當前工業(yè)廢氣處理設(shè)備自動化程度低,工業(yè)廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測也還有漏洞,效果評估都不太理想.為適應(yīng)國際產(chǎn)業(yè)競爭需要,大力發(fā)展智能化的揮發(fā)性有機廢氣處理設(shè)備,采用新技術(shù),是打破發(fā)達國家技術(shù)貿(mào)易壟斷,提升我國廢氣處理裝備和技術(shù)核心競爭力的重要基礎(chǔ).

    通過一年多的設(shè)備改進和實驗室試驗,我們主要從影響UV光催化治理VOCs效率的幾個主要因素UV波長,、起始溫度、初始濃度,、相對濕度,、停留時間,、反應(yīng)介質(zhì)等進行研究,找到較佳反應(yīng)效率和較低能耗.

    (1)廢氣濃度的影響:UV光催化治理VOCs適合的應(yīng)用范圍主要包括噴涂車間、印刷,、電子,、食品等行業(yè)產(chǎn)生的低濃度有機廢氣,對于20--200PPM以下的濃度效果較好,隨著VOCs濃度增高,降解效率也會隨之降低.目前廣泛采用的是185nm和254nm兩個波段的真空紫外燈,這是由于真空紫外燈發(fā)射的紫外線能量強度有限,單位時間內(nèi)光解能量不足,效率下降.所以單純地增加燈管的數(shù)量是無法解決高濃度有機氣體問題,紫外光解技術(shù)不適合中高濃度VOCs氣體.

    (2)相對濕度低的影響:對于一定的濕度條件下,氧氣吸收了大部分185nm紫外光,但是隨著濕度的進一步增加,一部分是水蒸氣與氧氣競爭吸收185nm波長的紫外光,水蒸氣吸收了更多的185nm紫外光,同時產(chǎn)生更多經(jīng)基自由基.水蒸氣與活性氧反應(yīng)生成經(jīng)基自由基,經(jīng)基自由基的氧化性要強于臭氧和活性氧,從而光解的速度明顯加快,促進單位時間內(nèi)對于廢氣去除率的增加,試驗證明相對濕度在30%~65%這個范圍,光解效率是上升的,相對濕度超過70%后隨之逐漸下降.

    (3)風速和濕度差的影響:大量實驗證明風速越大,水蒸氣進出口的濕度差越小,這也就是說風速越大,經(jīng)基自由基產(chǎn)生量的值也會越少.因此在風速小的工況下,經(jīng)基自由基對揮發(fā)性有機物VOCs的貢獻大,風速大的工況下,經(jīng)基自由基對有機物降解的作用就會變得十分有限.在設(shè)備測試中,風速在低于2m/s的時候,反應(yīng)效果好,大于6m/s的時候,水蒸氣進出口的濕度差非常小,光催化效率極低.在一定的設(shè)備空間內(nèi),風速同時影響了停留時間,一般停留時間增加,廢氣的去除效率有明顯增高.原因是停留時間增加,185nm紫外光和有機物碰撞次數(shù)一定增加.當停留時間達到10s后,延長停留時間,廢氣的降解效率增加并不明顯.所以在低濃度下,延長停留時間并不能等效的增加廢氣去除效率.

    (4)光源的選擇和影響:目前,一般選擇185nm和254nm兩個波段的真空紫外燈,市場上的UV燈管質(zhì)量良蕎不齊,真空紫外設(shè)備進口的風速影響了紫外燈的燈管表面溫度,燈管表面溫度與紫外燈的發(fā)光效率有直接關(guān)系,燈表溫高于某一數(shù)值時會直接影響其發(fā)光效率.風速增大,臭氧濃度降低,臭氧產(chǎn)生量沒有明顯變化,說明在3m/s時真空紫外已經(jīng)被空氣中氧氣充分吸收,增大空氣進氣量,燈管自身產(chǎn)生的臭氧量沒有明顯增加.臭氧與甲苯在自然狀態(tài)下是不發(fā)生化學反應(yīng)的.臭氧協(xié)同真空紫外光對很多有機廢氣是有降解效果的.254nm的紫外光可以促進臭氧產(chǎn)生氧自由基,從而氧化廢氣分子,臭氧在真空紫外條件下與空氣中的水蒸氣可產(chǎn)生經(jīng)基自由基,經(jīng)基自由基可氧化甲苯等廢氣.

    (5)合理的設(shè)備空間布局和結(jié)構(gòu):對于凈化設(shè)備的制造也有一些問題要注意,目前UV光催化治理VOCs設(shè)備的自動化程度低,基本還沒有自動檢測和監(jiān)控功能,所以對產(chǎn)品的整體效果不能夠進行有效的效率評估.要合理地處理好催化劑的布置、數(shù)量,要準確處理好透光性和氣體的流速,要進行合理的能量匹配和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,否則,很多設(shè)備的有效去除率是遠遠不夠的.

