影響光氧催化除臭設(shè)備處理效果的主要因素

 

通過(guò)設(shè)備改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，研究了波長(zhǎng)、初始溫度、初始濃度、相對(duì)濕度、停留時(shí)間、反應(yīng)介質(zhì)等影響光催化處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物效率的主要因素，找到***反應(yīng)效率和***能耗。

(1)廢氣濃度的影響:光催化處理VOCs的適宜應(yīng)用范圍主要包括噴涂車間、印刷、電子、制藥、食品等行業(yè)產(chǎn)生的低濃度有機(jī)廢氣，濃度在20-200ppm以下效果較***，降解效率會(huì)隨著VOCs濃度的增加而降低。

(2)低相對(duì)濕度的影響:在一定濕度條件下，氧氣吸收***部分185nm紫外光，但隨著濕度的進(jìn)一步增加，水蒸氣與氧氣競(jìng)爭(zhēng)吸收185nm紫外光，水蒸氣吸收更多的185nm紫外光，產(chǎn)生更多的羥基自由基。水蒸氣與活性氧反應(yīng)生成羥基自由基，羥基自由基比臭氧和活性氧更具氧化性，光解速度明顯加快，單位時(shí)間廢氣去除率提高。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)相對(duì)濕度在30-65%范圍內(nèi)時(shí)，光解效率增加，當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò)70%時(shí)，光解效率逐漸降低。

(3)風(fēng)速的影響:***量實(shí)驗(yàn)證明，風(fēng)速越***，水汽進(jìn)出口的爵對(duì)濕度差越小，這意味著風(fēng)速越***，羥基自由基產(chǎn)生的爵對(duì)值越小。因此，低風(fēng)速下羥基自由基對(duì)VOCs的貢獻(xiàn)很***，而高風(fēng)速下羥基自由基對(duì)有機(jī)物降解的作用非常有限。風(fēng)速也影響紫外燈的管表面溫度，直接關(guān)系到紫外燈的發(fā)光效率。當(dāng)燈面溫度高于一定值時(shí)，會(huì)直接影響其發(fā)光效率。在設(shè)備試驗(yàn)中，風(fēng)速低于2m/s時(shí)，反應(yīng)效果較***。在一定的設(shè)備空間內(nèi)，風(fēng)速同時(shí)影響停留時(shí)間。一般停留時(shí)間增加，廢氣去除效率明顯提高。原因是隨著停留時(shí)間的增加，185nm紫外光與有機(jī)物的碰撞次數(shù)肯定會(huì)增加。當(dāng)停留時(shí)間達(dá)到10s時(shí)，廢氣降解效率隨著停留時(shí)間的延長(zhǎng)沒有明顯提高。***別是在低濃度下，延長(zhǎng)停留時(shí)間并不能等效提高廢氣的去除效率。

在整個(gè)光解光催化箱中，只有兩個(gè)真實(shí)的反應(yīng)區(qū)域，一個(gè)是光解部分的高光功率密度區(qū)域，另一個(gè)是光催化部分的催化網(wǎng)界面。其中光解部分要有高的光功率密度和***的面積，這樣降解能力就足夠了。但由于光解的主要降解機(jī)理是通過(guò)光激發(fā)分子到激發(fā)態(tài)來(lái)破壞化學(xué)鍵，而不是主要依靠臭氧，所以光解部分要根據(jù)污染物的濃度來(lái)設(shè)計(jì)，實(shí)際上光解區(qū)的停留時(shí)間并不長(zhǎng)。

光催化的實(shí)際反應(yīng)速度較慢，主要依靠形成高比表面積的氣液界面來(lái)提高反應(yīng)能力，以及形成更多高催化活性的羥基自由基來(lái)提高反應(yīng)效率。

因此，增加光催化反應(yīng)區(qū)的停留時(shí)間比單純?cè)黾酉潴w尺寸更重要！

(4)光源的影響:目前一般選用185nm和254nm的真空紫外燈，但市場(chǎng)上的燈質(zhì)量***莠不齊。

目前市場(chǎng)上的紫外燈主要是低壓汞燈(液態(tài)汞或汞合金燈)，發(fā)射紫外線的機(jī)理是汞等離子體狀態(tài)的激發(fā)-發(fā)射光，其中185nm和254nm是其***征光譜。

通過(guò)比較185納米和254納米的透光率，燈管的材料一般選擇應(yīng)時(shí)。

(5)合理的空間布局和設(shè)備結(jié)構(gòu):凈化設(shè)備的制造也存在一些需要注意的問題。目前光催化處理VOCs的設(shè)備自動(dòng)化程度較低，基本沒有自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)控功能，無(wú)法有效評(píng)估產(chǎn)品的整體效果。要正確處理催化劑的排列和數(shù)量，準(zhǔn)確處理透光率和氣體流量，合理匹配能量，***化結(jié)構(gòu)。否則，許多設(shè)備的有效去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。