光能复合废气净化器技术
此技术是利用特种紫外线波段和高能离子体,在特种催化氧化剂的共同作用下,将废气分子破碎并进一步氧化还原的一种特殊处理方式。该技术由三个单元组成,每个单元本身已经具有除臭和氧化能力。同时,三个单元又能相互补充,相互加强,使有机分子去除效果得到极大的提高。
第一单元为高能离子发生器单元。该技术是通过高能电子激发器,产生大量的活性基团,与污染物进行复杂的物理化学反应,产生高浓度的引发剂、氧化剂。在到达下一单元处理前,分解部分有机污染物。通过扩散,达到均匀,在风力作用下,到达下一个工艺单元。由于此技术的反应较复杂,其分解反应简单示意为:
高能电场+空气→高能电子→受激原子+高能离子→受激原子+高能离子+污染物→受激(游离)自由基团→受激(游离)自由基团+氧(臭氧)→降解的物质
第二单元为光解单元。此单元是利用紫外光的强能量,破碎、切割有机分子链。同时通过分解空气中的氧和水,得到高浓度臭氧,臭氧进一步吸收能量,形成氧化性能更高的自由羟基,氧化废气分子。
各有机分子均是通过各种键连接在一起的,不同的分子键能量不一样,如下图:
键 |
C-C |
C=C |
C≡C |
C-O |
C=O |
C-H |
O-H |
O=O |
键能kJ/mol |
345.6 |
607 |
829 |
352 |
724 |
414 |
463 |
491 |
而真空紫外灯(VUV)可以发射185nm和254nm波长的紫外光。其紫外光的光量子能量分别为647kJ/mol和328kJ/mol,远远高于上表中的单键分子键能量,高于双键分子的键能量。这种光量子同时也能直接光解空气中的水和氧气,生成羟基自由基、臭氧等氧化去除VOCs。
对于苯及苯系物,紫外线发出的光子不能打破苯环大Π键,而苯环的单键能量是介于碳碳单键和碳碳双键之间,当紫外线中的光子不断地撞击苯环单键,苯环中一个键被打破后成为链状有机物,链状有机物就可以被紫外线处理。
光解过程同基于臭氧的氧化技术不同,虽然臭氧在有机分子分解过程中有一定的氧化作用,但光解过程首先第一过程是切割分子键,第二过程是臭氧和羟基的氧化作用,臭氧只是这一单元反应过程的参与者之一。这一单元是两种过程的彼此补充和相互增益。
臭氧的氧化技术在某些场合,是相对成熟的技术,但其分解能力较低下,分解时间较长,在废气的处理过程中,需要更大的能量和较大的设备设计,会导致整个处理设备投资和运行费用较大的增长。
第三单元催化氧化单元。此单元是采用特制的催化氧化剂,这是一种理论上不损耗的材料(被污染需要及时更换),它通过空穴电子对的迁移和复合而参与到废气分子的反应中的,以加快反应速度和反应的彻底性为目的。
此催化氧化剂技术是通过优选的工艺条件,在基材上原位生成纳米级锐钛矿型TiO2 ,其颗粒在基材上的附着强度高,且具有更好的降解气体污染物的能力。
光离复合技术实际上是由这三个单元、多个过程共同作用于废气分子。通过特种紫外光的破碎、切割,高能离子的增强协同,催化氧化剂的补充加速,从而达到降解有机分子的目的。
光能复合催化废气净化器参数(根据具体项目案例另行提供)
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