    UV光催化氧化是在一定波長的紫外燈光照下,利用催化劑的光催化特性,使通過其表面的廢氣分子發(fā)生氧化還原反應(yīng),然后將高分子有機物氧化成CO2,H2O及-無機小分子物質(zhì).利用UV光束照射有機廢氣,裂解廢氣中的甲醛,、苯,、甲苯、二甲苯等的高分子鏈,使有機或無機高分子化合物分子鏈,在UV紫外線光束照射下,分解空氣中的氧分子產(chǎn)生出游離氧,因游離氧所攜帶正負電子呈不平衡狀態(tài),容易與氧分子結(jié)合,進而產(chǎn)生臭氧,臭氧對廢氣分子具有極強的氧化作用,因此對揮發(fā)性的有機氣體VOCs都有極強的處理效果.廢氣氣體分子由引風機引人光催化區(qū),大體要經(jīng)歷電子轟擊,、強氧化劑-OH的氧化,、紫外線光解、臭氧氧化,、電子轟擊,、正氧離子氧化等一系列的裂解和氧化過程,如果空間布局合理,污染物依次經(jīng)過光觸媒催化區(qū)、無極燈光解區(qū),、光觸媒催化區(qū),、氧化區(qū),設(shè)計停留時間超過3s以上,適當增加催化劑的比表面積,發(fā)揮均布導流的結(jié)構(gòu),在有限的空間較大限度保證空間上和紫外線的充分接觸,增加和提高活性粒子和廢氣污染物的接觸機會和時間.它廣泛應(yīng)用于噴涂、電子,、漆包線,、印刷、彩印皮革,、和城市污水站下水道等產(chǎn)生的有機廢氣凈化和脫臭處理.

    光解催化凈化設(shè)備主要由光解技術(shù)和催化氧化技術(shù)組合而成.催化氧化技術(shù)是在設(shè)備中添加納米級活性材料,在紫外光線的作用下,產(chǎn)生更為強烈的催化降解功能.由于作為催化劑的TiO2價格低廉,來源廣泛,對紫外光吸收率較高,抗光腐蝕性北學穩(wěn)定性和催化活性高,且沒有毒性,對很多有機物有較強的吸附作用,因而成為各類試驗研究中較常用的光催化劑.為了提高催化劑的活性和適應(yīng)不同類型的廢氣處理,也經(jīng)常添加一些貴金屬鉑,、把、釘和過渡族元素的氧化物以及稀土元素的氧化物等作為催化劑.貴金屬催化劑有很高的氧化活性和易回收等優(yōu)點,但是存在資源少,、價格昂貴和耐中毒性差等一些缺點,目前是世界各國采用的主要催化劑類型.復合氧化物雖可改善某些光催化性能,但氧化活性仍不及貴金屬.大多數(shù)揮發(fā)性的有機化合物在這種紫外光能和納米活性催化氧化的共同作用下,能在2--3s時間內(nèi)被充分降解,光解催化氧化技術(shù)對揮發(fā)性有機廢氣污染物具有較高的去除效率,具有如下特點:

    (1)廢氣凈化的徹底性:UV光觸媒是分解污染物而不是吸附污染物,發(fā)生的是質(zhì)變而不是量變,對污染物具有不可逆的分解;

    (2)廢氣分解的廣泛性:UV光催化氧化幾乎對所有的細菌,、病毒和有機污染物起到強效分解作用,特別是對人們不易感知的細菌和病毒進行徹底分解;

    (3)無二次污染:UV光催化氧化的然后產(chǎn)物是二氧化碳和水,對人體無害,不會產(chǎn)生類似消毒劑對環(huán)境產(chǎn)生的二次污染.

    光催化反應(yīng)面臨的問題主要有催化劑失活、反應(yīng)動力學常數(shù)較小,、不可預測的反應(yīng)機理等,同時濕度能抑制光催化速率,尤其是有機廢氣濃度較大時,這種影響更為明顯,因此-了光催化技術(shù)在處理濕度較大的廢氣方面的應(yīng)用.由于納米材料本身對有機物具有氧化作用,納米材料與粘結(jié)劑的耐光催化性,、載體的催化活性包括失活后的再生問題及膜的牢固性仍然是光催化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)難題.

    對于光催化的核心問題催化劑性能,需要采取一些新的措施,比如制備大孔徑、-表面積,、高抗沖擊性能且不影響催化活性的催化劑載體,改進廢氣凈化裝置的空間結(jié)構(gòu),拓展TiO2光催化劑薄膜的光照應(yīng)用范圍,進一步提高復合型催化劑性能,重點研制新型催化劑及如何防止催化劑的失活和中毒等.

     聯(lián)系方式查看公司介紹