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森吉環(huán)境:UV光解處理VOCs存在的問題及解決方案
揮發(fā)性有機物(VOCs)是形成臭氧和二次氣溶膠污染的重要前體物,嚴重影響著大氣質(zhì)量,影響著動植物生長和人類的健康。某些有毒VOCs廢氣有致殘、致畸、致癌作用,對*暴露其中的人體造成嚴重傷害。
UV光解因具有操作簡單、應用范圍廣、運行成本低、設計成本少等特點,已經(jīng)被眾多中小企業(yè)應用到中?,F(xiàn)在把UV光解除味凈化機降解原理、存在的問題及改進措施介紹如下。
一、UV光解原理
VU光解是利用紫外燈對VOCs進行近距離照射,破壞化學鍵,氧化一部分的VOCs為二氧化碳、水和*;同時將部分的大分子VOCs裂解為小分子化合物,其中小分子化合物大多數(shù)均為含C-O、C﹦O的小分子化合物。紫外燈是UV光解的核心組成部分,比如采用185nm紫外燈照射VOCs或惡臭氣體,能將鍵能小于647KJ/mol的化合物破壞,同時185nm紫外燈中波長更短的紫外線也可將部分VOCs進行氧化分解。常見化合物分子的鍵能如下:
UV光解能去除揮發(fā)性有機物(VOCs)、硫化氫、氨氣、硫醇類、苯系物等污染物,為此很多企業(yè)在大力推廣UV光解技術。但不得不說,單一的UV光解技術在使用上有很大的局限性,突破其技術瓶頸真正服務于VOCs治理是亟待解決的問題。
二、UV光解存在的問題
UV光解存在的一個問題是:產(chǎn)生了不*氧化的副產(chǎn)物,這些副產(chǎn)物可能比原始VOCs有著更大的毒性,比如說三氯乙烯在光解過程中生成碳酰氯。碳酰氯被稱為,是劇烈窒息性,高濃度吸入可致肺水腫,其毒性比約大10倍。
UV光解存在的另一個問題是:產(chǎn)生了大量的臭氧。為了更好地氧化、分解或破環(huán)VOCs,通常會使用過量的紫外燈,紫外線產(chǎn)生的臭氧直接排放到大氣中,將會對人體,尤其是對眼睛、呼吸道、肺等有侵蝕和損害作用,也對人類生活的自然環(huán)境造成一定的傷害。
三、UV光解降解VOCs的改進措施
1、UV光解與光催化聯(lián)用
UV光解階段生成部分氧化的副產(chǎn)物很容易在光催化部分氧化,比如UV光解階段可以將碳氫化合物氧化成醛、酮,而醛和酮比初始的碳氫化合物在光催化階段具有更好的反應活性;另外,光解階段產(chǎn)生的副產(chǎn)物在光催化階段不僅有利于轉變成二氧化碳和水,同時也促進初的工業(yè)廢氣的氧化、分解與破壞。光解階段產(chǎn)生的副產(chǎn)物進入光催化階段促進光催化劑的表面反應,比如鏈反應,也影響催化劑表面的界面反應,能夠快速氧化其它污染物。因此,UV光解光催化是一個協(xié)同反應過程。
UV光解光催化技術應用在具體工業(yè)VOCs廢氣治理時,有一些關鍵因素必須加以重視和控制,真正掌握UV光解光催化的核心內(nèi)涵。
光解階段影響VOCs轉化的關鍵因素在于溫度、停留時間和紫外燈的強度等。通常光解部分的溫度控制在20-65℃之間,太低或太高的溫度均不利于光解有效功率和光強的發(fā)揮;氣體的停留時間在0.1-50s之間,太長的停留時間不利于實用化和工業(yè)應用;紫外燈的波長控制在185-375nm之間;提高光解的途徑也包括增加臭氧、過氧化氫和水的濃度等,過量有利于光解反應的進行,但從應用的角度應控制適當?shù)倪^量。
光催化階段也應考慮光催化反應的影響因素。重要的是光催化材料本身的性能,這將直接關系到材料的催化活性、使用壽命等。除此之外,紫外燈應選擇在185-375nm,氣體停留時間在0.01-5s,溫度控制在20-65℃、濕度控制在20-80%之間等。
2、UV光解與臭氧催化劑聯(lián)用
臭氧催化材料可將光解階段和光催化階段紫外線產(chǎn)生的臭氧催化分解成氧氣。臭氧具有強氧化性,能將部分有機氣體氧化成CO2和H2O,但常溫下臭氧自分解速率有限,大部分隨尾氣直接排放至空氣中。使用臭氧催化劑可以促進臭氧快速分解,其中間產(chǎn)物具有更強的氧化性,協(xié)同臭氧將VOCs分解成CO2和H2O。
四、總結
單一的UV光解技術不足以治理VOCs而達到國家日趨嚴格的排放標準,必須聯(lián)合其它的技術,協(xié)同治理VOCs,提高處理效率并且降低二次污染。本公司自主開發(fā)的光催化板和臭氧催化分解板,結合UV光解技術形成光解光催化聯(lián)用工藝,很大程度上提高了VOCs的降解效率,突破技術瓶頸,實現(xiàn)了處理中低濃度VOCs的技術革新。
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