高科光解光催化技術(shù)在VOCs治理中的應(yīng)用

    光解光催化技術(shù)因具有占地面積小、應(yīng)用范圍廣、運(yùn)行成本低、設(shè)計(jì)投資少、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢(shì)已被廣泛應(yīng)用在VOCs廢氣治理中。利用光解光催化原理設(shè)計(jì)VOCs廢氣處理設(shè)備時(shí)，需要重視和關(guān)注八大技術(shù)要點(diǎn)與影響因素。

    1、材料是核心

    在光解光催化設(shè)備中用到的材料有兩種，一種是光催化材料，另一種是臭氧催化材料。

    使用公司獨(dú)有的前驅(qū)體原位燒結(jié)技術(shù)制備的光催化材料具有多級(jí)復(fù)合納米顆粒釉狀結(jié)構(gòu)，顆粒的表面裸露，比表面很大（可達(dá)100m2/g），光催化活性高；顆粒之間以共價(jià)鍵結(jié)合，顆粒之間結(jié)合力強(qiáng)，與基底的附著力很強(qiáng)，可超聲清洗不掉粉，使用壽命長(zhǎng)。光催化材料的催化性能是市場(chǎng)同類產(chǎn)品的8-10倍，并且已經(jīng)通過(guò)日本神奈川科學(xué)技術(shù)研究院的權(quán)威認(rèn)證。

    同時(shí)，公司通過(guò)原位燒結(jié)技術(shù)將臭氧催化劑活性成分負(fù)載到泡沫陶瓷或者蜂窩陶瓷上，高效催化分解臭氧，是市場(chǎng)同類產(chǎn)品的4.5倍，可以高效除去光解產(chǎn)生的臭氧并且協(xié)同高效氧化分解VOCs廢氣。

    2、光解光催化降解模型

    建立光解光催化VOCs降解模型，為具體應(yīng)用環(huán)境提供理論和設(shè)計(jì)依據(jù)。該VOCs降解模型，可以模擬數(shù)千風(fēng)量、數(shù)百ppm濃度、不同濕度、不同背底VOCs氣體、不同陣列條件下的降解性能，形成了豐富的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，為指導(dǎo)復(fù)雜工況條件下的VOCs處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了工藝包和解決方案。

    3、光解光催化的反應(yīng)機(jī)理

    光解：采用高能紫外燈照射廢氣，破壞有機(jī)廢氣分子的化學(xué)鍵，使之裂解成游離狀態(tài)的原子或基團(tuán)；同時(shí)通過(guò)裂解混合空氣中的氧氣，使之形成游離的氧原子并結(jié)合氧氣形成臭氧。臭氧具有強(qiáng)氧化性，能夠與有機(jī)廢氣被裂解生成的原子發(fā)生氧化反應(yīng)生成短鏈分子、二氧化碳和水。

    光催化：采用254nm紫外燈為激發(fā)光源，激發(fā)價(jià)帶上的電子（e-）躍遷到導(dǎo)帶，在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴（h+），生成具有極強(qiáng)氧化作用的超氧負(fù)離子和羥基自由基，將有機(jī)廢氣氧化分解成二氧化碳和水。

    4、光解光催化箱體設(shè)計(jì)

    環(huán)保設(shè)備voc廢氣處理設(shè)備

    采用AnsysFluent6.0軟件對(duì)VOCs降解模型流場(chǎng)進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)模擬，確定空氣動(dòng)力學(xué)的合理性，并且確定空氣停留的時(shí)間。

    在多相光催化反應(yīng)中，只有控制適宜的環(huán)境濕度，才能保證光催化在廢氣處理上快速、高效、安全的應(yīng)用，因?yàn)闈穸葘?duì)吸附-光催化的協(xié)同凈化能力既有促進(jìn)作用又有負(fù)面作用，高濕度有利于吸附態(tài)有機(jī)物的光催化去除，但與此同時(shí)也抑制了有機(jī)物在廣催化劑表面的富集吸附。

