陈英文挥发性有机废气VOCs稀土基催化燃烧催化剂与应用

挥发性有机废气(VOCs)稀土基催化燃烧催化剂与应用南京工业大学南京盈博环保科技有限公司2018.31汇报目录2一、产业背景二、技术成果三、负载型稀土基催化剂四、科技型公司介绍五、工程应用案例六、可见光光催化一、产业背景环境监测角度：指以氢火焰离子检测器监测出的非甲烷烃类的总称。StylishDesign沸点饱和蒸气压常压下高蒸汽沸点低于250℃有机化合物室温下（25℃）饱和蒸气压超过133.32Pa气态分子形态逸散到空气中有机化合物VOCs挥发性有机化合物，简称VOCs一、产业背景一、产业背景3行业典型VOCs凹板印刷乙酸乙酯（64%）、异丙醇（14%）制鞋丙酮（27%）、丁酮（29%）、乙酸乙酯（20%）、苯、甲苯家具喷涂芳香烃（61%）、乙酸乙酯（16%）、乙酸丁酯（10%）金属表面喷涂芳香烃（52%）、丁酮（5%）、乙酸乙酯（5%）石油炼制正己烷（10%）、环己烷（13%）、乙烯（7%）、苯（8%）化工区苯（27%）、正己烷（10%）、乙烯（8%）炼焦过程乙烷（32%）、丙烷（7%）、乙烯（13%）、丙烯（10%）汽车塑料配件制造乙酸丁酯（25%-50%）、甲苯（10%-20%）汽车喷涂苯、甲苯、乙苯、邻-二甲苯涂料、油墨、颜料等制造正己烷、丙酮塑料人造革及合成革制造丙酮基础化学原料制造乙烷、丙烷、正丁烷建筑涂料丙烷、间，邻-对二甲苯家具制造间，邻-对二甲苯工艺表面涂层丙酮、间，邻-对二甲苯面广难以集中排放量达3000万吨/年工业、农业居家愈三千多种化合物“三致”效应产生面源广种类多毒性大发散性强产生量大“先进技术抢得先机”政府行动迅速，高压政策密集“十三五”大气污染治理重中之重一、产业背景行业起步晚技术成熟度低工艺不完善难度大、投入高2014年12月《石化行业挥发性有机物综合整治方案》2016年1月《大气污染防治法》2014年3月石油化工、炼制行业等十二个行业的VOCs排放新标准2015年6月《挥发性有机物排污收费试点办法》2013年9月《大气污染防治行动计划》“气十条”一、产业背景标准名称标准编号发布时间实施时间石油化学工业污染物排放标准GB31571-20152015-04-162015-07-01石油炼制工业污染物排放标准GB31570-20152015-04-162015-07-01合成树脂工业污染物排放标准GB31572-20152015-04-162015-07-01电池工业污染物排放标准GB30484-20132013-12-272014-03-01轧钢工业大气污染物排放标准GB28665-20122012-06-272012-10-01炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-20122012-06-272012-10-01橡胶制品工业污染物排放标准GB27632-20112011-10-272012-01-01国家标准一、产业背景标准名称标准编号发布时间实施时间上海市大气污染物综合排放标准DB31/933—20152015-11-302015-12-01上海市船舶工业大气污染物排放标准DB31/934—20152015-11-302015-12-01上海市涂料、油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准DB31/881—20152015-03-172015-05-01上海市印刷业大气污染物排放标准DB31/872—20152015-02-162015-03-01北京市汽车整车制造业（涂装工序）大气污染物排放标准DB11/1227—20152015-08-182015-09-01北京市汽车维修业大气污染物排放标准DB11/1228—20152015-08-182015-09-01北京市工业涂装工序大气污染物排放标准DB11