项目编号	A10-2022-J005
项目名称	化工行业挥发性有机废气多级耦合关键高效控制技术与应用
候选单位	中国矿业大学（北京） 河北科技大学 北京市门头沟区生态环境局
候选人	竹涛 段二红 王宝冬 王建兵 张学里 王志垚 于妍 边文璟 韩一伟 金梦野
项目简介	化工行业作为挥发性有机废气（VOCs）主要排放源，年排放量接近全国总排放量1/3，且排放VOCs组成复杂、浓度波动大、难治理。传统VOCs降解技术处理污染物较为单一，并伴有臭氧等二次污染物产生，难以满足不同化工行业应用需求。该项目针对化工行业VOCs排放风量大、浓度低、难治理等问题，进行了长期产学研合作研究，针对不同化工行业应用场景，率先提出有价组分高效回收、有害组分无害化降解这一技术思路，首次构建了化工行业VOCs多级耦合关键控制技术体系，建立了高效、低成本的无害化降解VOCs装备及工业应用体系，并实现了大规模工业化应用，具有重要的科学价值与工程意义。 基于理论-工艺-设备一体化，本项目在化工行业VOCs低成本高效无害化降解方面取得如下成果：（1）新型吸附材料制备及VOCs有价组分回收工艺研究。采用多种改性方式对海泡石孔隙结构进行定向调控，利用不同孔结构海泡石对VOCs的吸附效果，建立了孔结构与VOCs吸附量的构效关系，揭示了VOCs有价组分吸附/解析机理，开发了化工VOCs有价组分高效回收技术；（2）高效抗烧结双金属催化材料的制备。率先提出了耐热组分半包裹活性金属催化剂抗烧结老化新工艺，利用双金属界面协同作用有效阻止了活性金属颗粒烧结团聚，实现了该催化剂对化工VOCs的高效稳定催化，建立了生产线并进入量产阶段；（3）非平衡态高能离子高效发生模块及纳米催化材料协同降解VOCs技术研发。首次开发出高密度、大能量、低功耗的非平衡态高能离子发生模块。通过将高温稳定的纳米金属与高介电常数材料结合，攻克了非平衡态高能离子能耗高、生成副产物的难题，实现了非平衡态高能离子的强化功能和纳米催化效果；（4）准分子光源协同降解VOCs技术研发。首次提出双/三管式准分子灯设计理念，利用不同气体激发产生紫外波长差异，开发出对化工VOCs具有高降解效率的准分子光源，深度分析准分子灯光解VOCs降解机理；（5）首次提出化工行业VOCs多级耦合关键高效控制技术与应用。首次构建高效、低成本的VOCs无害化降解装备及工业应用体系，揭示了多级耦合工艺中多单元组合参数与系统效能的影响机制，实现低成本下VOCs的高效降解并实施规模化示范应用。 该技术成果已于2015-2021年分别于北京、江苏、河北等多家企业建立11项示范工程。经第三方监测表明该工艺可以实现对化工行业VOCs的高效控制，VOCs降解率可达96%以上，且设备能耗低，适合规模化应用。该工艺已产生经济效益43670余万元，社会和环境效益显著，应用前景广阔。
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