揮發(fā)性有機污染物催化反應過程與控制技術

目錄
叢書序
序
前言
第1章　緒論　1
1.1　揮發(fā)性有機物簡介　1
1.2　VOCs的危害　1
1.3　我國VOCs污染現(xiàn)狀　2
1.4　VOCs排放標準與政策　3
1.5　VOCs減排控制技術　10
1.6　催化反應過程與控制技術　14
參考文獻　14
第2章　重點行業(yè)VOCs排放特征與污染物組成　16
2.1　石油煉制　16
2.2　有機化工　19
2.3　涂料、油墨、黏合劑制造　21
2.3.1　涂料　21
2.3.2　油墨　25
2.3.3　膠黏劑　27
2.4　化學原料藥制造　29
2.5　橡膠制品　31
2.6　合成樹脂　34
2.7　表面涂裝　37
2.8　印刷業(yè)　42
2.9　制鞋業(yè)　45
2.10　電子制造　47
參考文獻　50
第3章　脂肪烴VOCs催化氧化反應行為與過程　54
3.1　烷烴催化氧化反應　54
3.1.1　乙烷催化氧化反應　54
3.1.2　丙烷催化氧化反應　58
3.1.3　丁烷催化氧化反應　65
3.1.4　正己烷催化氧化反應　67
3.1.5　烷烴催化氧化小結　69
3.1.6　烷烴催化氧化展望　70
3.2　烯烴催化氧化反應　71
參考文獻　72
第4章　芳香烴VOCs催化反應行為與過程　80
4.1　苯　80
4.1.1　貴金屬催化劑　80
4.1.2　金屬氧化物催化劑　91
4.1.3　稀土基氧化物催化劑　98
4.2　甲苯　109
4.2.1　貴金屬催化劑　109
4.2.2　過渡金屬氧化物催化劑　122
4.2.3　稀土氧化物催化劑　132
4.3　二甲苯　137
4.3.1　貴金屬催化劑　137
4.3.2　金屬氧化物催化劑　144
4.3.3　含稀土元素金屬氧化物催化劑　152
4.4　乙苯　159
4.4.1　貴金屬催化劑　159
4.4.2　過渡金屬氧化物催化劑　159
4.4.3　稀土氧化物催化劑　160
4.5　催化反應機理　162
4.5.1　Mars-van Krevelen機理　162
4.5.2　Eley-Rideal機理　169
4.5.3　Langmuir-Hinshelwood機理　171
4.5.4　混合氧化反應機理　174
4.6　總結與展望　176
參考文獻　177
第5章　醛酮類VOCs催化反應行為與過程　199
5.1　引言　199
5.2　甲醛催化氧化　199
5.2.1　貴金屬催化劑上甲醛催化氧化降解的研究　199
5.2.2　過渡金屬氧化物催化劑上甲醛催化氧化降解的研究　202
5.3　乙醛催化氧化　205
5.3.1　貴金屬催化劑上乙醛催化氧化　206
5.3.2　金屬氧化物催化劑上乙醛催化氧化　208
5.4　丙酮催化氧　化212
5.4.1　錳基復合金屬氧化物催化氧化丙酮　212
5.4.2　鈷基復合金屬氧化物催化氧化丙酮　214
5.4.3　鈰基氧化物催化氧化丙酮　216
5.4.4　沸石分子篩和改性柱撐黏土影響研究　216
5.4.5　貴金屬催化劑催化氧化丙酮　217
5.5　甲乙酮催化氧化　220
5.5.1　金屬氧化物上甲乙酮的催化氧化　220
5.5.2　負載型貴金屬催化劑催化氧化甲乙酮　222
5.6　總結與展望　224
5.6.1　總結　224
5.6.2　展望　224
參考文獻　225
第6章　醇酯類VOCs催化反應行為與過程　238
6.1　甲醇催化氧化　238
6.1.1　負載貴金屬催化劑催化氧化消除甲醇　238
6.1.2　金屬氧化物催化劑催化氧化消除甲醇　243
6.1.3　甲醇催化轉(zhuǎn)化制甲酸甲酯　244
