UV光解氧化廢氣處理設(shè)備·技術(shù)原理

綠河GJ系列紫外線光解氧化工業(yè)廢氣凈化器分為二大模塊：

光解氧化模塊

光催化過濾模塊

   光解氧化模塊產(chǎn)生高能紫外線光束，分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧、進(jìn)而產(chǎn)生高濃度的臭氧。臭氧對有機(jī)物具有極強(qiáng)的氧化作用，對惡臭氣體及其它刺激性異味有非常明顯的清除效果。光解氧化模塊利用高能紫外線光束和高濃度臭氧對惡臭氣體進(jìn)行協(xié)同分解氧化反應(yīng)，使惡臭氣體物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通過排風(fēng)管道排出室外。

  光催化過濾模塊在光解氧化模塊產(chǎn)生的C波段紫外線的照射下，激活納米光催化劑，生成電子-空穴對，使光催化劑與周圍的水分子發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧自由基OH-，通過氫氧自由基OH-分解有害物質(zhì)分子構(gòu)造，抑制細(xì)菌生長和病毒的活性能力，從而達(dá)到殺菌、空氣凈化、除臭、消除空氣污染的目的。

  “光催化過濾模塊”是“光解氧化模塊”的配套模塊，放在“光解氧化模塊”后面使用，能大大增強(qiáng)LH-GJ系列紫外線光解氧化工業(yè)廢氣凈化器的廢氣凈化效果。

  UV光解除臭設(shè)備所采用的UV光解技術(shù)又叫光氧化技術(shù)，光氧化是常溫下深度光降解技術(shù)。該技術(shù)通過特定波長的UV激發(fā)光源產(chǎn)生不同能量的光量子；廢氣物質(zhì)對該光量子的強(qiáng)烈吸收，在大量攜能光量子的轟擊下使廢氣物質(zhì)分子解離和激發(fā)；空氣中的氧氣和水分及外加的臭氧在該光量子的（分解）作用下可產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、活性（游離）氧和羥基氧等活性基團(tuán)；因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合，進(jìn)而產(chǎn)生臭氧，臭氧對紫外線光束照射分解后的有機(jī)物具有極強(qiáng)的氧化作用；部分廢氣物質(zhì)也能與活性基團(tuán)反應(yīng)，最終降解轉(zhuǎn)化為低分子化合物、CO2和H2O 等無害物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。

 UV光催化工藝基本工作原理

催化工藝由UV光源照射催化劑構(gòu)成。

光催化劑又叫光觸媒，是在較低的溫度環(huán)境下能提高化學(xué)反應(yīng)速率，而本身結(jié)構(gòu)（組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量）不發(fā)生永久性改變的物質(zhì)。催化劑所產(chǎn)生的作用稱為催化作用；涉及催化劑的反應(yīng)為催化反應(yīng)。

綠河牌UV高效光解廢氣凈化設(shè)備采用的大功率高能紫外線發(fā)射管，光子能量分別為742 KJ/mol和647 KJ/mol。要裂解切斷污染物質(zhì)分子的分子鍵，就要使用發(fā)出比污染物質(zhì)分子的結(jié)合能強(qiáng)的光子能。

表2列出了主要的化學(xué)分子的結(jié)合能。由表2可知，大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)合能比170nm及184.9nm波長紫外線的光子能量低 ,所以，本UV高效光解凈化設(shè)備能分解除碳，鈣，金屬外的大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)。

高分子污染物質(zhì)分子鍵，經(jīng)過高能紫外線光能的裂解及臭氧的氧化聚合作用，轉(zhuǎn)變聚合成低分子無害或低害物質(zhì)如H2O, CO2等。

臭氧產(chǎn)生的分子式：UVD→O2=O-+O+=O2+O- O2+O+→O3

污染物質(zhì)分子裂解轉(zhuǎn)化的過程為：

UVD→H2S=H++H-+S→H+O3 S+O3→ H2O＋SO42-

UVD→CS2=C+O3S-+S++O3→CO2＋SO4 2-

例：苯分子光解機(jī)理：

苯的分子結(jié)構(gòu)和分子鍵結(jié)合能：

苯是由氫原子(1s1) 和碳原子(1s22s22px12py1)構(gòu)成的

苯（benzene， C6H6)有機(jī)化合物，是組成結(jié)構(gòu)最簡單的芳香烴，在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體，并具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯可燃，有毒，為IARC類致癌物。苯難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，本身也可作為有機(jī)溶劑。苯是一種石油化工基本原料。苯的產(chǎn)量和生產(chǎn)的技術(shù)水平是一個國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。苯具有的環(huán)系叫苯環(huán)，是最簡單的芳環(huán)。苯分子去掉一個氫以后的結(jié)構(gòu)叫苯基，用Ph表示。因此苯也可表示為PhH。

苯與苯基

　　CAS號 71-43-2                沸點 353.25 K (80.1 ℃)

　　RTECS號 CY1400000

C=C、C-C、C-H鍵鍵能分別為611kJ/mol、332kJ/mol、414kJ/mol

　　SMILES C1=CC=CC=C1            在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水

　　化學(xué)式 C6H6                    結(jié)構(gòu) 平面六邊形

密度 0.8786 g/mL              閃點 -10.11℃（閉杯）

熔點 278.65 K (5.5 ℃) 　     自燃溫度 562.22℃

　　摩爾質(zhì)量 78.11 g mol-1

標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵So 298 173.26 J/mol·K

標(biāo)準(zhǔn)摩爾熱容 Cpo 135.69 J/mol·K (298.15 K)

根據(jù)苯物質(zhì)結(jié)構(gòu)特性，我們不難理解，當(dāng)UV光子能量大于611 kJ/mol時（取大鍵能值），苯環(huán)將被斷開，形成離子狀態(tài)的C- C+ C- C+ C- C+及H- H+ H- H+ H- H+ 并極易分別與臭氧發(fā)生氧化反應(yīng)。苯分子（C6H6）最終裂解氧化生成為CO2及H2O。而我們UV光解凈化設(shè)備所提供的的UV光子能量為647～704 kJ/mol（對應(yīng)波長為184.9～170nm），裂解苯物質(zhì)是輕而易舉的。目前我司正在研發(fā)UV光子能量高達(dá)800 kJ/mol（波長149.5nm）的凈化產(chǎn)品。

下表列出常見的惡臭廢氣化學(xué)性質(zhì)及其光解氧化機(jī)理。

由上述分子式可見，高能紫外線光能將高分子量的惡臭化學(xué)物質(zhì)，裂解為獨立的、呈游離狀態(tài)的污染物原子，再通過分解空氣中的氧氣，產(chǎn)生性質(zhì)活躍的正負(fù)氧離子，繼而生成臭氧，同時將裂解為獨立的、呈游離狀態(tài)的污染物原子通過臭氧的氧化反應(yīng)，重新聚合成低分子的化合物如：水、二氧化碳等。