您好,欢迎访问,工业异味治理设备-工厂车间臭气处理-有机废气处理厂家-山东本蓝环保工程有限公司!

厂房废气处理设备

经验丰富 专注废气净化治理工程

本蓝环保

BenLan Environmental protection

UV光解处理有机废气的技术原理

  
UV光解处理有机废气的技术原理
 
一、UV光简介
 
咱们平常常见的白色太阳光,实践上是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成的。其间可见光处在波长380-780nm之间(有的说400-800nm)。紫外光是电磁波谱中波长从10~380nm辐射的总称,肉眼是看不到的。
 
紫外光开始于可见光的短波极限,而与X射线的长波波长相堆叠。紫外光可划分为长波(UVA,315~380nm)、中波(UVB,280~315nm)、短波(UVC,200~280nm)、真空紫外(UVD,10~200nm)4个波段,相应的源别离称之为长波、中波、短波和真空紫外光源。
 
二、紫外光源
 
紫外光源是以发生紫外辐射的的非照明用光源。紫外光源具有荧光效应、生物效应、光化学效应和光电效应,适用于工业、农业、国防和医疗等领域。
 
紫外光源主要有紫外线高压汞灯(~365nm)、低压汞灯(~254nm和185nm)等等。低压汞灯是运用较低汞蒸汽压(<10-2Pa)被激化而宣布紫外光,其发光谱线主要有两条:一条是254nm波长;另一条是185nm波长,这两条都是肉眼看不见的紫外线。
 
因为紫外线无法经过一般玻璃,因而有必要运用石英玻璃,并且是高纯度的石英玻璃,对杂质含量要求十分高。假设在石英玻璃中含有钛元素,对200nm以下的紫外线具有截止作用,而对254nm紫外线透过基本无影响。运用这个原理,可以经过操控钛元素的增加量,可有用的操控185nm紫外线的逸出(经过)量。因为185nm的紫外线可以激起空气中的氧气生成臭氧(O3),因而经过改动石英玻璃的功能,操控臭氧发生量,以制造低臭氧(无臭氧)、臭氧、高臭氧等三种紫外灯管。
 
三、光子能量与化学键键能
 
光子能量计算公式为:E(能量)=h(普朗克常数)×H(频率),可将计算公式简化为E=1240/λ(λ为光波长,nm),光子能量可以依照这个简略公式来计算,光子波长越短其能量越高。100nm光子能量为12.4eV;200nm光子能量为6.2eV;300nm光子能量为4.1eV;400nm光子能量为3.1eV。
 
为挥发性有机物中常见的化学键的键能,一起增加了氧气(O2)的键能。从表中可以看出,C-N和C-S键的键能较低,简略开裂。氧气(O2)中的O=O的键能为5.16eV。当紫外光的光子能量大于化学键键能时,紫外光光子可以损坏化学键。因为C-N和C-S键的键能较低,因而任何波长的紫外光都可以解离C-N和C-S键。而O2中O=O键的键能为5.16eV,对应的紫外光波长为240nm,理论上波长小于240nm的紫外光,可以解离氧气分子生成氧原子。氧原子再与氧分子结合生成臭氧(O3),这也是为什么185nm紫外光可以生成臭氧,而254nm紫外光不生成臭氧的原因。
 
四、紫外光消除VOCs和恶臭
 
早年面的剖析可知,当紫外光照耀VOCs时,假设紫外光波长在240nm以上,那么无法激起氧气生成臭氧,但能激起键能较低的C-N和C-S键,也可以使之解离。可是紫外光波长小于240nm时,不但能激起氧气生成臭氧,还能对键能较高的化学键起到激起和解离作用。假设化学键得到激起,那么有机物分子变的更为生动,使得简略进一步氧化。
 
当时紫外光在VOCs和恶臭消除领域有着广泛的使用,与UV光相关技术有UV光解氧化技术、光催化技术、臭氧氧化技术,详细如下:
 
1.光催化技术
 
光催化剂是在光的照耀下,本身不起改变,却可以促进化学反应的物质。光催化剂是运用光能转化成为化学反应所需的能量,来发生催化作用,使周围之氧气及水分子激起成极具氧化力的OH-及O2-自在负离子。简直可分化一切对人体和环境有害的有机物质。现在作用较好的是二氧化钛(TiO2)光催化剂,TiO2光催化剂只能在紫外光照下有用,可见光是无效的。光催化技术的要害点是有必要有高功能的光催化剂。据我所知光催化的反应功率(速度)相对比较低。玻璃的自清洁便是运用光催化的原理。
 