/1226—20152015-08-182015-09-01北京市印刷业挥发性有机物排放标准DB11/1201—20152015-05-132015-07-01北京市炼油与石油化学工业大气污染物排放标准DB11/447—20152015-05-132015-07-01地方标准一、产业背景标准名称标准编号发布时间实施时间北京市木质家具制造业大气污染物排放标准DB11/1202—20152015-05-132015-07-01山东省钢铁工业污染物排放标准DB37/990—20132013-05-242013-09-01山东省挥发性有机物排放标准DB37/2801.1－20162016-07-062017-01-01江苏省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机物排放标准DB32/2862—20162016-01-012016-02-01广东省集装箱制造业挥发性有机物排放标准DB44/1837—20162016-3-222016-7-1地方标准一、产业背景VOCs常用治理技术一、产业背景4序号方法效率%优点缺点1吸附法80~90效率高，吸附剂可循环使用吸附床易堵塞，吸附量有限，2吸收法90~98设备简单，易操作运行费用高，吸收液需二次处理3冷凝法70~85资源回收再利用操作条件苛刻，运行费用高4膜分离技术90~96资源回收再利用投资费用大，膜清洗难度大5直接燃烧法95~99效率高，回收热能二次污染，运行费用高6催化燃烧法90~98效率高，能耗低催化剂价格高，寿命有限7光催化氧化80~90操作方便，安全性高效率低，反应速率低8生物降解60~95投资费用低体积庞大，处理周期长一、产业背景直接燃烧催化燃烧RTOCO，RCO燃烧温度高净化效率高投资成本高燃烧温度低净化效率高投资成本低更适合中国VOC废气治理技术核心催化剂燃烧法“严格的排放标准”是VOC治理主流技术Pt、Pd、Au过渡金属、稀土、稀有金属氧化物复合金属氧化物贵金属非贵金属催化剂固溶体、钙钛矿尖晶石一、产业背景镧、铈稀土金属复合型催化剂先进材料制备方法提高活性更强耐温性一、产业背景“中国制造2025”稀土高附加值利用产业链氧储放能力活性氧迁移速率绿色、高效、廉价稀土基催化剂二、技术成果基础条件技术研发分析仪器生产基地工业催化剂生产线产品已进入市场南京工业大学研发团队南京工业大学材料化学国家重点实验室先进分析测试平台，总价近2亿元。二、技术成果X射线衍射仪（美国）-170-1650oC热重分析仪（德国）核磁共振（瑞士）傅里叶变换红外光谱仪（美国）透射电子显微镜（日本）测孔仪（美国）材料化学工程国家重点实验室分析测试平台15二、技术成果三、负载型稀土基催化剂烘干焙烧14测试再优化、设计特色技术一：稀土（Ce，La）为基材的催化剂新体系536534532530528526Intensity/a.u.BindingEnergy/eVO1sOⅡOⅠOⅢXPS（X射线光电子能谱）稀土发挥重要助催化作用三、负载型稀土基催化剂铈基固溶体镧系钙钛矿特色技术二：基于微结构调控的稀土材料制备新工艺多孔骨架结构层纳米颗粒分散生长位阻效应定向结合三、负载型稀土基催化剂活性前躯体涂覆活性氧化物成型形成面向行业的稀土基催化剂M-C型、M-C-C型、L-M-C型、N-M-C型、P/M-C型催化剂三、负载型稀土基催化剂温度150～400℃，体积空速15000~20000h-1，VOCs去除率达97%以上。催化剂寿命大于8500h，且载体可再生重复使用。《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范（HJ202702013）》废气流凹板印刷制鞋家具喷涂金属表面喷涂汽车塑料配件汽车喷涂塑料人造革及合成革建筑涂料家具制造工艺表面涂层三、负载型稀土基催化剂M-CM-C-CN-M-C石油炼制化工区炼焦过程基础化学原料制造可推广应用行业烷烃、卤代烃、硫芳香烃(苯系物)、醛酮类、烯烃、醇类、酯类、酚类L-M-CP/M-C……正攻关行业C-C体系二氯甲烷、二氯乙烷废气！！！