等離子+光催化凈化設(shè)備=工業(yè)有機廢氣處理專用設(shè)備
等離子技術(shù)原理:
等離子體是含有大量電子、離子、分子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成的物質(zhì)的第四種形態(tài),其總正負電荷數(shù)相等宏觀上呈電中性,但具有導(dǎo)電和受電磁影響的性質(zhì),表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性。等離子體中可源源不斷地產(chǎn)生大量極活潑的高活性物種,這在普通的熱化學(xué)反應(yīng)中不易得到,這些活性物種(特別是高能電子)含有巨大的能量,可以引發(fā)位于等離子體附近的催化劑,并可降低反應(yīng)的活化能。同時,催化劑還可選擇性地促進等離子體產(chǎn)生的副產(chǎn)物反應(yīng),得到無污染的物質(zhì)。
光催化技術(shù)原理:
在光解催化氧化設(shè)備內(nèi),高能紫外線光束與空氣、TiO2反應(yīng)產(chǎn)生的臭氧、?OH(羥基自由基)對有機廢氣氣體進行協(xié)同分解氧化反應(yīng),同時大分子有機氣體在紫外線作用下使其鏈結(jié)構(gòu)斷裂,使有機廢氣氣體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無臭味的小分子化合物或者完全礦化,生成水和CO2,達標(biāo)后經(jīng)排風(fēng)管排入大氣,整個分解氧化過程在1秒內(nèi)完成。其反應(yīng)過程如下:
TiO2 + hv → h+ +e- (1) h+ +e- →熱能(2)
h+ + OH- →?OH (3) h+ + H2O →?OH + H+ (4)
e- +O2 → O2- (5) O2 + H+ → HO2? (6)
2 H2O?→ O2 + H2O2 (7) H2O2 + O2 →?OH + H+ + O2 (8)
?OH+dye→???→CO2+H2O (9) H+ + dye →???→ CO2 + H2O (10)
等離子-光催化凈化器的優(yōu)點
(1)能耗低
①可在室溫下與催化劑反應(yīng),無需加熱,極大地節(jié)約了能源;
②設(shè)備阻力小(約150~300Pa),無需另外增加風(fēng)機,節(jié)約大量電費。
(2)使用便利
設(shè)計時可以根據(jù)風(fēng)量變化以及現(xiàn)場條件進行調(diào)節(jié);光催化氧化適合在常溫下將有機廢氣完全氧化成無毒無害的物質(zhì),適合處理高濃度、氣量中、穩(wěn)定性強的有毒有害氣體。
(3)有效凈化徹底:
催化劑可選擇性地降解等離子體反應(yīng)中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物,不產(chǎn)生放射物,無二次污染。
(4)綠色能源:
等離子-光催化氧化利用電為能源,驅(qū)動氧化—還原反應(yīng),而且光催化劑在反應(yīng)過程中并不消耗,利用空氣中的氧作為氧化劑,有效地降解有毒有機廢氣體成為等離子-光催化節(jié)約能源的最大特點。
(5)氧化性強:
半導(dǎo)體光催化具有氧化性強的特點,對臭氧難以氧化的某些有機物如三氯甲烷、四氯化炭、六氯苯、都能有效地加以分解,所以對難以降解的有機物具有特別意義,光催化的有效氧化劑是羥基自由基(OH-)和超氧離子自由基(O2-、O-),其氧化性高于常見的臭氧、雙氧水、高錳酸鉀、次氯酸等。
(6)廣譜性:
光催化氧化對從烴到羧酸的種類眾多有機物都有效,即使對原子有機物如鹵代烴、染料、含氮有機物、有機磷殺蟲劑也有很好的去除效果,只要經(jīng)過一定時間的反應(yīng)可達到完全凈化。
(7)壽命長:
在理論上,光催化劑的壽命是無限長的,無需更換。