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UV光解在废气领域的应用-淮北废气催化剂处理
发布时间:2022-12-27

本文围绕废气、催化剂、处理、光催化、紫外光、效率、氧化、风速、羟基、影响、紫外、设备、臭氧、催化、技术有关词展开编写的关于UV光解在废气领域的应用相关文章,仅供大家了解学习。

硫酸盐浆、炼油、焦化、石化、煤气、粪便处理、制药、农药、合成树脂、合成纤维、橡胶、氮肥、硝酸、焦化、粪便处理、肉类加工、水产品加工、食品配料、香精、畜产品加工、皮革、骨胶、油漆、溶剂、油墨印刷、垃圾处理、医药等行业生产过程中产生的。青岛有限公司生产各种专业环保设备。对于低浓度、大风量的VOCs处理,目前国内广泛采用紫外光催化。影响紫外光催化效率的主要因素包括光源、催化剂、温湿度、停留时间等。解决紫外光催化处理VOCs的关键技术需要从光源的选择、催化剂的优化、设备空间结构的改善等方面入手,找出技术难点进行突破。净化设备制造中也存在自动化程度低、缺陷检测、评价不合理等问题,需要引起重视。
目前工业废气处理设备自动化程度低,工业废气处理设备的废气处理监控存在漏洞,效果评价不理想。为适应产业竞争的需要,大力发展智能化VOCs废气处理设备,采用新技术,是打破发达国家技术贸易垄断,提升我国废气处理设备和技术核心竞争力的重要基础。适应产业竞争的需要,大力发展智能化VOCs废气处理设备,采用新技术,是打破发达国家技术贸易垄断,提升我国废气处理设备和技术核心竞争力的重要保证。
一、紫外光催化的技术特点
光解催化净化设备主要由光解技术和催化氧化技术组成。催化氧化技术是在设备中加入纳米级的活性物质,在紫外线的作用下,会产生更强的催化降解作用。作为催化剂,TiO2 _ 2价格低廉,来源广泛,具有高紫外吸收、高稳定性和抗光腐蚀的催化活性,并且无毒,对许多有机物有很强的吸附作用,因此成为各种实验研究中zui常用的光催化剂。为了提高催化剂的活性和适应不同类型的废气处理,常加入一些贵金属如铂、钯、钌、过渡族元素的氧化物和稀土元素的氧化物作为催化剂。贵金属催化剂具有氧化活性高、易回收等优点,但也存在资源稀缺、价格昂贵、抗毒性差等缺点。目前,它们是世界各国采用的主要催化剂类型。虽然复合氧化物可以提高一些光催化性能,但其氧化活性仍然不如贵金属。在这种紫外光能和纳米活性催化氧化的共同作用下,大部分挥发性有机物可以在2-3秒内完全降解。光解催化氧化技术对挥发性有机废气污染物的去除效率高,具有以下特点:
(1)废气净化彻底性:紫外光催化剂分解污染物而不是吸附污染物,发生的是质变而不是量变,对污染物来说是不可逆的。
(2)广泛分解废气:紫外光催化氧化可以有效分解几乎所有的细菌、病毒和有机污染物,尤其是人们不易察觉的细菌和病毒。
(3)无二次污染:紫外光催化氧化的zui终产物为二氧化碳和水,对人体无害,不会对环境造成类似消毒剂的二次污染。
对于光催化的核心问题催化剂的性能,需要采取一些新的措施,如在不影响催化活性的情况下制备大孔径、大比表面积和高抗冲击性的催化剂载体,改进废气净化装置的空间结构,扩大二氧化钛光触媒膜的光照应用范围,进一步提高复合催化剂的性能,重点开发新的催化剂以及如何防止催化剂失活和中毒等。
光催化反应面临的问题主要有催化剂失活、反应动力学常数小、反应机理不可预测等。同时,湿度会抑制光催化速率,尤其是有机废气浓度较高时,限制了光催化技术在高湿度废气处理中的应用。由于纳米材料可以氧化有机物,纳米材料和粘结剂的光催化抗力、载体的催化活性,包括失活后的再生、膜的牢固性仍然是光催化技术的关键技术问题。
二。影响紫外光光催化处理效果的主要因素
通过一年多的设备改进和实验室试验,主要研究了紫外光波长、初始温度、初始浓度、相对湿度、停留时间、反应介质等几个影响紫外光光催化处理VOCs效率的主要因素,找到了zui佳反应效率和zui低能耗。
