微波辐射技术在废气治理中的应用

业主主要从事甾体类原料药、中间体以及破壁灵芝孢子粉胶囊等营养保健食品研发、生成与销售的生物医药企业。项目主要采用水喷淋、微波光氧化技术处理有机废气。

废气中除了SO2和NOx外，还有大量的N2、H2O、CO2和O2，微波是高频电磁波，具有高能性，能激发和电离N2、H2O、CO2和O2，形成各种活性基团和自由电子，从而处理SO2和NOx等污染物。与传统方法相比，可以避免传统方法的氧化产物对设备腐蚀性强、工艺复杂、处理成本较高等缺点。

利用微波辐射法直接处理NO，以Fe/NaZSM-5作为催化剂，分别研究了反应温度、O2浓度、NO浓度、气体流速和湿度等因素对处理效果的影响。结果表明，在微波场中，该催化剂对O2浓度具有较好的承载能力，70%以上的NO都能被还原为N2。研究了微波辅助光催化氧化法（MWdivCO）与单纯光催化氧化法（divCO）处理乙烯的差别，2种方法的催化剂都是利用溶胶凝胶法制备的TiO2/ZrO2，在湿度为15%时，MWdivCO法的氧化速率较divCO方法高26.9%。 进一步研究表明，微波辐射有利于去除催化剂表面的水分，提高处理效果。

微波辐射在处理废气的同时，还能有效地收集废气中的有用物质，实现废物资源化。以MoS2/Al2O3为催化剂用微波辐射法处理SO2气体，产物为CO2和S，实现了对硫的回收利用。他们还通过氧化铝晶型的转化验证了催化剂中“热点”的存在，证明了在微波场中，催化剂表面的某些点位产生了所谓的“热点”，这些“热点”附近的温度比较高，能够氧化SO2气体。

活性炭能够很好地吸收微波辐射能，微波辐射可使活性炭表面生成温度很高的“热点”，这些“热点”能够分解大多数有机物。用颗粒活性炭吸附三氯乙烯，吸附后的活性炭用微波辐照，进行再生。检测结果表明，所有的有机物均被氧化为CO2和HCl，活性炭表面某些点位的温度高达1200～1800℃，活性炭床层有电弧出现。微波辐射还可以收集废气中的碳微粒，当碳微粒积聚到一定程度时，可自动燃烧，避免了人工收集的麻烦。