6.2　乙醇催化氧化　246
6.2.1　負載Pt催化劑催化氧化消除乙醇　247
6.2.2　金屬氧化物催化劑催化氧化消除乙醇　247
6.2.3　乙醇催化轉(zhuǎn)化　251
6.3　異丙醇催化氧化　255
6.3.1　Au基催化劑催化氧化消除異丙醇　255
6.3.2　金屬氧化物催化劑催化氧化消除異丙醇　256
6.3.3　異丙醇催化轉(zhuǎn)化　257
6.4　乙酸乙酯催化氧化　260
6.4.1　負載貴金屬催化劑催化氧化消除乙酸乙酯　261
6.4.2　金屬氧化物催化劑催化氧化消除乙酸乙酯　263
6.5　乙酸丁酯催化氧化　269
6.6　總結與展望　271
參考文獻　271
第7章　含鹵素VOCs催化反應行為與過程　283
7.1　含氯揮發(fā)性有機物　284
7.1.1　氯代烷烴　286
7.1.2　氯代烯烴　291
7.1.3　氯代芳香烴　294
7.1.4　降解產(chǎn)物生成規(guī)律　299
7.1.5　副產(chǎn)物生成規(guī)律　303
7.1.6　副產(chǎn)物抑制策略　309
7.2　Cl-VOCs催化降解反應機理　312
7.2.1　Cl-VOCs催化降解機理　312
7.2.2　Cl-VOCs氯化反應機理　315
7.3　含溴揮發(fā)性有機物　320
7.3.1　溴甲烷來源　320
7.3.2　溴甲烷常見的處理方法　323
7.3.3　Br-VOCs催化燃燒　325
7.3.4　典型應用行業(yè)Br-VOCs催化燃燒　334
7.4　含氟揮發(fā)性有機物　337
7.4.1　F-VOCs催化燃燒降解　338
7.4.2　F-VOCs催化水解降解　339
7.5　總結與展望　342
參考文獻　344
第8章　含氮/硫VOCs催化反應行為與過程　365
8.1　含氮VOCs的催化反應行為與過程　365
8.1.1　典型含氮廢氣的催化降解過程　365
8.1.2　典型腈類揮發(fā)性有機物的催化降解　368
8.1.3　典型胺類揮發(fā)性有機物的催化降解　375
8.1.4　其他含氮揮發(fā)性有機物的催化降解　378
8.1.5　總結與展望　380
8.2　含硫VOCs的催化反應行為與過程　381
8.2.1　硫醇催化分解　382
8.2.2　硫醇催化氧化　389
8.2.3　硫醚催化分解　397
8.2.4　硫醚催化氧化　399
8.2.5　總結與展望　405
參考文獻　405
第9章　多組分VOCs催化反應行為與過程　412
9.1　多組分VOCs催化燃燒的反應原理　412
9.2　同種類VOCs混合的催化反應行為與過程　414
9.2.1　芳香烴類　414
9.2.2　鹵代烴類　415
9.2.3　醛/酮/酯類　417
9.2.4　小結　418
9.3　不同種類VOCs混合的催化反應行為與過程　419
9.3.1　芳香烴與烷烴/烯烴類　419
9.3.2　芳香烴與鹵代烴　421
9.3.3　芳香烴和醛/酮/酯類　422
9.3.4　鹵代烴和其他脂肪烴　425
9.4　多組分VOCs催化劑的選擇與設計　426
9.5　總結與展望　427
參考文獻　431
第10章　VOCs氧化整體式催化劑　434
10.1　整體式催化劑常用的制備方法　434
10.2　堇青石整體式催化劑　436
10.2.1　γ-Al2O3涂層的堇青石整體式催化劑　437
10.2.2　碳基材料涂層的堇青石整體式催化劑　438
10.2.3　金屬氧化物涂層的堇青石整體式催化劑　439
10.2.4　無涂層堇青石整體式催化劑　445
10.3　陶瓷膜整體式催化劑　448
