一、光氧催化廢氣處理環(huán)保設(shè)備原理
1、關(guān)于紫外線
紫外線是電磁波譜中波長從100nm(納米)到400nm輻射的總稱，其中波長100nm到200nm的為真空紫外線(UV-D)，波長200nm到280nm為短波紫外線(UV-C)，波長280nm到315nm的為中波紫外線(UV-B)，波長315nm到400nm的為長波紫外線(UV-A)。紫外線的波長與能量成反比。波長越長，穿透皮膚或空氣能力越強。波長越短，能量越強，越容易導(dǎo)致皮膚病變。UV-D無法在空氣中有效傳播，而波長較短的UV-C則幾乎被臭氧層吸收，故自然界太陽光中的紫外線，主要以UV-A和UV-B為主，其中UV-A約占98.1%，UV-B占1.1%。多說幾句，UV-A可穿透皮膚表皮到達***，并對皮膚的表皮黑色素發(fā)生作用，從而引起皮膚黑色素沉著，使皮膚變黑。而UV-B幾乎無法穿透皮膚表皮，少量照射皮膚會促進血液循環(huán)，生成維生素D3，有保健作用，發(fā)射UV-B波段的紫外線燈也俗稱保健燈，但當(dāng)能量較高的UV-B長時間作用于皮膚時，可發(fā)生光照性皮炎，皮膚上出現(xiàn)紅斑、癢、水皰、水腫等，而紫外線過量照射，還可引起皮膚癌。每天適量曬曬太陽，能補充鈣質(zhì)，對人體是有益處的，一般一天曬15分鐘就足夠了，如果被紫外線過多輻射的話，就會損害人體的皮膚。除了曬黑曬傷皮膚，紫外線還會加速皮膚老化。短波紫外線燈利用汞原子特性在氣體放電時把汞蒸氣激發(fā)放射出254nm的UV-C和185nm的UV-D波長的紫外線，UV-A和和UV-B是254nm的UV-C照射對應(yīng)的熒光粉發(fā)出的紫外線，順便提一下，短波UV-C目前被廣泛用于殺菌消毒功能產(chǎn)品，它放射的紫外線能量較大，如果沒有防護措施，極易對人體造成巨大傷害。如果裸露的肌膚被這類紫外線燈照射，輕者會出現(xiàn)紅腫、疼癢、脫屑；重者甚至?xí)l(fā)癌變、皮膚腫瘤等。同時，它也是眼睛的“隱形殺手”，會引起結(jié)膜、角膜發(fā)炎，長期照射可能會導(dǎo)致白內(nèi)障。
2、廢氣處理主要處理什么？
VOC（揮發(fā)性有機物）主要包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氰酸酯（TDI）、二異氰甲苯酯等和揮發(fā)性惡臭氣體如不飽和烴（如丁二烯、苯乙烯）、氮化物（如氨、甲基胺、糞臭素）、硫化物（如硫化氫、硫化甲基）、氯烴（如氯仿）、含氧烴（如丙酮）、植物精油（如樟腦油）等化合物。
惡臭污染物質(zhì)大多是氣相污染物，主要由碳、氫、氧、氮、硫、鹵素等元素構(gòu)成。就化學(xué)結(jié)構(gòu)而言，臭味物質(zhì)分子多因具剩余電子，而有刺激人類嗅覺的特性。
廢氣處理技術(shù)目前分為物理、化學(xué)、生物等三大類，一般可用單一技術(shù)或兩種以上技術(shù)組合來完成單一臭氣處理工作。常用的物理法是活性碳吸附或酸堿水洗噴淋，化學(xué)法是化學(xué)洗滌、焚化，生物法則包括生物洗滌、植物液噴灑、生物滴濾、生物濾床等，而在物理法除臭技術(shù)上，又研發(fā)出了等離子體法除臭。
而采用254nm波長+185nm波長雙波段高效紫外線燈來處理廢氣在近兩年由國外傳至國內(nèi)，目前在國內(nèi)也得到廣泛應(yīng)用。本質(zhì)一是應(yīng)用了紫外線燈UVD185納米波段和O2結(jié)合產(chǎn)生的O3臭氧來氧化還原反應(yīng)廢氣，二是利用185納米短波紫外線的高能量來裂解有機廢氣，三是利用254納米紫外線照射涂有TIO2的媒介產(chǎn)生-OH來氧化有機廢氣。
3、常見的廢氣污染物化學(xué)性質(zhì)及其物質(zhì)光解氧化轉(zhuǎn)換表
序號 | 名 | 分 | 分 | 氣味特征 | 主要化學(xué)鍵 | 對應(yīng)化學(xué)鍵鍵能KJ/mol | 光化學(xué)反應(yīng)***終產(chǎn)物 |
