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UV光氧催化设备技术原理

2020-07-30

(1) 废气浓度的影响:UV光催化处理VOC适用于喷涂车间、印刷、电子、制药、食品等行业产生的低浓度有机废气。当浓度低于20-200ppm时,效果好。随着VOCs浓度的增加,降解效率也会降低。

(2) 低相对湿度的影响:在一定湿度条件下,氧气吸收了大部分185nm的紫外线,但随着湿度的进一步增加,水蒸气与氧气竞争,吸收185nm紫外线,水蒸气吸收更多185nm紫外线,产生更多的羟基自由基。水蒸气与活性氧反应生成羟基自由基。羟基自由基的氧化作用强于臭氧和活性氧,光解速率明显加快,单位时间废气去除率的提高。试验证明相对湿度为30-。在65%范围内,光解效率提高,但当相对湿度大于70%时,光解效率逐渐降低。

(3) 风速的影响:大量实验证明,风速越大,蒸汽进出口湿度差越小。羟自由基产生的价值。因此,在低风速条件下,羟基自由基对VOC的贡献很大,但在高风速下,羟基自由基对VOC降解的影响非常有限。风速也会影响紫外线灯的表面温度。灯的表面温度直接关系到紫外线灯的发光效率。当灯的表面温度高于一定值时,其发光效率将直接受到影响。在设备试验中,风速小于2m/s时响应效果较好,在一定的设备空间内,风速同时会影响停留时间。一般情况下,停留时间增加,废气去除效率显著提高。其原因是停留时间增加,185nm紫外光与有机物的碰撞次数须增加。当停留时间达到10s时,如果延长停留时间,废气的降解效率不会明显提高。尤其在低浓度下,延长停留时间不能提高废气的去除效率。

紫外光催化净化的原理主要由光解技术和光催化氧化技术组成。

光解技术利用185nm短波紫外光分解废气分子,使分子链断裂。同时,空气中的水和氧被光解生成羟基自由基。臭氧和其他氧化剂用于氧化和去除VOC。光催化氧化技术是将纳米活性材料加入设备中,在紫外光的作用下产生更强的催化降解功能。TiO2催化剂因其价格低廉、来源广、紫外吸收高、耐光腐蚀稳定性高、催化活性高等优点,对多种有机物具有很强的吸附能力,已成为各种实验研究中常用的光催化剂。

光催化反应的主要问题是催化剂失活、动力学常数低、反应机理不可预测。同时,湿度对光催化速率有一定的抑制作用,特别是在有机废气浓度较高时。显然。因此,限制了光催化技术在高湿度废气处理中的应用。由于纳米材料对有机物的氧化作用、纳米材料和粘合剂的抗光催化性能、载体的催化活性和膜的牢固性仍然是光催化技术的关键技术问题。

臭氧和甲苯在自然状态下没有化学反应。臭氧和真空紫外可降解甲苯。254nm的紫外线可以臭氧产生氧自由基,氧自由基可以氧化废气分子。空气中的臭氧和水蒸气在真空紫外条件下能产生羟基自由基,羟基自由基能氧化甲苯。

以风量为10000 m3/h、甲苯200mg/m3的废气为例,为了达到60%以上的降解率,所需的光降解部分为40(150W双频),光催化部分配置在40(150W单波段紫外光灯)的3-4平方米光催化网络中,总功率为12千瓦。


光氧催化设备


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