活性高，运行成本低寿命长，抗冲击性强使用范围广适用于大部分行业绿色，无“危废”可重复使用规模生产设备简单稀土基催化剂特点三、负载型稀土基催化剂四、公司介绍南京盈博环保科技有限公司南京盈博环保科技有限公司是一家致力于环保技术开发和应用、承接各类环境治理工程及成套设备加工的技术型企业。一、公司简介技术开发技术咨询及服务环保材料环保装备主营业务工艺设计工程施工主项：挥发性有机废气（VOCs）催化剂研发、销售；VOCs治理成套装备设计加工；VOCs治理工程承接。辅项：污水治理与土壤修复。技术支持教授2名副教授2名留欧美归国人员,博士,4人硕士5人核心研发团队南京工业大学总经理销售总监财务总监工程总监行政和人事总监生产制造总监市场战略产品经理销售技术服务会计财务分析人事行政设计施工生产管理质量管理出纳E&HS研发&技术总监催化剂测试表征工艺技术包专利申请二、公司框架与南京工业大学建立长期的产学研合作关系。三、公司特色技术催化新材料稀土基催化燃烧催化剂成套装备催化燃烧成套装置工艺组合催化燃烧吸附-催化燃烧稀土主催化提升产业附加值高效热量回收降低能耗过程优化集成高效01已经形成稳定的、研发能力超强的技术团队02已形成销售的产品，仍具备再衍生提高的技术能力03已经形成生产一代，储备一代，研发一代的新格局04初步完善研发、生产、销售团队南京盈博环保科技有限公司于2017年5月成立，依托于南京工业大学，已拥有了良好的技术基础和成熟产品，也形成了高水平稳定的学术团队，具有新一代产品的研发能力和竞一定市场争力。四、公司发展规划2017-2020年形成成熟的销售队伍，占有稳定的市场份额2017-2020年2017-2019年拓展专有技术，如吸收、吸附、等离子、光催化等的开发、引进，发展为综合型VOCs治理高技术产业公司进一步加强与国外大公司交流合作，提升国际影响力。四、公司发展规划五、工程应用案例五、工程应用案例案例一：废气基本参数：（1）废气成分：甲苯、二甲苯、甲醇、酯类等（2）气量：15000m3/h（3）温度：50C左右参数指标总风量15000m3/h催化装置风量1000m3/h污染物浓度~3000mg/m3设计空速20000h-1燃烧温度＜350℃催化剂尺寸100×100×40mm催化效率＞97%五、工程应用案例案例二：基本参数如下：（1）尾气组成：苯、甲苯、二甲苯、甲醇、丙酮等有机废气（2）尾气中废气浓度：﹤200mg/m3（3）尾气温度：0～50C（基本为常温）参数指标总风量65000m3/h催化装置风量3000m3/h浓度~3500mg/m3设计空速20000h-1燃烧温度＜350℃催化剂尺寸100×100×40mm催化效率＞97%案例三：有机气体催化净化装置额定风量为3000m3/h气体介质：三苯、酸、酮等体积空速为15000h-1,催化剂填装量为0.2m3气体浓度小于6000mg/m3六、可见光光催化剂光催化TiO2对光能的利用率低粉末状TiO2难以分离、回收和再生利用对污染物的降解效率慢负载型光催化剂以玻璃纤维为载体，通过对TiO2的改性以及固定化，制备出一种光催化性能好、比表面积大、可以利用可见光作为光源负载型复合光催化剂。六、可见光光催化剂GFZT/GF0.2ZT0.2•ZT/GF样品呈薄膜状，分散性更好，增加了活性部位和污染物之间的接触面积。SEM电镜扫描GF负载型催化剂六、可见光光催化剂比表面积和孔径分布六、可见光光催化剂XRD、FTIR-OHH2O六、可见光光催化剂UV-vis图谱光催化剂的吸收边缘延伸了约390-430nm的可见光波长，发生了红移现象，提高了催化活性六、可见光光催化剂光催化降解甲醛六、可见光光催化剂谢谢！联系人：陈英文南京工业大学[e-mail]