環保知識點:淺談廢氣處理--光催化技術工藝
發表時間:2019-09-17 04:54:41 作者:雕刻機

環保知識點:淺談廢氣處理--光催化技術工藝

光化學和光催化氧化法是目前研究較多的一種高級氧化技術。光催化反應即在光的作用下進行的化學反應。分子吸收特定波長的電磁輻射後,是分子達到激發态,然後發生化學反應,産生新的物質,或成為熱反應的引發劑。

環保知識點:淺談廢氣處理--光催化技術工藝

原理:現應用的光催化廢氣處理設備的技術是利用特種紫外線波段,在特種催化氧化劑的作用下,将氧氣催化生成負氧離子,再将廢氣分子氧化還原的一種特殊處理方式。

環保知識點:淺談廢氣處理--光催化技術工藝

光催化反應機理圖

(1)光催化材料的影響

光催化氧化技術的微觀反應原理是:當催化劑被一定光強的光照射時,根據半導體電子結構的特點,催化劑中會發生電子躍遷,即電子(e-)會從充滿的價帶躍遷到空的導帶,從而留下氧化性極強的帶正電的空穴(h+)。采用市面上的二氧化钛(建材)材料,而不是銳钛礦型(光觸媒介)二氧化钛光觸媒(性價比等同碳與鑽石),完全沒有催化光解功效。

(2)生成副産物:

目前普遍研究認為光催化氧化法能夠将vocs完全降解生成無毒無害的co2和h2o等,但是在實際工程實踐中vocs的光催化氧化反應會生成酮、醛等中間産物,對環境造成二次污染。

(3)反應時間的影響

環保知識點:淺談廢氣處理--光催化技術工藝

反應時間與有機廢氣降解率圖

在企業工廠的實際應用中,會不斷的排放vocs,因此vocs在通過光催化氧化法處理設備的時間很短,從而導緻了降解率偏低,達不到應有的标準。由上面的實驗數據圖可見,短時間内(1秒鐘左右時間),單獨紫外光設備對vocs降解率很低。在單獨uv光解技術應用中,即使延長反應時間,對vocs的降解率也在10%以内(正如國内某知名紫外線燈管廠所介紹的,沒有在反應區留滞三秒以上,基本沒有效果),不但滿足不了工業治污應用,還産生很多副産物污染氣體。

(4)相對濕度影響

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相對濕度對降解率的影響

從上圖的數據可以看到,随着濕度增大,在濕度50%時,降解率升到一個極點。但随着濕度增大,降解率又開始下降。所以光催化氧化法不是越幹燥越好,也不是濕度越高就越好。uv光生成的臭氧,需要與部分水汽反應生成氫氧自由基或負氧離子增強介質的反應活性才可能增大與vocs的反應幾率。

綜上所述,單獨的紫外光解技術的弊端是,受催化劑、濕度、灰塵顆粒物的影響,紫外燈大部份能量用于産生臭氧,短時間光解vocs做不到徹底,反而産生更複雜的中間副産物,造成二次污染,此外,如果采用市面上的二氧化钛材料,不是銳钛礦型二氧化钛光觸媒,完全沒有催化光解功效。

因此,我們可以分析出,在企業工廠實際生産中,催化氧化法處理設備對vocs的降解率比較低,經光解排出的氣體中vocs會超出國家規定的标準,而且還會産生大量的臭氧,從而造成環境的二次污染。