影響光氧催化除臭設(shè)備處理效果的主要因素

 

通過設(shè)備改進和實驗室試驗，研究了波長、初始溫度、初始濃度、相對濕度、停留時間、反應介質(zhì)等影響光催化處理揮發(fā)性有機物效率的主要因素，找到***反應效率和***能耗。

(1)廢氣濃度的影響:光催化處理VOCs的適宜應用范圍主要包括噴涂車間、印刷、電子、制藥、食品等行業(yè)產(chǎn)生的低濃度有機廢氣，濃度在20-200ppm以下效果較***，降解效率會隨著VOCs濃度的增加而降低。

(2)低相對濕度的影響:在一定濕度條件下，氧氣吸收***部分185nm紫外光，但隨著濕度的進一步增加，水蒸氣與氧氣競爭吸收185nm紫外光，水蒸氣吸收更多的185nm紫外光，產(chǎn)生更多的羥基自由基。水蒸氣與活性氧反應生成羥基自由基，羥基自由基比臭氧和活性氧更具氧化性，光解速度明顯加快，單位時間廢氣去除率提高。實驗表明，當相對濕度在30-65%范圍內(nèi)時，光解效率增加，當相對濕度超過70%時，光解效率逐漸降低。

(3)風速的影響:***量實驗證明，風速越***，水汽進出口的爵對濕度差越小，這意味著風速越***，羥基自由基產(chǎn)生的爵對值越小。因此，低風速下羥基自由基對VOCs的貢獻很***，而高風速下羥基自由基對有機物降解的作用非常有限。風速也影響紫外燈的管表面溫度，直接關(guān)系到紫外燈的發(fā)光效率。當燈面溫度高于一定值時，會直接影響其發(fā)光效率。在設(shè)備試驗中，風速低于2m/s時，反應效果較***。在一定的設(shè)備空間內(nèi)，風速同時影響停留時間。一般停留時間增加，廢氣去除效率明顯提高。原因是隨著停留時間的增加，185nm紫外光與有機物的碰撞次數(shù)肯定會增加。當停留時間達到10s時，廢氣降解效率隨著停留時間的延長沒有明顯提高。***別是在低濃度下，延長停留時間并不能等效提高廢氣的去除效率。

在整個光解光催化箱中，只有兩個真實的反應區(qū)域，一個是光解部分的高光功率密度區(qū)域，另一個是光催化部分的催化網(wǎng)界面。其中光解部分要有高的光功率密度和***的面積，這樣降解能力就足夠了。但由于光解的主要降解機理是通過光激發(fā)分子到激發(fā)態(tài)來破壞化學鍵，而不是主要依靠臭氧，所以光解部分要根據(jù)污染物的濃度來設(shè)計，實際上光解區(qū)的停留時間并不長。

光催化的實際反應速度較慢，主要依靠形成高比表面積的氣液界面來提高反應能力，以及形成更多高催化活性的羥基自由基來提高反應效率。

因此，增加光催化反應區(qū)的停留時間比單純增加箱體尺寸更重要！

(4)光源的影響:目前一般選用185nm和254nm的真空紫外燈，但市場上的燈質(zhì)量***莠不齊。

目前市場上的紫外燈主要是低壓汞燈(液態(tài)汞或汞合金燈)，發(fā)射紫外線的機理是汞等離子體狀態(tài)的激發(fā)-發(fā)射光，其中185nm和254nm是其***征光譜。

通過比較185納米和254納米的透光率，燈管的材料一般選擇應時。

(5)合理的空間布局和設(shè)備結(jié)構(gòu):凈化設(shè)備的制造也存在一些需要注意的問題。目前光催化處理VOCs的設(shè)備自動化程度較低，基本沒有自動檢測監(jiān)控功能，無法有效評估產(chǎn)品的整體效果。要正確處理催化劑的排列和數(shù)量，準確處理透光率和氣體流量，合理匹配能量，***化結(jié)構(gòu)。否則，許多設(shè)備的有效去除率遠遠不夠。