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影響uv光解廢氣處理設(shè)備凈化效率的5大因素
來源:www.lidejie.com.cn 發(fā)布時(shí)間:2021年12月15日
根據(jù)某環(huán)境研究所提供的資料顯示,在實(shí)驗(yàn)室條件下,采用UV光解工藝對(duì)單一的有機(jī)廢氣物質(zhì)或惡臭氣體物質(zhì)嚴(yán)格控制進(jìn)氣濃度、氣量及其他條件時(shí),UV光解設(shè)備功率充足的情況下,測(cè)得UV光解凈化效率均可達(dá)到99%以上。
但實(shí)際運(yùn)用過程中,由于受到各種因素或者條件的影響,如廢氣成分復(fù)雜,廢氣濃度不穩(wěn)定或者不能達(dá)到uv光解凈化設(shè)備所需最適用的范圍(濃度過高或過低均會(huì)影響其凈化去除率),風(fēng)量、氣壓、溫度、濕度等環(huán)境條件不穩(wěn)定或者達(dá)不到UV光解設(shè)備凈化的要求,廢氣預(yù)處理做的不夠理想,后續(xù)排放管道沒有留夠充足的氧化反應(yīng)管道等等,導(dǎo)致UV光解凈化設(shè)備的凈化效率參差不齊,差異很大,甚至在滿足所有外在條件的基礎(chǔ)上,處理不同成分的廢氣其凈化效率也有差別。所以很難單純的去界定一套UV光解凈化設(shè)備對(duì)廢氣的凈化去除率,我們只能說盡量的去調(diào)整影響UV光解凈化設(shè)備凈化率的各種因素,盡量的去提高UV光解凈化工藝的凈化效率。接下來我們?cè)敿?xì)說說影響uv光解廢氣處理設(shè)備凈化效率的5大因素。
uv光解凈化設(shè)備凈化效率
1.廢氣濃度的影響:UV光催化處理VOCs適用于噴涂車間、印刷、電子、制藥、食品等行業(yè)產(chǎn)生的低濃度有機(jī)廢氣。當(dāng)濃度低于20.200ppm時(shí),效果良好。隨著VOCs濃度的增加,降解效率也隨之降低。目前,185nm和254nm波段的真空紫外燈得到了廣泛的應(yīng)用,這是由于真空紫外燈所發(fā)射的紫外能量強(qiáng)度有限,單位時(shí)間光解能量不足,效率降低所致。因此,單純?cè)黾庸軘?shù)不能解決有機(jī)氣體濃度過高的問題,紫外光解技術(shù)不適合高濃度的VOCs氣體。
2.低相對(duì)濕度的影響:在一定濕度下,氧氣吸收了185nm紫外線的大部分,但隨著濕度的進(jìn)一步增加,部分原因是水蒸氣和氧氣競(jìng)爭(zhēng)吸收185nm紫外線,水蒸氣吸收了更多的185nm紫外線,同時(shí)產(chǎn)生更多的羥基自由基。水蒸氣與活性氧反應(yīng)生成羥基自由基。羥基自由基的氧化比臭氧和活性氧強(qiáng),因此光降解速度明顯加快,促進(jìn)了單位時(shí)間內(nèi)廢氣去除率的提高。試驗(yàn)表明,在30-65%的相對(duì)濕度范圍內(nèi),光降解效率提高,在70%以上時(shí),光降解效率降低。
3.風(fēng)速和一定濕度差的影響:大量實(shí)驗(yàn)表明,風(fēng)速越大,水汽進(jìn)出口的一定濕度差越小。這也意味著風(fēng)速越大,產(chǎn)生的羥基自由基就越少。因此,在風(fēng)速較小的情況下,羥基自由基對(duì)VOCs的貢獻(xiàn)較大。在風(fēng)速較大的情況下,羥基自由基對(duì)VOCs降解的影響非常有限。在設(shè)備試驗(yàn)中,風(fēng)速小于2m/s時(shí),反應(yīng)效果良好。風(fēng)速大于6m/s時(shí),水汽進(jìn)出口的濕度差很小,光催化效率很低。在一定的設(shè)備空間內(nèi),風(fēng)速同時(shí)影響著停留時(shí)間。一般情況下,停留時(shí)間增加,廢氣的去除率顯著提高。其原因是停留時(shí)間增加,185nm紫外光與有機(jī)物的碰撞次數(shù)增加。當(dāng)停留時(shí)間達(dá)到10s時(shí),隨著停留時(shí)間的延長(zhǎng),廢氣的降解效率并沒有顯著提高。因此,在低濃度下,延長(zhǎng)停留時(shí)間并不能提高廢氣的去除效率。
