概述
EGY系列光催化氧化塔采用高能高臭氧UV紫外线光束、氧化反应催化板、高能离子发生器的工艺来降解恶臭气体(有机废气),改变恶臭气体如: 氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醯、二甲二硫、二硫化 碳和苯乙烯,硫化物H2S、VOC类,苯、甲苯、二甲苯的分子链结 构,使有机或无机高分子恶臭化合物分子链,通过高能紫外线光束照 射、催化剂的氧化反应、正氧离子的氧化反应,降解转变成低分子化 合物,女口 CO2、H2O等
工作原理
光催化氧化塔是通过高能紫外灯,在其作用下使催化剂发生催化作用高效分解有机废气的处理工艺,以纳米级的二氧化钛以及8种稀有金属氧化物作为催化剂,以光为能量,将有机物降解为二氧化钛和水及其它无毒无害成份。此技术利用人工高能极短波紫外线光作为能源,配合经特殊处理后活性最强、反应效率最高的纳米TiO主导的催化剂作为使废气体经过处理后可达到净化的更理想的效果。
在半导体光催化氧化反应中,通过高能紫外光大面积辐射照射在纳米TiO催化剂上,使得纳米TiO催化剂吸收光能産生电子跃进和空穴跃进,产生氧化能力极强的空穴,经过进一步的结合産生电子-空穴对,与废气表面吸附的水分(H2O)和氧气(O2;)反应生成氧化性很活波的羟基自由基(OH—)和超氧离子自由基。这些活性基团能够把各种有机废气如丙烯酸类,烃类、醛类、酚类、醇类、硫醇类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物以及其它VOC类有机物及无机物氧化还原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它无毒无害物质,经过净化之后的废气分子被活化降解,起到了废气净化的作用,同时对管道内滋生的细菌病毒都可以有效的去除,由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂,所以不会産生二次污染,运行成本方面只是用到电能,无需经常更换配件,对于企业来说使用上是相当的节能环保,光催化氧化塔对水性溶剂产生的气味物质,也因为被分解得到有效处理。
特点
■净化效率高,性能稳定。
■设备风阻低(200Pa),无需增大抽 风设备,投资低。
■维护保养简便,成本低,耗电小。
■安全可靠,设备采用敞开式排放形式,不设封闭高压,高温区。
■使用寿命长(灯管使用8000小时,1-2年),安装简便,操作过程实现全自动化。
适用范围
广泛用于牛皮纸浆、炼油、炼焦、石化、煤气、粪便处理、制药、农药、合成树酯、合成纤维、橡胶、氮肥、硝酸、炼焦、粪便处理、肉类加工、水产加工、食品配料、香精、畜产加工、皮革、骨胶、油漆、溶剂、油墨印刷、垃圾处理、医药等行业。
主要的光催化剂类型:
1.金属氧化物或硫化物光催化剂
常见的金属氧化物或硫化物光催化剂有TiO,、ZnO、WO3、Fe2O3 、ZnS、CdS和PbS等。其中,CdS的禁带宽度较小,与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性,可以很好地利用自然光源,但容易发生光腐蚀,使用寿命有限。TiO,具有催化能力强、化学稳定性好、无毒、价格低等优点,是目前研究和应用最广泛的光催化剂。为提高金属氧化物或硫化物光催化剂的催化性能,可对其进行修饰改性。
1)表面修饰的光催化剂:表面修饰的方式主要有沉积贵金属 、掺杂过渡金属离子 和半导体的复合等。先进工业科学技术研究院的科学家发现,固态合成的钢钽氧化物半导体用镍掺杂后制成的In1-x 一 NixTa04( x为0~0.2)催化剂 禁带宽度为1.23eV,可吸收可见光,明显加快水的分解。用N掺杂的TiO 光催化剂TiO2-x一Nx对于可见光下亚甲基蓝和乙醛的光催化降解具有很高的活性,掺杂的N在TiO,中的取代位使光催化剂的禁带宽度明显降低,光催化活性大大提高 j。还有研究者提出用染料修饰TiO2来改善其光催化活性 。
2)纳米材料光催化剂 :当催化剂粒度在1nm~lOnm时,呈现纳米材料的表面效应和量子效应,催化活性提高。纳米催化剂还具有可见光透过性好、光吸收能力强、耐热性好、耐腐蚀和无毒等优点。ZnO作为一种重要的光催化剂,是少数可以实现量子尺寸效应的氧化物半导体材料之一。井立强等研究表明,ZnO超微粒子在光催化降解苯酚的过程中比商品ZnO的光催化活性高得多。
3)负载型光催化剂:负载型光催化剂避免了光催化悬浮体系中催化剂难分离回收的问题,从而实现连续稳定操作。负载方法可以是在基质上制成催化剂膜,或催化剂以微粒状吸附负载于载体上。
4)微波等离子体处理的光催化剂:用微波等离子体处理光催化剂的过程,是利用微波等离子体中的分子离解成化学性质十分活泼的原子或原子团,与光催化剂间进行化学物理作用的过程。Martin等指出 ,用等离子体化学气相沉积法制备的以玻璃珠为载体的TiO2,膜膜层厚度均匀,具有致密性和良好的粘附性,对乙二酸水溶液的光催化降解有较高的效率。李振旦等¨叫将微波辐射技术用于制备固体超强酸SO42- /TiO2,催化剂。与常规加热法相比,微波加热制备的SO42-/TiO2催化剂使乙烯的光催化氧化分解反应的量子效率大大提高。
2.分子筛光催化剂
分子筛是一种高效、高选择性的光催化剂载体,在分子筛的纳米微孔反应场里有一般光催化系统难以实现的光催化性能。Zhang等? 报道了Ti—MCM一41和Ti—MCM一48中孔分子筛对CO,在H,O中还原的光催化作用,由于MCM一41具有的大比表商积而使其光催化活性有所提高。郑珊等 研究了负载纳米金属Pd的MCM —TiO,光催化剂,认为沉积在介孔孔道中TiO:表面的纳米Pd有良好的吸收电子作用,可有效减少光生电子和空穴的表面复合,改善光催化性能。
3.有机物光催化剂
1)卟啉类化合物光催化剂:具有共轭双键大环的卟琳类化合物在适当的条件下可传递电子,或经光照激发出电子。金星龙等报道¨ ,高分子金属卟啉具有很高的光敏性,在日光照射下有良好的光催化降解效率,能完全降解混合染料,可用于催化降解各种废水,如染料废水、化工废水和生活污水等。
2)金属酞菁类化合物光催化剂:酞菁类化合物是一种重要的催化剂,它主要用于催化有机反应。金属酞菁类化合物作为光催化剂,在可见光下对于有机化合物如水杨酸、对羟基苯甲酸、罗丹明B、硫代罗丹明B和结晶紫等都能进行有效的光催化降解 。
3)光生物催化反应体系:光生物催化反应体系是将无机半导体和微生物酶偶合的反应体系。例如,利用从微生物中分离出的氢化酶和硫氢化酶,经与TiO2,光催化剂偶合后可有效地光解水 ,也可通过光合作用直接以细菌作为产氢催化剂,和TiO2,等光催化剂偶合放氢。这类体系的产氢机理是光激发半导体产生导带电子,通过电子中继体将电子传递生物体外的酶或细菌中的酶上,再用酶催化产氢,而半导体价带空穴则被体系中的电子给予体消除。