廢氣處理設(shè)備——UV光解
許多朋友經(jīng)常問我光解與光催化是同一種廢氣處理設(shè)備嗎?今天小編來為您簡單介紹一下,首先光解與光催化兩種不同的處理技術(shù)。光解我們有又稱為UV光解主要是利用波長為185nm的光波,使O?結(jié)和產(chǎn)生臭氧,對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分解。而光催化是利用一定波長的光波照射TIO?產(chǎn)生自由基?OH等,再由這個具有強(qiáng)氧化性的自由基去降解揮發(fā)性有機(jī)物。
1、光解技術(shù)的原理
光解是利用UV紫外光的能量使空氣中的分子變成游離氧,游離氧再與氧分子結(jié)合,生成氧化能力更強(qiáng)的臭氧。近而破壞VOCs中的有機(jī)或無機(jī)高分子化合物分子鏈,使之變成低分子化合物,如CO?、H?O等。
由于UV紫外光的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般有機(jī)化合物的結(jié)合能,因此,采用紫外光照射有機(jī)物,可以將它們降解為小分子物質(zhì)。
主要有機(jī)化合物分子結(jié)合能見表9-1。
表9-1主要有機(jī)化合物分子結(jié)合能
分子鍵 |
結(jié)合能(KJ/mol) |
分子鍵 |
結(jié)合能(KJ/mol) |
H-H |
432.6 |
C-H |
413.6 |
C-C |
347.6 |
C-O |
351.6 |
C=C |
607.0 |
C=O |
742.2 |
由表9-1可知,大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)合能比高效紫外線的光子能低,能被有效分解。以苯分子的光解機(jī)理為例,苯(C6H6)是最簡單的芳香烴,常溫下為一種無色、有甜味的透明液體,并具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,也可用作有機(jī)溶劑,苯分子鍵結(jié)合能150kJ/mol。用高能紫外線647k/tool的分解力去裂解苯分子鍵結(jié)合能150kJ/mol。苯環(huán)將被輕易打開,形成離子狀態(tài)的C-C+和H-H+日-并極易分別與臭氧發(fā)生氧化反應(yīng),將苯分子最終裂解氧化生成CO2和H2O,因此,可以經(jīng)過紫外光的照射,將污染物轉(zhuǎn)化成簡單的CO2和H2O(表9-2)。
2.UV光解工藝流程
(1)水系設(shè)置水洗系統(tǒng)的目的主要是為了對廢氣進(jìn)行預(yù)處理,其中包括除去粉塵和酸性氣體,并進(jìn)行庫溫處理等。
水洗裝置主要分為霧化區(qū)、洗漲區(qū)、脫水除霧區(qū)、等化區(qū)布有多組霧化頭,噴射面覆籃整個過濾面,噴射液滴較小,和雜質(zhì)的接觸性能好,起預(yù)過濾作用、去除雜質(zhì)的同時對后的洗區(qū)也起了補(bǔ)充布水的作用:酸性氣體等暴溶于水的氣體、在洗添區(qū)在多次通過液膜的過程中去除,起到高效過濾的作用;而后有機(jī)皮氣再經(jīng)水洗裝置的脫水除霧區(qū)去除體積較大的液滴或水霧、再進(jìn)入后續(xù)的廢氣處理凈化裝置。
對廢氣降溫的目的,主要是預(yù)先除去一部分高沸點(diǎn)的VOCs,這一點(diǎn)在采用光解法處理餐廚油煙時作用特別顯著。
除此之外,在排氣濃度和氣量不穩(wěn)定的場合,還需設(shè)置廢氣緩沖裝置,以獲得穩(wěn)定的廢氣流量和濃度,便于光解裝置的正常工作。
(2)凈化系統(tǒng)光解凈化系統(tǒng)的設(shè)計比較簡單,一般情況下,當(dāng)廢氣的種類和濃度確定之后,主要任務(wù)是選擇合適的紫外光能,一般情況下,對于大部分VOCs來說,當(dāng)其濃度在200μL/L左右時,選擇7kW左右的紫外光基本可以滿足要求。
3.光解技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用
在實(shí)際應(yīng)用中,為了達(dá)到更好的處理效果,往往會采用UV光解技術(shù)與光催化技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的方法,稱作光解催化氧化技術(shù)。這就是人們往往會把光解與光催化相混滑的原因。實(shí)際上,光催化反應(yīng)只是在光解技術(shù)中加入了催化劑,從而更加增強(qiáng)了對VOCs的氧化能力。有時候,光解技術(shù)還與其他技術(shù),如吸附等聯(lián)合應(yīng)用,使它們能夠處理較高濃度的VOCs。
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