4.光源的選擇及影響:目前一般選用185nm和254nm的真空紫外燈。市場(chǎng)上紫外線燈的質(zhì)量各不相同。真空紫外設(shè)備進(jìn)口風(fēng)速影響紫外燈表面溫度。燈的表面溫度直接關(guān)系到紫外燈的發(fā)光效率。當(dāng)燈具表面溫度高于一定值時(shí),會(huì)直接影響發(fā)光效率。隨著風(fēng)速的增加和臭氧濃度的降低,臭氧的產(chǎn)生沒有明顯的變化,說明真空紫外線已經(jīng)以3m/s的速度被空氣中的氧氣完全吸收,燈本身產(chǎn)生的臭氧也沒有隨著進(jìn)氣量的增加而明顯增加。在自然狀態(tài)下,臭氧和甲苯之間沒有化學(xué)反應(yīng)。臭氧與真空紫外結(jié)合對(duì)許多有機(jī)廢氣有降解作用。254 nm的紫外光可以促進(jìn)臭氧產(chǎn)生氧自由基,從而可以氧化廢氣分子。空氣中的臭氧和水汽會(huì)產(chǎn)生羥基自由基,從而氧化甲苯和其他廢氣。
5.合理的設(shè)備空間布局和結(jié)構(gòu):凈化設(shè)備制造中也存在一些問題。目前,UV光催化處理VOCs設(shè)備的自動(dòng)化水平較低,基本上沒有自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)控功能,無法有效評(píng)價(jià)產(chǎn)品的整體效果。為了合理處理催化劑的布置和用量,*確處理透明度和氣體流量,進(jìn)行合理的能量匹配和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,否則,許多設(shè)備的有效去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
在以上各種因素都比較適宜的條件下,UV光解凈化系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中是可以達(dá)到90%以上的,甚至某些成分的廢氣其凈化效率可以達(dá)到95%以上甚至更高。
但實(shí)際運(yùn)用過程中,由于受到各種因素或者條件的影響,如廢氣成分復(fù)雜,廢氣濃度不穩(wěn)定或者不能達(dá)到uv光解凈化設(shè)備所需最適用的范圍(濃度過高或過低均會(huì)影響其凈化去除率),風(fēng)量、氣壓、溫度、濕度等環(huán)境條件不穩(wěn)定或者達(dá)不到UV光解設(shè)備凈化的要求,廢氣預(yù)處理做的不夠理想,后續(xù)排放管道沒有留夠充足的氧化反應(yīng)管道等等,導(dǎo)致UV光解凈化設(shè)備的凈化效率參差不齊,差異很大,甚至在滿足所有外在條件的基礎(chǔ)上,處理不同成分的廢氣其凈化效率也有差別。所以很難單純的去界定一套UV光解凈化設(shè)備對(duì)廢氣的凈化去除率,我們只能說盡量的去調(diào)整影響UV光解凈化設(shè)備凈化率的各種因素,盡量的去提高UV光解凈化工藝的凈化效率。接下來我們?cè)敿?xì)說說影響uv光解廢氣處理設(shè)備凈化效率的5大因素。
uv光解凈化設(shè)備凈化效率
1.廢氣濃度的影響:UV光催化處理VOCs適用于噴涂車間、印刷、電子、制藥、食品等行業(yè)產(chǎn)生的低濃度有機(jī)廢氣。當(dāng)濃度低于20.200ppm時(shí),效果良好。隨著VOCs濃度的增加,降解效率也隨之降低。目前,185nm和254nm波段的真空紫外燈得到了廣泛的應(yīng)用,這是由于真空紫外燈所發(fā)射的紫外能量強(qiáng)度有限,單位時(shí)間光解能量不足,效率降低所致。因此,單純?cè)黾庸軘?shù)不能解決有機(jī)氣體濃度過高的問題,紫外光解技術(shù)不適合高濃度的VOCs氣體。