1 | 氨 | NH3 | 17 | 強刺激氣味，無色氣體。 | H-N | 389 | H2O、N2 |
2 | 硫化氫 | H2S | 34 | 有臭雞蛋氣味，無色氣體 | H-S | 339 | H2O 、SO42- |
3 | 三甲胺 | C3H9N | 59 | 無色氣體，有魚腥惡臭 | C-H、C-N | 414、305 | H2O 、N2、CO2 |
4 | 苯酚 | C6H5OH | 94 | 常溫下為一種無色或白色晶體有特殊芳香氣味 | C=C、C-H | 611、414、326 | H2O、CO2 |
5 | 苯 | C6H6 | 78 | 常溫下為一種無色、有甜味的透明液體，并具有強烈的芳香氣味 | C=C、C-H | 611、414 | H2O 、CO2 |
6 | 甲苯 | C7H8 | 92 | 常溫下為清澈的無色液體，具有類似苯的芳香氣味。 | C=C、C-H、 | 611、414、332 | H2O、CO2 |
7 | 二甲苯 | C6H4(CH3)2 | 106 | 常溫下為無色液體，具有類似苯的芳香氣味。 | C=C、C-H、 | 611、414、332 | H2O、CO2 |
8 | 苯乙烯 | C8H8 | 104 | 無色、有特殊香氣的油狀液體 | C=C、C-C、 | 611、332、414 | H2O、CO2 |
9 | 乙酸乙酯 | C4H8O2 | 88 | 無色透明有芳香氣味的液 | C-H、C-O、 | 414、326、 | H2O、CO2 |
10 | 甲硫醚 | C2H6S | 62 | 有難聞的氣味 | C-C、C-H、 | 332、414、272 | H2O、CO2、SO42- |
11 | 甲硫醇 | CH4S | 48 | 無色氣體，有不愉快的氣味 | C-S、C-H、H-S | 272、414、339 | H2O、CO2、SO42- |
12 | 二甲二硫 | C2H6S2 | 94 | 淡黃色透明液體，有惡臭 | S-S、H-S、S-C、C-H | 268、339、268、414 | H2O、CO2、SO42- |
13 | 乙醛 | C2H4O | 44 | 無色易流動液體，有刺激性氣味 | C=C、C-O、 | 611、326、414 | H2O、CO2 |
14 | 甲醇 | CH3OH | 32 | 無色有酒精氣味易揮發(fā)的液體，有毒 | C-H、C-O、 | 414、326、464 | H2O、CO2 |
15 | 丙烯醛 | C3H4O | 56 | 無色或淡黃色液體，有惡臭 | C=C、C-O、 | 611、326、414 | H2O、CO2 |
16 | 苯胺 | C6H5NH2 | 93 | 無色油狀液體，有特殊氣味 | C=C、C-H、N-H、C-C | 611、414、 | H2O、CO2、N2 |
其中所說的光化學(xué)反應(yīng)，一是打斷分子鍵裂解分子結(jié)構(gòu)，二是同時氧化還原反應(yīng)，兩種作用其實是同時進行的。
4、uv光氧處理設(shè)備相關(guān)注意事項：
光氧催化廢氣處理設(shè)備前期要經(jīng)過預(yù)處理，比如噴淋、干式過濾等方法，要保證進氣無固定污染物，否則燈管表面附著物過多短波紫外線很難透過，然后讓主要有機無機廢氣成份經(jīng)過雙波段紫外線燈的光解反應(yīng)區(qū)，然后讓氣體再經(jīng)過254納米波長單波段光催化輔助反應(yīng)區(qū)，在這個反應(yīng)區(qū)一是光催化分解，另外更重要的一點是254nm波長紫外線會大量分解掉反應(yīng)完過量的O3臭氧，因為排放到大氣中的O3也是一種污染原，使O3還原成氧氣，O3還原成氧氣的過程會有大量活氣O原子，在光催化的作用上會進一步配合分解反應(yīng)。同時，如果在末端再加上一至兩層臭氧催化網(wǎng)分解掉殘余的少量臭氧，這樣排放出來的空氣則潔凈如新。
