电补焦油器 影响UV光解设备废气处理效果的主要因素

2020-09-06 20:09:30 63

紫外光解设备具有成本低、占地面积小、无需预处理、除臭效率高等优点,在废气处理中应用较多。研究了影响UV光催化处理VOCs效率的几个主要因素:UV波长、初始温度、初始浓度、相对湿度、停留时间、反应介质等。

根据经验,分析如下:

(1) 废气浓度的影响:UV光催化处理VOCs适用于喷涂车间、印刷、电子、制药、食品等行业产生的低浓度有机废气。当浓度低于20.200ppm时,效果良好。随着VOCs浓度的增加,降解效率也随之降低。目前,185nm和254nm波段的真空紫外灯得到了广泛的应用,这是由于真空紫外灯所发射的紫外能量强度有限,单位时间光解能量不足,效率降低所致。因此,单纯增加管数不能解决有机气体浓度过高的问题,紫外光解技术不适合高浓度的VOCs气体。

(2) 低相对湿度的影响:在一定湿度下,氧气吸收了185nm紫外线的大部分,但随着湿度的进一步增加,部分原因是水蒸气和氧气竞争吸收185nm紫外线,水蒸气吸收了更多的185nm紫外线,同时产生更多的羟基自由基。水蒸气与活性氧反应生成羟基自由基。羟基自由基的氧化比臭氧和活性氧强,因此光降解速度明显加快,促进了单位时间内废气去除率的提高。试验表明,在30-65%的相对湿度范围内,光降解效率提高,在70%以上时,光降解效率降低。

(3) 风速和一定湿度差的影响:大量实验表明,风速越大,水汽进出口的一定湿度差越小。这也意味着风速越大,产生的羟基自由基就越少。因此,在风速较小的情况下,羟基自由基对VOCs的贡献较大。在风速较大的情况下,羟基自由基对VOCs降解的影响非常有限。在设备试验中,风速小于2m/s时真空废气处理,反应效果良好。风速大于6m/s时,水汽进出口的湿度差很小,光催化效率很低。在一定的设备空间内,风速同时影响着停留时间。一般情况下,停留时间增加,废气的去除率显著提高。其原因是停留时间增加,185nm紫外光与有机物的碰撞次数增加。当停留时间达到10s时,随着停留时间的延长,废气的降解效率并没有显著提高。因此,在低浓度下,延长停留时间并不能提高废气的去除效率。

(4) 光源的选择及影响:目前一般选用185nm和254nm的真空紫外灯。市场上紫外线灯的质量各不相同。真空紫外设备进口风速影响紫外灯表面温度。灯的表面温度直接关系到紫外灯的发光效率。当灯具表面温度高于一定值时,会直接影响发光效率。随着风速的增加和臭氧浓度的降低,臭氧的产生没有明显的变化,说明真空紫外线已经以3m/s的速度被空气中的氧气完全吸收,灯本身产生的臭氧也没有随着进气量的增加而明显增加。在自然状态下,臭氧和甲苯之间没有化学反应。臭氧与真空紫外结合对许多有机废气有降解作用。254 nm的紫外光可以促进臭氧产生氧自由基,从而可以氧化废气分子。空气中的臭氧和水汽会产生羟基自由基,从而氧化甲苯和其他废气。

(5) 合理的设备空间布局和结构:净化设备制造中也存在一些问题。目前,UV光催化处理VOCs设备的自动化水平较低,基本上没有自动检测和监控功能,无法有效评价产品的整体效果。为了合理处理催化剂的布置和用量,准确处理透明度和气体流量,进行合理的能量匹配和结构优化真空废气处理,否则,许多设备的有效去除率远远不够。

一般来说,设备能适应大部分废气的处理,但也有一定的局限性。对于高浓度、高风量的废气,紫外线光解设备常与活性炭装置、喷雾塔、催化燃烧装置等配套使用,视情况而定。

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