    6、溫度很重要

    紫外燈管的功率輸出對(duì)溫度有很強(qiáng)的依賴性，控制溫度在50℃左右是最合適的。

    7、前處理很重要

    除塵、除油、控濕對(duì)提高光催化能力是很重要的

    8、減少臭氧的排放是關(guān)鍵

    使用臭氧催化劑，使臭氧分解甚至可以零排放，減少二次污染，同時(shí)協(xié)同臭氧分解VOCs氣體。

    催化燃燒技術(shù)在廢氣治理中的應(yīng)用

    催化燃燒技術(shù)是在催化燃燒催化劑的作用下，將VOCs廢氣在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O，是凈化碳?xì)浠衔飶U氣、消除惡臭的有效手段。

    環(huán)保設(shè)備voc廢氣處理設(shè)備

    通過(guò)表4可以看出：催化燃燒可處理的有機(jī)廢氣種類眾多，但是在處理可聚合的烯烴和苯酚類時(shí)，需要引起設(shè)備設(shè)計(jì)者的注意；另外，由于催化劑容易在含硫、含鹵的氣氛中中毒，所以只可處理低硫、低鹵素濃度的廢氣或者使用耐硫、耐鹵素的催化劑。為了更好地發(fā)揮催化燃燒催化劑的性能，在設(shè)計(jì)VOCs廢氣處理裝置時(shí)，需關(guān)注以下關(guān)鍵問(wèn)題。

    1、催化劑是關(guān)鍵

    利用獨(dú)有的原材料加工技術(shù)制備的催化燃燒催化劑，具有在低溫下氧化有機(jī)廢氣效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，原因在于催化劑比表面積大、分散性好、儲(chǔ)氧功能高、熱穩(wěn)定性高；同時(shí)公司生產(chǎn)的催化劑具有貴金屬使用量少的優(yōu)勢(shì)。與市場(chǎng)同類產(chǎn)品相比，具有起燃溫度低、節(jié)能的效果。圖3是不同氣體的燃燒溫度。

    環(huán)保設(shè)備voc廢氣處理設(shè)備

    特別要強(qiáng)調(diào)的是，在處理含氮的廢氣（包括乙腈、丙烯腈、胺類、肼類等）時(shí)，要使用氨氣分解催化劑，能夠把氮控制在氮?dú)舛皇堑趸?。如果使用常用的催化燃燒催化劑，將產(chǎn)生大量的NOx二次污染物，這種處理情況是要絕對(duì)禁止。

    2、催化燃燒反應(yīng)器

    設(shè)計(jì)單室催化燃燒反應(yīng)器，對(duì)實(shí)驗(yàn)室評(píng)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，模擬不同風(fēng)量、不同VOCs濃度、不同VOCs處理氣體、含硫和含鹵素氣體、不同濕度、不同氧濃度、不同VOCs混合氣體情況下的催化效率，積累豐富的工藝數(shù)據(jù)，為具體應(yīng)用環(huán)境中的設(shè)備設(shè)計(jì)提供大數(shù)據(jù)庫(kù)。

    3、前處理很重要

    廢氣中的粉塵、顆粒物的濃度應(yīng)控制在5mg/m3以下；油霧、有機(jī)硅或有機(jī)磷應(yīng)該進(jìn)行通過(guò)前處理來(lái)避免。

    4、催化劑使用時(shí)的注意事項(xiàng)

    總結(jié)

    制藥行業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣種類多、產(chǎn)生量大、有毒有害難處理，按照國(guó)家VOCs控制要求，必須對(duì)各種有機(jī)廢氣進(jìn)行治理。在制藥廢氣處理上，技術(shù)上應(yīng)考慮的因素包括廢氣性質(zhì)（組成、含量、溫度、壓力等）、要求的廢氣凈化效率、設(shè)備運(yùn)行安全性、與生產(chǎn)工藝的協(xié)同性等。