喷漆、印刷、纺织、化工、垃圾站、污水等产生的恶臭气体通过废气收集排风设备进入到装有UV光解设备内部后,高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应,通过催化剂作用下,利用光子能量,产生化学反应,使恶臭气体有机化学污污染物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排出室外,实现达标排放。
目前对工厂生产中产生的有机污染物,常见有活性炭吸附、低温等离子、燃烧法、生物除臭法等各种方法,综合考虑成本 、净化率等各种因素,UV光解除臭设备所采用的光催化技术,是一种理想的除臭方法,得到的广泛的应用。
绿河牌UV高效光解废气净化设备采用的大功率高能紫外线发射管,光子能量分别为742 KJ/mol和647 KJ/mol。要裂解切断污染物质分子的分子键,就要使用发出比污染物质分子的结合能强的光子能。
表2列出了主要的化学分子的结合能。由表2可知,大多数化学物质的分子结合能比170nm及184.9nm波长紫外线的光子能量低 ,所以,本UV高效光解净化设备能分解除碳,钙,金属外的大多数化学物质。
高分子污染物质分子键,经过高能紫外线光能的裂解及臭氧的氧化聚合作用,转变聚合成低分子无害或低害物质如H2O, CO2等。
臭氧产生的分子式:UVD→O2=O-+O+=O2+O- O2+O+→O3
污染物质分子裂解转化的过程为:
UVD→H2S=H++H-+S→H+O3 S+O3→ H2O+SO42-
UVD→CS2=C+O3S-+S++O3→CO2+SO4 2-
例:苯分子光解机理:
苯的分子结构和分子键结合能:
苯是由氢原子(1s1) 和碳原子(1s22s22px12py1)构成的
苯(benzene, C6H6)有机化合物,是组成结构最简单的芳香烃,在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强烈的芳香气味。苯可燃,有毒,为IARC类致癌物。苯难溶于水,易溶于有机溶剂,本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环,是最简单的芳环。苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基,用Ph表示。因此苯也可表示为PhH。
苯与苯基
CAS号 71-43-2 沸点 353.25 K (80.1 ℃)
RTECS号 CY1400000
C=C、C-C、C-H键键能分别为611kJ/mol、332kJ/mol、414kJ/mol
SMILES C1=CC=CC=C1 在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水
化学式 C6H6 结构 平面六边形
密度 0.8786 g/mL 闪点 -10.11℃(闭杯)
熔点 278.65 K (5.5 ℃) 自燃温度 562.22℃
摩尔质量 78.11 g mol-1
标准摩尔熵So 298 173.26 J/mol·K
标准摩尔热容 Cpo 135.69 J/mol·K (298.15 K)
根据苯物质结构特性,我们不难理解,当UV光子能量大于611 kJ/mol时(取大键能值),苯环将被断开,形成离子状态的C- C+ C- C+ C- C+及H- H+ H- H+ H- H+ 并极易分别与臭氧发生氧化反应。苯分子(C6H6)最终裂解氧化生成为CO2及H2O。而我们UV光解净化设备所提供的的UV光子能量为647~704 kJ/mol(对应波长为184.9~170nm),裂解苯物质是轻而易举的。目前我司正在研发UV光子能量高达800 kJ/mol(波长149.5nm)的净化产品。
下表列出常见的恶臭废气化学性质及其光解氧化机理。
由上述分子式可见,高能紫外线光能将高分子量的恶臭化学物质,裂解为独立的、呈游离状态的污染物原子,再通过分解空气中的氧气,产生性质活跃的正负氧离子,继而生成臭氧,同时将裂解为独立的、呈游离状态的污染物原子通过臭氧的氧化反应,重新聚合成低分子的化合物如:水、二氧化碳等。
UV高效光解氧化是目前工业恶臭废气处理技术中领先的技术之一,“UV高效光解氧化模块”的设计和开发充分考虑了工业恶臭废气性质的不确定性和复杂性,从工程的设计、配套、安装、调试、维护等方面提供了极大的可行性、可靠性、灵活性。并具有以下特点:
1、恶臭气体进入到装有特殊频段的高效紫外线灯管的UV高效光解氧化模块的反应腔后,高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应,使恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。
2、利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。臭氧对紫外线光束照射分解后的有机物具有极强的氧化作用,对恶臭气体及其它刺激性异味有良好的消除效果。
3、利用高能UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。
4、本模块无任何机械装置,无运动噪音,无需专人管理和日常维护,只需作定期检查维护,维护和能耗低,几乎没有风阻,相对可节约大量排风动力能耗。因采用光解原理,模块采取隔爆处理,不存在安全隐患,防火、防爆、防腐蚀性能高,设备性能安全稳定,更加适用于高湿度、高浓度易燃易爆废气的场合。
光催化技术是一种利用新型的复合纳米高科技功能材料的技术,也是普遍应用于很多空气净化的技术。光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下受激生成电子—空穴对,空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基,电子使其周围的氧还原成活性离子氧,从而具备极强的氧化—还原作用,将光催化剂表面的各种污染物摧毁,从而在空气净化效果。并具有以下特点:
1、光催化是常温深度反应的技术。光催化氧化可在常温下将废空中的有机污染物完全氧化成无毒、无害的物质。
2、光催化可利用特殊光源特别是和UV光解氧化模块结合使用,利用其所产生的特殊紫外线光和臭氧来活化光催化剂,驱动氧化—还原反应,而且光催化剂在反应过程中并不消耗。从能源角度而言,这一特性使得光催化技术更具魅力。
3、用活性炭纤维作为活化光催化剂载体,采用光催化和颗粒活性炭过滤相结合,一方面作为利用活性炭纤维的高效大面积多孔载体,另一方面利用颗粒活性炭作为高效的过滤材料及氧化床,使得废气处理的效果更好。
绿河环保是一家拥有高新科技和专业服务的环保企业。公司致力于保护和美化生态环境事业,从事环保产品的研发、生产和销售,绿河拥有一支掌握行业领先的环保技术和专业化服务技能并具有多年环保从业经验的专家队伍。公司长期和国内多家环保研发机构和高等院校建立了良好的互动关系。
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