高科光解光催化技術在VOCs治理中的應用

    光解光催化技術因具有占地面積小、應用范圍廣、運行成本低、設計投資少、不產生二次污染等優勢已被廣泛應用在VOCs廢氣治理中。利用光解光催化原理設計VOCs廢氣處理設備時，需要重視和關注八大技術要點與影響因素。

    1、材料是核心

    在光解光催化設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。

    使用公司獨有的前驅體原位燒結技術制備的光催化材料具有多級復合納米顆粒釉狀結構，顆粒的表面裸露，比表面很大（可達100m2/g），光催化活性高；顆粒之間以共價鍵結合，顆粒之間結合力強，與基底的附著力很強，可超聲清洗不掉粉，使用壽命長。光催化材料的催化性能是市場同類產品的8-10倍，并且已經通過日本神奈川科學技術研究院的權威認證。

    同時，公司通過原位燒結技術將臭氧催化劑活性成分負載到泡沫陶瓷或者蜂窩陶瓷上，高效催化分解臭氧，是市場同類產品的4.5倍，可以高效除去光解產生的臭氧并且協同高效氧化分解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，為具體應用環境提供理論和設計依據。該VOCs降解模型，可以模擬數千風量、數百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據庫，為指導復雜工況條件下的VOCs處理系統設計提供了工藝包和解決方案。

    3、光解光催化的反應機理

    光解：采用高能紫外燈照射廢氣，破壞有機廢氣分子的化學鍵，使之裂解成游離狀態的原子或基團；同時通過裂解混合空氣中的氧氣，使之形成游離的氧原子并結合氧氣形成臭氧。臭氧具有強氧化性，能夠與有機廢氣被裂解生成的原子發生氧化反應生成短鏈分子、二氧化碳和水。

    光催化：采用254nm紫外燈為激發光源，激發價帶上的電子（e-）躍遷到導帶，在價帶上產生相應的空穴（h+），生成具有極強氧化作用的超氧負離子和羥基自由基，將有機廢氣氧化分解成二氧化碳和水。

    4、光解光催化箱體設計

    環保設備voc廢氣處理設備

    采用AnsysFluent6.0軟件對VOCs降解模型流場進行空氣動力學模擬，確定空氣動力學的合理性，并且確定空氣停留的時間。

    在多相光催化反應中，只有控制適宜的環境濕度，才能保證光催化在廢氣處理上快速、高效、安全的應用，因為濕度對吸附-光催化的協同凈化能力既有促進作用又有負面作用，高濕度有利于吸附態有機物的光催化去除，但與此同時也抑制了有機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溫度有很強的依賴性，控制溫度在50℃左右是最合適的。

    7、前處理很重要

    除塵、除油、控濕對提高光催化能力是很重要的

    8、減少臭氧的排放是關鍵

    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，同時協同臭氧分解VOCs氣體。

    催化燃燒技術在廢氣治理中的應用

    催化燃燒技術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，是凈化碳氫化合物廢氣、消除惡臭的有效手段。

    環保設備voc廢氣處理設備

    通過表4可以看出：催化燃燒可處理的有機廢氣種類眾多，但是在處理可聚合的烯烴和苯酚類時，需要引起設備設計者的注意；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。為了更好地發揮催化燃燒催化劑的性能，在設計VOCs廢氣處理裝置時，需關注以下關鍵問題。

    1、催化劑是關鍵

    利用獨有的原材料加工技術制備的催化燃燒催化劑，具有在低溫下氧化有機廢氣效率高、壽命長等特點，原因在于催化劑比表面積大、分散性好、儲氧功能高、熱穩定性高；同時公司生產的催化劑具有貴金屬使用量少的優勢。與市場同類產品相比，具有起燃溫度低、節能的效果。圖3是不同氣體的燃燒溫度。

    環保設備voc廢氣處理設備

    特別要強調的是，在處理含氮的廢氣（包括乙腈、丙烯腈、胺類、肼類等）時，要使用氨氣分解催化劑，能夠把氮控制在氮氣而不是氮氧化物。如果使用常用的催化燃燒催化劑，將產生大量的NOx二次污染物，這種處理情況是要絕對禁止。

    2、催化燃燒反應器

    設計單室催化燃燒反應器，對實驗室評測系統進行放大實驗，模擬不同風量、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，積累豐富的工藝數據，為具體應用環境中的設備設計提供大數據庫。

    3、前處理很重要

    廢氣中的粉塵、顆粒物的濃度應控制在5mg/m3以下；油霧、有機硅或有機磷應該進行通過前處理來避免。

    4、催化劑使用時的注意事項

    總結

    制藥行業產生的有機廢氣種類多、產生量大、有毒有害難處理，按照國家VOCs控制要求，必須對各種有機廢氣進行治理。在制藥廢氣處理上，技術上應考慮的因素包括廢氣性質（組成、含量、溫度、壓力等）、要求的廢氣凈化效率、設備運行安全性、與生產工藝的協同性等。