圖

環(huán)境、影響人體健康，煙氣處理一直困擾著生產(chǎn)企業(yè)。目前，行業(yè)中瀝青煙氣處理方法多樣，效果也不盡相同，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況，如：生產(chǎn)產(chǎn)品類投資成型、工藝流程、場地面積、煙氣量、周邊環(huán)境、選擇合適的處理方法。本文介紹本、自身技術(shù)條件等，的光催化氧化處理煙氣技術(shù)可供同行參考。參考文獻：

[1]張仁熙，侯健，侯惠奇.等離子體技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用

（上）[J].上?；ぃ?000（20）：4-5.

如圖2所示，氣體