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催化氧化设备在有机废气治理领域的应用

发布日期:2019-04-10

光催化剂指的是在必要的能量光子激发下价带电子产生跃迁形成光生电子和空穴,光生空穴与空气中的水分子反应转化成羟基自由基,而光生电子与空气中的氧反应转化成氧负离子。羟基自由基和氧负离子的氧化还原电位较高,尤其是羟基自由基的氧化还原电位能达2.8eV,可将普通有机化合物转化成为二氧化碳和水,将含氯的有机化合物转化成二氧化碳、水和氯化氢。鉴于纳米TiO2光催化剂有着生物降解无可比拟的速度快、无选择性、降解完全等特点,而且有着优良的化学特性稳定性、价格偏低和无毒无害等优势,现已运用在污水处理和工业制造企业VOCs有机废气治理等方面。


自Dibble和Raupp最开始探讨二氧化钛催化氧化原料降解三氯乙烯開始,诸多科学研究工作人员在降解VOCs有机废气治理领域开展了大批量的研究探讨,而且现已验证:催化氧化工艺设备可以治理多方面的有机废气排放污染气体,包含烷烃、有机醇、芳香烃、含氯碳氢化合物等。路博环保介绍部分关键的催化氧化探讨结论与众多催化氧化原料科研开发工作人员和工程项目专业人员互相学习与沟通。


系列VOCs在同样检测标准下(即催化剂自身的特性相同,包含同样的二氧化钛粒径规格、晶相、比表面积等;检测设备及检测标准均相同,包含均应用254nm的紫外灯管,一致的气体流速、相对湿度、氧含量、30min后的稳态检测标准等)。状态见表1:



从表1VOCs浓度和转换率统计资料所知:在同样检测标准下,在VOCs有机废气浓度400-600ppm区间内,大部分VOCs有机废气气体有着较高的转换效率。因此催化氧化降解异丙基苯、三氯乙烷、吡啶和四氯化碳的效率并不是显著的。

随着VOCs有机废气气体检测用时的增加,光催化剂的降解效率均没有出现明显的降低现象,表明催化氧化原料在应用流程中没有失活。但着重强调的是,随之检测用时的增加,甲苯的转换率减低为20.9%,原因关键在于光催化剂失活,失活原因取决于光催化剂表层转化成中间物质苯甲醛、苯甲酸和甲苯基苯甲酸等物质。

同时也发觉当O2浓度过低时,甲醇的转换率在90min照射后下降到10%;而当有O2存在条件下,甲醇的转换效率始终维持在98%及以上,因此甲醇的降解效率与O2的浓度有着较大的关联。

除此之外光催化剂在相对湿度较低的状况下紫外灯管光照一段时间后催化氧化降解效率有着明显的下降趋势,原因取决于羟基自由基在非均相反应中持续被消耗此时需用大量的水增补羟基自由基的持续消耗。

换句话说因为VOCs气体自身特性的差异,在应用催化氧化对其进行催化氧化降解时其处理功效也具有较大的差异。另外运用催化氧化工艺对VOCs有机废气气体进行治理时也应当关注催化氧化设施的配置,包含光催化剂自身的特性、紫外灯的列阵、湿度、温度及氧气浓度的控制等。

依据近些年路博环保在VOCs治理领域的经验得出催化剂自身的特性是尤为重要的因素。催化剂的特性除了影响催化氧化降解效率外还会影响光催化反应机理,如上方所提到甲苯在催化氧化流程中的中间产物不会出现在公司制造的光催化板上,企业的光催化板不会失活而且可长久有效。