微波輻射技術(shù)在廢氣治理中的應(yīng)用

    廢氣中除了SO2和NOx外，還有大量的N2、H2O、CO2和O2，Wojtowicz等認(rèn)為，微波是高頻電磁波，具有高能性，能激發(fā)和電離 N2、H2O、CO2和O2，形成各種活性基團(tuán)和自由電子，從而處理SO2和NOx 等污染物。與傳統(tǒng)方法相比，可以避免傳統(tǒng)方法的氧化產(chǎn)物對(duì)設(shè)備腐蝕性強(qiáng)、工藝復(fù)雜、處理成本較高等缺點(diǎn)。

    Tang等利用微波輻射法直接處理NO，以Fe/NaZSM-5作為催化劑，分別研究了反應(yīng)溫度、O2濃度、NO濃度、氣體流速和濕度等因素對(duì)處理效果的影響。結(jié)果表明，在微波場(chǎng)中，該催化劑對(duì)O2濃度具有較好的承載能力，70%以上的NO都能被還原為N2。Kataoka研究了微波輔助光催化氧化法（MWPCO）與單純光催化氧化法（PCO）處理乙烯的差別，2種方法的催化劑都是利用溶膠凝膠法制備的TiO2/ZrO2，在濕度為15%時(shí)，MWPCO法的氧化速率較PCO方法高26.9%。進(jìn)一步研究表明，微波輻射有利于去除催化劑表面的水分，提高處理效果。

    微波輻射在處理廢氣的同時(shí)，還能有效地收集廢氣中的有用物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)廢物資源化。Zhang等以MoS2/Al2O3為催化劑用微波輻射法處理SO2 氣體，產(chǎn)物為CO2和S，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硫的回收利用。他們還通過(guò)氧化鋁晶型的轉(zhuǎn)化驗(yàn)證了催化劑中“熱點(diǎn)”的存在，證明了在微波場(chǎng)中，催化劑表面的某些點(diǎn)位產(chǎn)生了所謂的“熱點(diǎn)”，這些“熱點(diǎn)”附近的溫度比較高，能夠氧化SO2氣體。

    活性炭能夠很好地吸收微波輻射能，微波輻射可使活性炭表面生成溫度很高的“熱點(diǎn)”，這些“熱點(diǎn)”能夠分解大多數(shù)有機(jī)物。Jou等用顆粒活性炭吸附三氯乙烯，吸附后的活性炭用微波輻照，進(jìn)行再生。檢測(cè)結(jié)果表明，所有的有機(jī)物均被氧化為CO2和HCl，活性炭表面某些點(diǎn)位的溫度高達(dá)1200～1800℃，活性炭床層有電弧出現(xiàn)。微波輻射還可以收集廢氣中的碳微粒，當(dāng)碳微粒積聚到一定程度時(shí)，可自動(dòng)燃燒，避免了人工收集的麻煩。