2.低相對(duì)濕度的影響:在一定濕度下,氧氣吸收了185nm紫外線的大部分,但隨著濕度的進(jìn)一步增加,部分原因是水蒸氣和氧氣競(jìng)爭(zhēng)吸收185nm紫外線,水蒸氣吸收了更多的185nm紫外線,同時(shí)產(chǎn)生更多的羥基自由基。水蒸氣與活性氧反應(yīng)生成羥基自由基。羥基自由基的氧化比臭氧和活性氧強(qiáng),因此光降解速度明顯加快,促進(jìn)了單位時(shí)間內(nèi)廢氣去除率的提高。試驗(yàn)表明,在30-65%的相對(duì)濕度范圍內(nèi),光降解效率提高,在70%以上時(shí),光降解效率降低。
3.風(fēng)速和一定濕度差的影響:大量實(shí)驗(yàn)表明,風(fēng)速越大,水汽進(jìn)出口的一定濕度差越小。這也意味著風(fēng)速越大,產(chǎn)生的羥基自由基就越少。因此,在風(fēng)速較小的情況下,羥基自由基對(duì)VOCs的貢獻(xiàn)較大。在風(fēng)速較大的情況下,羥基自由基對(duì)VOCs降解的影響非常有限。在設(shè)備試驗(yàn)中,風(fēng)速小于2m/s時(shí),反應(yīng)效果良好。風(fēng)速大于6m/s時(shí),水汽進(jìn)出口的濕度差很小,光催化效率很低。在一定的設(shè)備空間內(nèi),風(fēng)速同時(shí)影響著停留時(shí)間。一般情況下,停留時(shí)間增加,廢氣的去除率顯著提高。其原因是停留時(shí)間增加,185nm紫外光與有機(jī)物的碰撞次數(shù)增加。當(dāng)停留時(shí)間達(dá)到10s時(shí),隨著停留時(shí)間的延長(zhǎng),廢氣的降解效率并沒有顯著提高。因此,在低濃度下,延長(zhǎng)停留時(shí)間并不能提高廢氣的去除效率。
4.光源的選擇及影響:目前一般選用185nm和254nm的真空紫外燈。市場(chǎng)上紫外線燈的質(zhì)量各不相同。真空紫外設(shè)備進(jìn)口風(fēng)速影響紫外燈表面溫度。燈的表面溫度直接關(guān)系到紫外燈的發(fā)光效率。當(dāng)燈具表面溫度高于一定值時(shí),會(huì)直接影響發(fā)光效率。隨著風(fēng)速的增加和臭氧濃度的降低,臭氧的產(chǎn)生沒有明顯的變化,說明真空紫外線已經(jīng)以3m/s的速度被空氣中的氧氣完全吸收,燈本身產(chǎn)生的臭氧也沒有隨著進(jìn)氣量的增加而明顯增加。在自然狀態(tài)下,臭氧和甲苯之間沒有化學(xué)反應(yīng)。臭氧與真空紫外結(jié)合對(duì)許多有機(jī)廢氣有降解作用。254 nm的紫外光可以促進(jìn)臭氧產(chǎn)生氧自由基,從而可以氧化廢氣分子。空氣中的臭氧和水汽會(huì)產(chǎn)生羥基自由基,從而氧化甲苯和其他廢氣。
5.合理的設(shè)備空間布局和結(jié)構(gòu):凈化設(shè)備制造中也存在一些問題。目前,UV光催化處理VOCs設(shè)備的自動(dòng)化水平較低,基本上沒有自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)控功能,無法有效評(píng)價(jià)產(chǎn)品的整體效果。為了合理處理催化劑的布置和用量,*確處理透明度和氣體流量,進(jìn)行合理的能量匹配和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,否則,許多設(shè)備的有效去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
在以上各種因素都比較適宜的條件下,UV光解凈化系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中是可以達(dá)到90%以上的,甚至某些成分的廢氣其凈化效率可以達(dá)到95%以上甚至更高。
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