10.4　陶瓷泡沫/陶瓷纖維整體式催化劑　449
10.5　金屬絲網(wǎng)整體式催化劑　450
10.5.1　不銹鋼絲網(wǎng)整體式催化劑　451
10.5.2　鋁絲網(wǎng)整體式催化劑　453
10.6　金屬纖維整體式催化劑　453
10.6.1　不銹鋼纖維整體式催化劑　453
10.6.2　FeCrAl合金整體式催化劑　455
10.7　金屬泡沫整體式催化劑　456
10.7.1　鎳泡沫整體式催化劑　457
10.7.2　鋁（鈦）泡沫整體式催化劑　457
10.8　VOCs催化氧化整體式反應器　458
10.9　總結與展望　461
參考文獻　461
第11章　VOCs催化氧化反應器結構和設計　469
11.1　VOCs催化氧化反應器總論　469
11.2　VOCs催化氧化反應床層結構和設計　471
11.2.1　規(guī)整催化劑基本構型和參數(shù)　471
11.2.2　規(guī)整催化劑床層反應效率　475
11.2.3　規(guī)整催化劑反應床層的傳質(zhì)　476
11.2.4　規(guī)整催化劑反應床層的壓力降　476
11.2.5　規(guī)整催化劑反應床層的傳熱　477
11.3　工業(yè)VOCs催化反應器的換熱型式　480
11.3.1　常見換熱器型式及特點　480
11.3.2　換熱器選用基本原則　481
11.3.3　管殼式換熱器結構和設計　482
11.3.4　翅片管式換熱器結構、流動與傳熱性能　489
11.3.5　板式換熱器結構和設計　491
11.3.6　蓄熱式換熱器結構和設計　493
11.3.7　運用現(xiàn)代設計工具進行換熱器設計　495
11.4　工業(yè)VOCs催化氧化反應器的加熱方式　496
11.4.1　常見的加熱方式　496
11.4.2　燃氣燃燒加熱爐結構和設計　496
11.4.3　電阻加熱爐結構和設計　497
11.4.4　感應加熱爐（電磁加熱）結構和設計　497
11.5　總結與展望　498
參考文獻　499
第12章　VOCs氧化協(xié)同控制技術　501
12.1　吸附濃縮-催化氧化VOCs　502
12.1.1　吸附濃縮-催化氧化技術簡介　502
12.1.2　固定床吸附濃縮-催化氧化　502
12.1.3　轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-催化燃燒VOCs　504
12.1.4　吸附劑選擇　506
12.1.5　催化劑選擇　507
12.2　等離子體-催化氧化VOCs　508
12.2.1　等離子體氧化VOCs　508
12.2.2　等離子體催化氧化VOCs　509
12.2.3　連續(xù)模式等離子體催化氧化VOCs　512
12.2.4　循環(huán)模式等離子體催化氧化VOCs　516
12.3　光熱協(xié)同催化氧化VOCs　522
12.3.1　光熱協(xié)同催化氧化技術介紹　522
12.3.2　光熱催化劑　523
12.3.3　光熱協(xié)同催化氧化機制　527
12.4　光解協(xié)同催化氧化VOCs技術　529
12.4.1　真空紫外光解VOCs技術　529
12.4.2　真空紫外光解-催化協(xié)同氧化VOCs技術　533
12.5　臭氧催化氧化VOCs技術　537
12.5.1　臭氧催化氧化技術介紹　537
12.5.2　臭氧催化氧化的機理　537
12.5.3　臭氧催化氧化常見催化劑　538
12.5.4　臭氧催化氧化VOCs的影響因素　541
12.6　液相吸收協(xié)同高級氧化技