UV光解VOCs治理技術
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,通常波長低于200nm的光波都稱為真空紫外),光波波長依次變短。
通常從波的傳播特性來說,波長越短的波越難以繞過障礙物,尤其是波長小于障礙物時,幾乎是無法繞過障礙物的,所以在地球上,由于存在大氣及臭氧對紫外線的強吸收作用,幾乎除了UVA以外,所有的其他紫外線都無法到達地球表面,所以地球表面太陽產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。
處理后達到以下排放標準:
《大氣污染物綜合排放標準(GB 16297-1996)》
《廣東大氣污染物排放標準(DB44 27-2001)》
UV光解處理機理:
UV光解本質原理是利用光子的能量打斷廢氣的分子鍵來完成污染物處理的,常見的光波長和光子能量如下:
光波長光能量
254nm471KJ/mol
185nm647 KJ/mol
172nm696 KJ/mol
126nm950 KJ/mol
常見到的有機廢氣的分子鍵能如下:
化學鍵鍵能
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
實際上光解處理廢氣過程十分復雜,但是大致由以下幾個過程復合而成。
過程一:光子裂解/激發廢氣分子
CnHnOn+hv=CnHn·+CnHnOn·
一部分廢氣分子被高能光子打斷化學鍵,或者出于激發狀態,這兩種狀態的物質都處于高化學反應活性狀態。
過程二:光子裂解空氣中的氧
O2+hv=O3+O·
CnHn·+O3=CO2+H2O
CnHnOn+O·=CO2+H2O
光子在傳播過程中打斷空氣中的氧分子鍵,產生活性氧原子及O3,氧原子或者O3與被打斷、激發的廢氣分子反應去除廢氣,一些容易氧化的廢氣分子還能在非激發態直接被氧原子及O3氧化去除。
過程三:光子裂解水分產生自由基
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導致水分子裂解產生氧自由基及OH自由基,該類自由基迅速與被裂解、激發的廢氣分子反應去除廢氣,同時易于氧化的廢氣分子會直接被此類強氧化性自由基氧化而去除。
UV光解工藝技術優點:
1.UV光解技術應用于惡臭氣體治理,具有處理效果好,運行費用低廉、無二次污染。
2.反應速度快,通常在數毫秒至數百毫秒內即可完成反應,使得處理設備體積小。
3.應用范圍廣闊,基本不受氣溫和污染物成分的影響,對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80-98%,處理后的氣體臭氣濃度達到國家標準。
4.等離子反應可以隨時開啟隨時停止,不需要預熱時間。
5.對工況要求較低,反應效率受溫度影響小,特別適合非連續工作的場合廢氣處理。
6.不需要添加任何其他反應物質,只需要提供相應的反應排風動力。
工藝技術應用領域:
該工藝用于各類濃度的有機廢氣處理,可處理苯類、酮類、醇類、醚類、烷類及其混合類有機廢氣,主要用于化工、機械、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生產車間產生的有害廢氣處理。