影响处理效果的主要因素

通过设备改进和实验室试验,主要从影响UV光催化治理VOCs效率的主要因素UV波长,起始温度,初始浓度,相对湿度,停留时间,反应介质等进行研究,找到*反应效率和zui低能耗。

(1) 废气浓度的影响：UV光催化治理VOCs适合的应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,对于20-200ppm以下的浓度效果较好,随着VOCs浓度增高,降解效率也会随之降低。

(2) 低相对湿度的影响：对于一定的湿度条件下,氧气吸收了大部分185nm紫外光,但是随着湿度的进一步增加,一部分是水蒸气与氧气竞争吸收185nm波长的紫外光,水蒸气吸收了更多的185nm紫外光,同时产生更多羟基自由基。水蒸气与活性氧反应生成羟基自由基,羟基自由基的氧化性要强于臭氧和活性氧,从而光解的速度明显加快,促进单位时间内对于废气去除率的增加,试验证明相对湿度在30-65%这个范围,光解效率是上升的,相对湿度超过70%后随之逐渐下降。

(3) 风速的影响：大量实验证明风速越大,水蒸气进出口的jue对湿度差越小,这也就是说风速越大,羟基自由基产生量的jue对值也会越少。因此在风速小的工况下,羟基自由基对挥发性有机物VOCs的贡献大,风速大的工况下,羟基自由基对有机物降解的作用就会变得十分有限。风速也会影响紫外灯的灯管表面温度,灯管表面温度与紫外灯的发光效率有直接关系,灯表温高于某一数值时会直接影响其发光效率。在设备测试中,风速在低于2m/s的时候,反应效果较好。在一定的设备空间内,风速同时影响了停留时间,一般停留时间增加,废气的去除效率有明显增高。原因是停留时间增加,185nm紫外光和有机物碰撞次数一定增加。当停留时间达到10s后,延长停留时间,废气的降解效率增加并不明显。尤其是在低浓度下,延长停留时间并不能等效增加废气的去除效率。

在整个光解光催化箱体中,真正的反应区域只有两个,一个是光解部分的高光功率密度区域,一个是光催化部分的催化网界面。其中光解部分要光功率密度足够高,区域足够大,这样降解能力才足够。但由于光解主要降解机理是光激发分子到激发态导致化学键断断裂,而不是主要靠臭氧,因此光解部分要根据污染物成分浓度做相应设计,实际上光解区域的停留时间并不长。

光催化实际反应速度较慢,主要是靠高比表面积形成气-液界面提高反应容量,通过高催化活性形成更多的羟基自由基提高反应效率。

因此,更重要的是提高光催化反应区域的停留时间,而不是简单增加箱体尺寸！

(4) 光源的影响：目前,一般选择185nm和254nm两个波段的真空紫外灯,但市场上的UV灯管质量良莠不齐。

目前,市场上主要的紫外灯都是低压汞灯（液汞或汞齐灯）,发出紫外线的机理是利用汞等离子体状态的激发-发射光,其中185nm和254nm是其特征波谱。

通过对比185nm和254nm的透过率,灯管材质一般选合成石英。

(5) 合理的设备空间布局和结构：对于净化设备的制造也有一些问题要注意,目前UV光催化治理VOCs设备的自动化程度低,基本还没有自动检测和监控功能,所以对产品的整体效果不能够进行有效的效率评估。要合理的处理好催化剂的布置、数量,要准确处理好透光性和气体的流速,要进行合理的能量匹配和结构优化,否则,很多设备的有效去除率是远远不够的。

不同的灯管排布方式

紫外灯的光功率随距离衰减很快,因此光解部分的紫外灯不能排布太分散,否则光解空间的紫外灯光功率太低,导致降解效率急剧下降。当然太密也不行,一方面温度会太高,另一方面镇流器不好放置。建议光解紫外灯间距不应该大于10厘米,光催化部分紫外灯间距不大于10厘米,灯到光触媒网的间距不大于8厘米较好。