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針對廢氣的處理, 上很早之前已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研究,并提出了很多、的控制技術(shù)。例如研究較多且正在廣泛應用的冷凝法、吸收法和熱破壞法等。不過(guò)近幾年,有關(guān)處理廢氣的技術(shù)有了很大的發(fā)展,出現了很多新的控制技術(shù),目前這些包括光催化氧化法、生物膜法、等離子體分解法等。
其中,在治理?yè)]發(fā)性廢氣方面,光催化氧化法是一種相對優(yōu)良的方式,其有著(zhù)的優(yōu)越性,例如效益高、能耗小、不會(huì )出現二次污染的情況等。本文針對廢氣處理的措施,為大家介紹了有關(guān)光催化氧化法處理?yè)]發(fā)性廢氣的內容。
一、揮發(fā)性廢氣的特征與處理
針對揮發(fā)性廢氣的治理,主要是治理工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣,對其做吸附、凈化、過(guò)濾等處理,將原本的廢氣轉化為 的小分子的過(guò)程?,F在我國化工工業(yè)所產(chǎn)生的揮發(fā)性廢氣有很多種類(lèi),其中主要包括甲醛、乙酸乙酯、丙烯酸、漆霧、苯乙烯等等。這些氣體具有容易溶于溶劑、容易燃燒爆炸、不好處理、難溶于水等特點(diǎn)。
二、利用光催化氧化法處理?yè)]發(fā)性廢氣
伴隨著(zhù)我國社會(huì )主義技術(shù)和市場(chǎng)經(jīng)濟的發(fā)展,有關(guān)化工企業(yè)的建造也進(jìn)入了一個(gè)興起的成長(cháng)階段,但隨之而來(lái)的是有關(guān)企業(yè)環(huán)保問(wèn)題的日益突出,相應的企業(yè)公司對環(huán)保缺乏有力的投資,從而促使大量工業(yè)廢氣被排放出去,嚴重威脅到人類(lèi)的身體健康, 是給我國國民經(jīng)濟帶來(lái)了巨大的損失。所以我們有 加大處理廢氣的力度。
1、揮發(fā)性廢氣的凈化
揮發(fā)性廢氣中包括某些酸性氣體。這些酸性氣體不僅會(huì )導致相應設備的使用壽命減少,還可能會(huì )大幅度降低光催化氧化的效率。由此可知,我們有 對揮發(fā)性廢氣作好預處理,把其中包含的酸性氣體進(jìn)行剔除,然后再將剩余氣體輸入UV光催化氧化裝置中。因為酸性氣體大部分都有易溶于水的特質(zhì),所以對揮發(fā)性廢氣作的預處理可以用水洗裝置來(lái)進(jìn)行。其處理的具體流程為以下幾步:①揮發(fā)性廢氣收集;②揮發(fā)性廢氣經(jīng)過(guò)水洗裝置做預處理;③揮發(fā)性廢氣經(jīng)過(guò)光催化氧化設備進(jìn)行光解、催化;④氣體各指標達標后進(jìn)行排放。
2、揮發(fā)性廢氣的光催化氧化
在治理?yè)]發(fā)性廢氣方面,光催化氧化是一種新型且優(yōu)良的處理方式。該處理方式主要是經(jīng)過(guò)UV紫外光照射相應的光催化劑,導致其生出 電荷一電子空穴對,同時(shí)在空氣中的O2、H2O等物質(zhì)的作用下,促使揮發(fā)性廢氣借助催化劑表面進(jìn)行催化,轉化為CO2、H2O與其他各種無(wú)機小分子物質(zhì)等。該光催化氧化的反應過(guò)程具體如下方程式所示(以TiO2為例):
Hv+TiO2→h++e-
O2ads+Ti3+→O2ads-+Ti4+
OH-+h+→OH
O2ads→2Oads
Ti4++e-→Ti3+
O2ads+Ti3+→Oads-+Ti4+
將廢氣輸入光解催化凈化設備中進(jìn)行光解、催化氧化。其中,光解主要是將空氣里的氧氣經(jīng)過(guò) UV紫外線(xiàn)進(jìn)行分解,使其分解為游離態(tài)的氧,因為其正負電子不處于平衡狀態(tài),所以其非常容易與氧分子結合,從而轉化為臭氧(O3),具體的過(guò)程如下化學(xué)方程式所示:
O2+UV→O(游離態(tài))+O-
O2+O(游離態(tài))→O3
O3的強氧化作用可以導致廢氣被分解。將紫外線(xiàn)放電管安裝在UV光氧催化氧化裝置里面,其所產(chǎn)生的光子能量能夠高達647kJ/mol或是642kJ/mol。這么高的光子能可以將小于該能量的廢氣分子鍵裂解,促使這些廢氣轉化成無(wú)機小分子物質(zhì)。
經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間研究,揮發(fā)性廢氣在納米級別的活性材料以及紫外光能量的共同作用下,可以在短時(shí)間內被充分分解,其分解時(shí)間可達2~3s。將納米級別的活性材料加入到治理廢氣的凈化設備中,并用紫外線(xiàn)對其進(jìn)行照射。因為大量的光能可以被里面的活性材料所吸收,同時(shí)生成h+(空穴)與e-(電子),而其所生成的e-和h+具備相應的氧化還原能力,能夠與O2、H2O反應生成·O2-( 陰氧離子)和·OH(氫氧根自由基),這兩者有著(zhù)非常高的氧化能力?!H能夠將揮發(fā)性廢氣中的電進(jìn)行氧化,具有非常強的氧化電位能力,可以促使無(wú)光吸收能力物質(zhì)的氧化分解。