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浅谈光解技术与光催化技术

2026年06月17日 08:53:31      来源:北京时代科诺科技有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:5

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国内目前已经有廊坊市、苏州市、佛山市、山西省、河北正定、江苏省等省市出台文件中均含VOCs废气的技术引导,其中明确提出:"不建议"或"淘汰"或“不鼓励”单一活性炭吸附、光氧催化、低温等离子处理工艺。

近日,广东东莞印发《关于加强挥发性有机物污染防治的通告(征求意见稿)》。征求意见稿指出,各企业应对浓度和性状差异大的废气进行分类收集,合理选择废气末端治理工艺路线,不鼓励使用光催化氧化和低温等离子等低效处理技术。

其实,我想说的是,技术是好技术,只是真的被一些三教九流之派做烂了,光解与光催化严谨地讲其实是两种不同的处理技术。

光解主要是利用波长为185nm的光波,使O2结合产生的臭氧,对VOCs进行分解。

光催化是利用一定波长的光波照射TIO2,产生羟基自由基等,再由此具有强氧化性的自由基去降解VOCs。

光解技术的原理:光解主要是利用UV紫外灯的能量使空气中的分子变成游离氧,游离氧再与氧分子结合,从而生产强氧化能力的臭氧,用于破坏VOCs中的有机或无机高分子化合物的分子链,使之成为如CO2或H2O等物质。

光解的工艺流程

  1. 预处理系统,如:水洗系统、活性炭吸附系统、除尘系统等。
    设置预处理系统的目的主要是对废气进行预处理,其中包括粉尘和酸性气体等物质的去除,同时进行降温处理。对废气进行降温的目的在于预先除去一部分高沸点的VOCs,这一点在采用光解法处理餐厨油烟时作用特别显著。此外,在排气浓度和气量不稳定的场合,还需设置废气缓冲装置,以获得稳定的废气流量和浓度,以保障光解装置的正常工作。
  2. 净化系统,光解净化系统的设计相对比较简单,当废气种类及浓度确定的情况下,净化系统的主要设计任务在于选择合适的紫外光能,一般情况下,当废气浓度在400uL/L时,配比14KW左右的紫外光基本可满足需求。

光解技术的联合应用

在实际应用当中,为了使净化效果更优,往往会将光解技术与光催化技术联合应用,称为光解催化氧化技术。这也是人们会认为光解与光催化是同样技术的原因。

除此之外,光解技术还与其他技术如:吸附、新型催化氧化等联合应用,使其发挥更好的效果。

光催化技术

说到光催化技术,我们还得感谢日本东京大学的藤嶋 昭与本多 健一两位教授,他们于1972年偶然发现了光催化的现象。此后,1999年由于纳米技术的突破,光催化开始正式登上了国际研究舞台。

 

光催化技术的原理

光催化是利用TIO2作为催化剂的光催化过程,是利用紫外光波照射TIO2,从而产生羟基自由基与活性氧物质,其中羟基自由基是光催化反应当中对光催化氧化其决定作用的活性物质。光催化能迅速有效地分解挥发性有机物和构成细菌的有机物,再加上其他活性氧物质的协同作用,其氧化更加迅速。能氧化绝大部分的有机及无机污染物,将其矿化为无机小分子、CO2和H2O等。

影响光催化性能的主要因素

  1. 光催化当中使用的TIO2的晶体结构:晶体结构的差异会使不同的晶型有不同的电子能带结构,锐钛矿型TIO2的禁带宽度大于金红石型的禁带宽度,所以锐钛矿型的TIO2较负的导带对O2的吸附能力较强,比表面积较大,光生电子和空穴容易分离。
  2. 催化剂颗粒粒径的影响:催化剂粒径大小直接影响光催化活性。当粒子粒径越小,单位质量的粒子数越多,比表面积越大,催化氧化效率就越高。
  3. 光催化剂用量:TIO2在光催化降解反应当中,用量对反应速率是会产生影响的,TIO2用量的增加,速率一般会提升,但当量增加到一定程度之后速率不再提高反而有所下降时,则是发生了光吸收的现象。因此,光催化剂的用量也是设计的重要因素。
  4. 光源与光强的影响:低光强下降解速率与光强呈线性关系,中等强度光照下,降解速率与光强的平方根有线性关系。
  5. 有机物的种类与浓度

光催化氧化的特点

  1. 光催化氧化适合在常温下将废臭气体氧化成无毒无害的物质,适用于低浓度大风量、稳定性强的VOCs。
  2. 有效净化:光催化氧化可将空气中的挥发性有机物氧化成无毒无害的物质。
  3. 绿色光源:光催化氧化利用人工紫外线灯管产生的紫外光作为能源来活化光催化剂,驱动氧化-还原反应。
  4. 氧化性强,对难以降解的有机物具有特别的降解能力。
  5. 广泛性:光催化氧化对大多数的VOCs有很好的去除效果。
  6. 寿命长:理论上,催化剂的寿命是无限长且无需更换的。

光催化氧化主要适用的行业:化工、印染、制药、酒精、饲料、污水处理、垃圾处理、垃圾发电等。

 

为什么开始不被推崇?

  1. 设备选材:比如灯管与TIO2催化剂。好的灯管与粗劣的灯管成本不同,所产生最终效果也是天差地别的。再说TIO2,现在许多TIO2催化剂生产厂家生产的产品,绝大多数的效果都不佳,甚至有的人直接使用伪劣之物来鱼目混珠。
  2. 结构设计:设备本身的结构设计,除了要考虑各环节的所需空间的适配度之外,还要考虑气体停留时间,装置是否能做到均风等等因素。有的厂家,对设备结构知其然不知其所以然,依葫芦画瓢仿着别人的产品,最终形似而神不似,这样的设备效果自然可想而知。
  3. 技术与目标处理污染物的适配性:在VOCs治理当中,每种技术都有长处与缺点,没有哪种技术能够治百病。治理技术的选择要根据实际废气情况来决定。有的厂家,将自己的技术说成是“灵丹妙药”,什么废气都能治理,最终效率不理想自然是可想而知的事情。
  4. 市场低价恶性竞争:终端客户追求物美价廉,当然这个心理是没有错的,虽然贵的东西不一定好,但好的东西大多数都是贵的。一味地追求低成本低投入,最终环保设备厂家也只能压缩成本,在选材上退而求其次。更有甚者,为了迎合客户的口味,粗制滥造,原本10元才能解决的问题,在这些人的口中,5元保证“”。

 

技术的本身,并无对错。技术应用的关键,在于人。是打着技术的名号蒙骗客户还是钻研技术造福一方的关键,在于人心。

任重道远,还望那些只为钱的李鬼们且行且珍惜。

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