2.臭氧氧化技术
 
因为在240nm以下紫外光可以发生臭氧,在此有必要解释一下臭氧。臭氧(O3)是一个十分强的氧化剂,能在短时间内将空气中的浮游细菌消除,分化毒气、VOCs,去除恶臭。因而臭氧可用于净化空气、饮用水,灭菌,处理工业废物和作为漂白剂。臭氧也能与VOCs反应,将VOCs氧化成无毒无害的CO2和H2O。
 
3.UV光解技术
 
UV光解技术作为消除VOCs和恶臭现在比较盛行的技术,特别在处理低浓度VOCs方面有许多的使用。在网络上可以看到许多环保产品宣扬都用UV光解氧化这个姓名。可是,从“UV光解”这个姓名,让人的感觉是紫外光来解离有机物直接把VOCs损坏了。实践中使用中,都是选用简略的185和254nm的紫外灯管。依据前面介绍,咱们很简略想到,只需有185nm的紫外线,就会有臭氧发生。臭氧具有十分强的氧化性,它能和一切有机物反应,损坏有机物分子,假设有满足的臭氧,终究可以将有机物氧化到二氧化碳和水。当然,紫外光也可以损坏有机物,可是这些有机物碎片能否与氧气反应不得而知。损坏有机物并不等于把有机物转化为无害的二氧化碳和水,假设仅仅把大分子打碎变成小分子,那么VOCs仍然存在。这些有机物碎片估量不能与氧气反应,假设能与氧气反应,那么就不需求光催化技术了。因而,我以为,所谓UV光解(氧化)技术假设没有光催化剂的合作,其实便是臭氧氧化技术。
 
关于UV光解技术的脱臭,因为恶臭物质一般含有N和S的有机物,而有机物中的C-N键和C-S键的键能较低,很简略和臭氧也很简略被UV光解离,只需损坏了有机物中的C-N键和C-S键,那么臭味将大大下降或消失。这也许是咱们常常听到的UV光解对恶臭作用较好的原因。
 
假设UV光解设备,没有装备光催化剂,假定只经过臭氧来氧化VOCs。以甲苯为例,假定甲苯浓度为10ppm(41mg/m3),风量为10000m3/h。一般来说臭氧中只要一个活性氧[O],假设依照如下化学计量反应:
 
C7H8(甲苯)+18O3=7CO2+H2O+8O2
 
假定臭氧悉数运用,不发生逃逸。那么10ppm甲苯,需求180ppm的臭氧(O3),即385mg/m3。
 
一个做UV光管的老总前几天告诉我,185nm的UV光管,每瓦每分钟发生0.1mg臭氧,也便是每瓦每小时发生6mg臭氧。即1m3/h气体需求装备64W功率的UV光管(假定出世臭氧是线性的)。假设处理1000m3/h,需求64KW的光管,这样的能量消耗现已十分大了。假设选用电晕放电法臭氧发生器,文献上查到的数据是1000g臭氧耗能7500W,是1m3/h需求那么2.9W,1000m3/h只需求2.9KW。也便是说,假设仅仅运用了UV光的臭氧,那么功率是十分低下的。
 
假设依照如下化学计量发生反应:
 
C7H8(甲苯)+6O3=7CO2+H2O
 
那么处理1000m3/h的有机废气,前者需求21.3KW(即便这样实践中也是不可能,后者需求0.97KW。
 
还有一个可能是,假设有机物的键(C-C,C-H键)可以被UV光打断,是否能直接能与氧气发生反应生成CO2和H2O。那么,假设这种办法建立的话,就不需求前面所讲的光催化剂了,可见被UV打碎的有机分子,是不简略和氧气反应生成CO2和H2O。即便这个进程建立,那么打碎有机分子也是需求能量的,因为计算难度太,这儿无法给出定量的数据了。
 
因为这个领域的相关科学论文还比较短少,我以为需求更多的研讨来进步该领域的使用水平。自己以为,进步UV光解的作用,将氧气引进(参加)反应是至关重要的,一起需求光催化剂相合作。假设仅仅臭氧参加反应,那么用185nm光发生臭氧是十分不经济的,应该用最为经济的电晕放电法臭氧发生器来供给臭氧。此外,假设合作及其他催化剂来活化氧气分子,让活化的氧气分子与解离的有机物反应,脱节对臭氧的依靠,到达消除VOCs,才是高效低能耗的好办法。

有机工业废气治理设备主要用于废气净化治理等,主要产品:不锈钢废气净化塔,酸雾净化塔,废气净化塔,PP酸雾净化塔,空气净化塔,净化塔生产厂家
工业废气处理设备厂家有机废气处设备理厂家厂房废气处理设备

版权声明