改性活性炭吸附含水氣的甲苯廢氣的性能分析

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1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論1.1研究背景1.1.1VOCs概述揮發(fā)性有機(jī)物（Volatileoganiccompounds，簡稱VOCs）是一類有機(jī)化合物的[1]統(tǒng)稱，在常溫下它們的蒸發(fā)速率大，易揮發(fā)。按照世界衛(wèi)生組織（WHO）的定義，揮發(fā)性有機(jī)物是指沸點(diǎn)在50~260℃之間，室溫下飽和蒸氣壓超過133.3Pa，以蒸氣形式存在于空氣中的一大類有機(jī)物，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步分為烷類、芳烴類、烯烴類、鹵代烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物等8類，其中至少有十幾種被列入美國國家環(huán)保局（EPA）及我國國家環(huán)境保護(hù)總局確定的優(yōu)先監(jiān)測污染物目錄，在非工業(yè)性室內(nèi)環(huán)境中可以看到50~130種揮發(fā)性

2、有機(jī)化合物，它們都以微量[2-3]或痕量水平出現(xiàn)。目前，VOCs已經(jīng)成為危害我國大氣環(huán)境的主要污染物之一。2010年5月，國務(wù)院辦公廳正式從國家層面上提出了加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)污染物防治工作的要求，[4]將VOCs和SO2、NOx及顆粒物一起列為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)控重點(diǎn)污染物。1.1.2VOCs的來源[5][6]VOCs的來源可分為工業(yè)來源與日常生活來源。工業(yè)生產(chǎn)是VOCs的主要來源，工業(yè)固定源VOCs廢氣排放會極大的影響到排放源周邊局部環(huán)境的大氣質(zhì)量，具有強(qiáng)度大、濃度高、成分復(fù)雜、持續(xù)時間長等特點(diǎn)。在我國，有非常多的行業(yè)都涉及到VOCs廢氣的排放，貢獻(xiàn)率最大的行業(yè)主要包括合成材料生產(chǎn)、裝

3、備制造業(yè)涂裝、煉油與石化、化學(xué)化工、包裝印刷、半導(dǎo)體及電子設(shè)備制造、醫(yī)藥化工、塑料/橡膠制品生產(chǎn)、人造革板、服裝干洗、焦炭生產(chǎn)、食品飲料生產(chǎn)、木材加工、紡織印染等。在工業(yè)排放中，最常見的VOCs污染物為鹵代烴與三苯（苯、甲苯及二甲苯），這兩類物質(zhì)都具有高毒性。對工業(yè)廢氣進(jìn)行治理的重要性不言而喻，但技術(shù)難度大且經(jīng)濟(jì)成本高，這主要是由于廢氣的成分復(fù)雜，通常含有多種不同類型且性質(zhì)各異的污染物，此外行業(yè)的差別以及同行業(yè)不同工藝條件的差別也會使廢氣的組成呈現(xiàn)出很大的不同，典型的如化學(xué)化工、制藥等行業(yè)的廢氣往往溫度很高，而噴涂行業(yè)的廢氣則是濕度很大。日常生活中會產(chǎn)生VOCs的環(huán)節(jié)主要包括建筑裝修

4、材料、生活日用品、汽車1西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文尾氣排放、燃料燃燒以及人體自身的新陳代謝（尤其是抽煙）等。裝飾裝修材料的原料（如木材、石材等）本身向外釋放VOCs，向其內(nèi)添加的多種有機(jī)化合物（如[7]油漆、涂料、膠黏劑、防腐劑等）也會在常溫下向室內(nèi)釋放有機(jī)污染物，Wieslander等研究表明在使用油漆進(jìn)行裝飾裝修的住宅中，脂肪烴(C8~C11)、TXIB(苯、甲苯、[8]乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯)與甲醛的濃度都明顯升高；Brown等對辦公家具進(jìn)行VOCs含量的測量，結(jié)果表明，層壓板釋放的VOCs最多，粒子板次之，而中[9]密度纖維板釋放的VOCs較少；1998年美國環(huán)保署(EPA

5、)調(diào)查表明，使用新地毯是使室內(nèi)VOCs增加的主要因素；ElkeJD等在床墊灰塵中檢測到許多VOCs，如[10][11]3-甲基丁烷-1-酚等。汽車燃料燃燒排放的尾氣中含有烷烴與烷基苯；石油及其燃燒產(chǎn)物是室內(nèi)空氣中VOCs的又一主要來源，Pandit等在使用煤油爐的廚房內(nèi)[12]檢測到正己烷、苯、庚烷、甲苯、間二甲苯、對二甲苯和癸烷等物質(zhì)。孫永梅[13]等在香煙煙霧中檢測出78種VOCs，主要是低分子有機(jī)化合物；梁宏等針對人體自身新陳代謝產(chǎn)生VOCs進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，結(jié)果表明4名接受試驗(yàn)的人員的汗液中存在9種未在其所處室內(nèi)空氣中檢測到的有機(jī)化合物，在離開該密閉房間后[14]有機(jī)物的種類增加

6、至23種；FenskeJD等對人體呼出氣體進(jìn)行VOCs的檢測，結(jié)果表明其中含有橡膠基質(zhì)、丙酮、乙醛、甲醛與其他醛類等物質(zhì)，微生物也會[15]產(chǎn)生很多種有機(jī)化合物。除此之外，火災(zāi)也會引起空氣中VOCs濃度的增加，Austin等測定在建筑物著火時會產(chǎn)生大量VOCs，其中含量較大的有15種，包括二甲苯、甲苯、乙苯、苯、丙烯、丙烷、丙烯、1,2-丁二烯、萘、苯乙烯、環(huán)戊烯、[16]2-甲基丁烷、1-甲基環(huán)戊烯、異丙基苯和1-丁烯-2-甲基丙烯等，除此之外還有[17]一部分有機(jī)化合物來自于地面水體的揮發(fā)。1.1.3VOCs的危害VOCs的危害主要表現(xiàn)在對環(huán)境的危害與對人體的毒害作用上，對環(huán)境產(chǎn)生

7、危害主要是由于很多VOCs是PM2.5的前驅(qū)物質(zhì)，易導(dǎo)致霧霾天氣的發(fā)生，且VOCs可以生成光化學(xué)煙霧，導(dǎo)致光化學(xué)污染，破壞臭氧層。有機(jī)化合物對人體毒害作用很大，長期暴露于含VOCs的環(huán)境中會導(dǎo)致人體聽覺、視覺等感知能力的衰退，時間長者會產(chǎn)生記憶混淆迷亂，嚴(yán)重者有可能會造成精神方面的疾?。ㄈ鐝?qiáng)迫、偏激、抑郁、狂躁等）與運(yùn)動功能的退化（如肢體不協(xié)調(diào)、震顫、握力減弱等）。不同種類有機(jī)物對人體的危害也不相同，已有研究表明，與低濃度苯接觸可能導(dǎo)致血相改變