(1)废气浓度的影响:紫外光催化处理VOCs的适用范围主要包括喷涂车间、印刷、电子、制药、食品等行业产生的低浓度有机废气,对浓度在2.2PPM以下有较好的效果,随着VOCs浓度的增加,降解效率也会降低。目前广泛使用的是185nm和254nm波段的真空紫外灯,这是由于真空紫外灯发出的紫外光强度有限,单位时间内的光解能量不足,效率降低。所以单纯增加灯的数量并不能解决高浓度有机气体的问题,紫外光解技术也不适合中高浓度的VOCs。
(2)相对湿度低的影响:在一定的湿度条件下,氧气吸收了大部分的185nm紫外光,但随着湿度的进一步增加,部分水蒸气与氧气竞争吸收185nm紫外光,水蒸气吸收更多的185nm紫外光,产生更多的羟基自由基。它与水蒸气活性氧反应生成羟基自由基,比臭氧和活性氧更具氧化性,使光解速度明显加快,单位时间废气的去除率提高。实验表明,当相对湿度在3-65%范围内时,光解效率增加,当相对湿度超过7%时,光解效率逐渐降低。
(3)风速和绝对湿度差的影响:大量实验证明,风速越高,水蒸气进出口的绝对湿度差越小,也就是说风速越高,羟基自由基产生的绝对值越小。因此,在低风速条件下,羟基自由基对挥发性有机物VOCs的贡献较大,而在高风速条件下,羟基自由基对有机物降解的作用会变得非常有限。在设备试验中,风速低于2ms时,反应效果好;当风速高于6ms时,水蒸气进出口的绝对湿度差很小,光催化效率极低。在一定的设备空间内,风速也影响停留时间。一般来说,随着停留时间的增加,废气的去除效率明显增加。原因是随着停留时间的增加,185nm紫外光与有机物的碰撞次数必然增加。当停留时间达到1s时,随着停留时间的延长,废气的降解效率没有明显提高。因此,在低浓度下,延长停留时间并不能等效提高废气去除效率。
(4)光源的选择和影响:目前一般选择185rim和254nm波段的真空紫外线灯,市场上的紫外线灯质量良莠不齐。真空紫外设备入口处的风速影响紫外灯的表面温度,直接关系到紫外灯的发光效率。当灯具表面温度高于一定值时,会直接影响其发光效率。随着风速的增加,臭氧浓度降低,臭氧产生量没有明显变化,说明真空紫外已经被3ms空气中的氧气充分吸收,灯管本身产生的臭氧量没有明显增加。自然状态下臭氧和甲苯之间没有化学反应。臭氧结合真空紫外光可以降解很多有机废气。254nm紫外光能促进臭氧产生氧自由基,从而氧化废气分子。在真空紫外条件下,空气中的臭氧和水蒸气可以产生羟基自由基,可以氧化甲苯等废气。
(5)设备的合理空间布局和结构:净化设备的制造也有一些需要注意的问题。目前UV光催化VOCs处理设备自动化程度低,基本没有自动检测监控功能,无法有效评估产品的整体效果。要处理好催化剂的排列和数量,透光率和气体流量,合理的能量匹配和结构优化。否则很多设备的有效去除率远远不够。
三。示例显示:
针对影响紫外光光催化处理效果的主要因素,不能盲目夸大紫外光光催化处理的效果。处理浓度低、风力大的有机废气,只是一种相对简单、成本较低的方法,但不是zui终手段。将吸附技术与微生物合理有效地结合起来也是一种很好的方法。在正确使用紫外光催化的过程中,几个主要因素是设备制造商必须进行全面检查。此外,在自动化方面,如何智能检测废气浓度的变化来及时调整工业废气净化设备的运行条件,提高净化效率,如何通过正交试验获得工业废气处理的zui佳组合等。,并解决了紫外光解催化剂实验和紫外灯zui佳效率分析、低温等离子体电源选择、微生物培养、微纳气泡发生器研制等关键技术问题。油漆、印刷、机电、家电、橡胶、塑料及各种化工车间挥发或泄漏的有害有机废气,如有净化要求,请咨询。

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