UV光解VOCs治理技術(shù)
高能的光子為紫外線的光子,通常分為UVA(320~400nm),UVB(290~320nm),UVC(200~290nm)及真空紫外(VUV,通常波長(zhǎng)低于200nm的光波都稱為真空紫外),光波波長(zhǎng)依次變短。
通常從波的傳播特性來(lái)說(shuō),波長(zhǎng)越短的波越難以繞過(guò)障礙物,尤其是波長(zhǎng)小于障礙物時(shí),幾乎是無(wú)法繞過(guò)障礙物的,所以在地球上,由于存在大氣及臭氧對(duì)紫外線的強(qiáng)吸收作用,幾乎除了UVA以外,所有的其他紫外線都無(wú)法到達(dá)地球表面,所以地球表面太陽(yáng)產(chǎn)生的紫外線幾乎全是UVA,并且紫外線的穿透力很差,普通的玻璃或者塑料片,都可以直接阻擋紫外線的穿透。所以紫外線燈管采用的材質(zhì)一般不能是普通的玻璃,而是高純度的石英材料,甚至高純度的螢石材料。
處理后達(dá)到以下排放標(biāo)準(zhǔn):
《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 16297-1996)》
《廣東大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(DB44 27-2001)》
UV光解處理機(jī)理:
UV光解本質(zhì)原理是利用光子的能量打斷廢氣的分子鍵來(lái)完成污染物處理的,常見的光波長(zhǎng)和光子能量如下:
光波長(zhǎng)光能量
254nm471KJ/mol
185nm647 KJ/mol
172nm696 KJ/mol
126nm950 KJ/mol
常見到的有機(jī)廢氣的分子鍵能如下:
化學(xué)鍵鍵能
C—C332 KJ/mol
C=C611 KJ/mol
C≡C837 KJ/mol
C—O326 KJ/mol
C═O728 KJ/mol
O—H464 KJ/mol
O═O498 KJ/mol
N≡N946 KJ/mol
實(shí)際上光解處理廢氣過(guò)程十分復(fù)雜,但是大致由以下幾個(gè)過(guò)程復(fù)合而成。
過(guò)程一:光子裂解/激發(fā)廢氣分子
CnHnOn+hv=CnHn·+CnHnOn·
一部分廢氣分子被高能光子打斷化學(xué)鍵,或者出于激發(fā)狀態(tài),這兩種狀態(tài)的物質(zhì)都處于高化學(xué)反應(yīng)活性狀態(tài)。
過(guò)程二:光子裂解空氣中的氧
O2+hv=O3+O·
CnHn·+O3=CO2+H2O
CnHnOn+O·=CO2+H2O
光子在傳播過(guò)程中打斷空氣中的氧分子鍵,產(chǎn)生活性氧原子及O3,氧原子或者O3與被打斷、激發(fā)的廢氣分子反應(yīng)去除廢氣,一些容易氧化的廢氣分子還能在非激發(fā)態(tài)直接被氧原子及O3氧化去除。
過(guò)程三:光子裂解水分產(chǎn)生自由基
H2O+hv=O·+OH·
CnHnOn·+O·=CO2+H2O
CnHnOn·+OH·=CO2+H2O
空氣中的水分子在受到光子的照射會(huì)導(dǎo)致水分子裂解產(chǎn)生氧自由基及OH自由基,該類自由基迅速與被裂解、激發(fā)的廢氣分子反應(yīng)去除廢氣,同時(shí)易于氧化的廢氣分子會(huì)直接被此類強(qiáng)氧化性自由基氧化而去除。
UV光解工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
1.UV光解技術(shù)應(yīng)用于惡臭氣體治理,具有處理效果好,運(yùn)行費(fèi)用低廉、無(wú)二次污染。
2.反應(yīng)速度快,通常在數(shù)毫秒至數(shù)百毫秒內(nèi)即可完成反應(yīng),使得處理設(shè)備體積小。
3.應(yīng)用范圍廣闊,基本不受氣溫和污染物成分的影響,對(duì)惡臭異味的臭氣濃度有良好的分解作用,惡臭異味的去除率達(dá)80-98%,處理后的氣體臭氣濃度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
4.等離子反應(yīng)可以隨時(shí)開啟隨時(shí)停止,不需要預(yù)熱時(shí)間。
5.對(duì)工況要求較低,反應(yīng)效率受溫度影響小,特別適合非連續(xù)工作的場(chǎng)合廢氣處理。
6.不需要添加任何其他反應(yīng)物質(zhì),只需要提供相應(yīng)的反應(yīng)排風(fēng)動(dòng)力。
工藝技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域:
該工藝用于各類濃度的有機(jī)廢氣處理,可處理苯類、酮類、醇類、醚類、烷類及其混合類有機(jī)廢氣,主要用于化工、機(jī)械、電子、電器、涂裝、制鞋、橡膠、塑料、印刷、污水除臭、污泥烘干及各種工業(yè)生產(chǎn)車間產(chǎn)生的有害廢氣處理。