UV光催化氧化裝置 光氧催化廢氣處理設(shè)備影響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)，主要從影響UV光催化治理VOCs效率的主要因素UV波長(zhǎng)，起始溫度，初始濃度，相對(duì)濕度，停留時(shí)間，反應(yīng)介質(zhì)等進(jìn)行研究，找到*反應(yīng)效率和zui低能耗。
(1) 廢氣濃度的影響：UV光催化治理VOCs適合的應(yīng)用范圍主要包括噴涂車(chē)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，對(duì)于20-200ppm以下的濃度效果較好，隨著VOCs濃度增高，降解效率也會(huì)隨之降低。
(2) 低相對(duì)濕度的影響：對(duì)于一定的濕度條件下，氧氣吸收了大部分185nm紫外光，但是隨著濕度的進(jìn)一步增加，一部分是水蒸氣與氧氣競(jìng)爭(zhēng)吸收185nm波長(zhǎng)的紫外光，水蒸氣吸收了更多的185nm紫外光，同時(shí)產(chǎn)生更多羥基自由基。水蒸氣與活性氧反應(yīng)生成羥基自由基，羥基自由基的氧化性要強(qiáng)于臭氧和活性氧，從而光解的速度明顯加快，促進(jìn)單位時(shí)間內(nèi)對(duì)于廢氣去除率的增加，試驗(yàn)證明相對(duì)濕度在30-65%這個(gè)范圍，光解效率是上升的，相對(duì)濕度超過(guò)70%后隨之逐漸下降。
(3) 風(fēng)速的影響：大量實(shí)驗(yàn)證明風(fēng)速越大，水蒸氣進(jìn)出口的jue對(duì)濕度差越小，這也就是說(shuō)風(fēng)速越大，羥基自由基產(chǎn)生量的jue對(duì)值也會(huì)越少。因此在風(fēng)速小的工況下，羥基自由基對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的貢獻(xiàn)大，風(fēng)速大的工況下，羥基自由基對(duì)有機(jī)物降解的作用就會(huì)變得十分有限。風(fēng)速也會(huì)影響紫外燈的燈管表面溫度，燈管表面溫度與紫外燈的發(fā)光效率有直接關(guān)系，燈表溫高于某一數(shù)值時(shí)會(huì)直接影響其發(fā)光效率。在設(shè)備測(cè)試中，風(fēng)速在低于2m/s的時(shí)候，反應(yīng)效果較好。在一定的設(shè)備空間內(nèi)，風(fēng)速同時(shí)影響了停留時(shí)間，一般停留時(shí)間增加，廢氣的去除效率有明顯增高。原因是停留時(shí)間增加，185nm紫外光和有機(jī)物碰撞次數(shù)一定增加。當(dāng)停留時(shí)間達(dá)到10s后，延長(zhǎng)停留時(shí)間，廢氣的降解效率增加并不明顯。尤其是在低濃度下，延長(zhǎng)停留時(shí)間并不能等效增加廢氣的去除效率。
在整個(gè)光解光催化箱體中，真正的反應(yīng)區(qū)域只有兩個(gè)，一個(gè)是光解部分的高光功率密度區(qū)域，一個(gè)是光催化部分的催化網(wǎng)界面。其中光解部分要光功率密度足夠高，區(qū)域足夠大，這樣降解能力才足夠。但由于光解主要降解機(jī)理是光激發(fā)分子到激發(fā)態(tài)導(dǎo)致化學(xué)鍵斷斷裂，而不是主要靠臭氧，因此光解部分要根據(jù)污染物成分濃度做相應(yīng)設(shè)計(jì)，實(shí)際上光解區(qū)域的停留時(shí)間并不長(zhǎng)。
光催化實(shí)際反應(yīng)速度較慢，主要是靠高比表面積形成氣-液界面提高反應(yīng)容量，通過(guò)高催化活性形成更多的羥基自由基提高反應(yīng)效率。
因此，更重要的是提高光催化反應(yīng)區(qū)域的停留時(shí)間，而不是簡(jiǎn)單增加箱體尺寸！
(4) 光源的影響：目前，一般選擇185nm和254nm兩個(gè)波段的真空紫外燈，但市場(chǎng)上的UV燈管質(zhì)量良莠不齊。
目前，市場(chǎng)上主要的紫外燈都是低壓汞燈（液汞或汞齊燈），發(fā)出紫外線(xiàn)的機(jī)理是利用汞等離子體狀態(tài)的激發(fā)-發(fā)射光，其中185nm和254nm是其特征波譜。
通過(guò)對(duì)比185nm和254nm的透過(guò)率，燈管材質(zhì)一般選合成石英。
(5) 合理的設(shè)備空間布局和結(jié)構(gòu)：對(duì)于凈化設(shè)備的制造也有一些問(wèn)題要注意，目前UV光催化治理VOCs設(shè)備的自動(dòng)化程度低，基本還沒(méi)有自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)控功能，所以對(duì)產(chǎn)品的整體效果不能夠進(jìn)行有效的效率評(píng)估。要合理的處理好催化劑的布置、數(shù)量，要準(zhǔn)確處理好透光性和氣體的流速，要進(jìn)行合理的能量匹配和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，否則，很多設(shè)備的有效去除率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
UV光催化氧化裝置 光氧催化廢氣處理設(shè)備不同的燈管排布方式
紫外燈的光功率隨距離衰減很快，因此光解部分的紫外燈不能排布太分散，否則光解空間的紫外燈光功率太低，導(dǎo)致降解效率急劇下降。當(dāng)然太密也不行，一方面溫度會(huì)太高，另一方面鎮(zhèn)流器不好放置。建議光解紫外燈間距不應(yīng)該大于10厘米，光催化部分紫外燈間距不大于10厘米，燈到光觸媒網(wǎng)的間距不大于8厘米較好。
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