【摘 要】
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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
【机 构】
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西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055;教育部西北水资源与环境生态重点实验室,西安710055;陕西省环境工程重点实验室,西安710
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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.
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