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工業廢氣處理:光催化氧化設備的原理?
網責任編輯:pecontrols.com   人氣:   發布日期:2018-06-09 12:06:59
工業廢氣處理:光催化氧化設備的原理?

光觸媒 [PHOTOCATALYSIS]是光 [Photo=Light] + 觸媒(催化劑)[catalyst]的合成詞。光觸媒是一種在光的照射下,自身不起變化,卻可以促進化學反應的物質,光觸媒是利用自然界存在的光能轉換成 為化學反應所需的能量,來產生催化作用,使周圍之氧氣及水分子激發成極具氧化力的自由負離子。幾乎可分解所有對人體和環境有害的有機物質及部分無機物質, 不僅能加速反應,亦能運用自然界的定侓,不造成資源浪費與附加污染形成。最具代表性的例子為植物的"光合作用",利用光能轉化為氧氣及水。
光觸媒于1971年被當時還是東京大學研究生的藤島昭教授發現。在一次試驗中對放入水中的氧化鈦單結晶進行了光線照射,結果發現水被分解成了氧和氫。這一效 果作為 “ 本多 · 藤島效果 ”(Honda-Fujishima Effect)而聞名于世,該名稱組合了藤島教授和當時他的指導教師----東京工藝大學校長本多健一的名字。
 
1992年第一次二氧化鈦光觸媒國際研討會在加拿大舉行,日本的研究機構發表許多關于光觸媒的新觀念,并提出應用于氮氧化物凈化的研究成果。因此二氧化鈦相關的專利數目亦最多,其它觸媒關連技術則涵蓋觸媒調配的 制程、觸媒構造、觸媒擔體、觸媒固定法、觸媒性能測試等。
 光催化氧化原理:    
 
光催化氧化是在外界可見光的作用下發生催化作用,以半導體及空氣為催化劑,以光為能量,將有機物降解為CO2和H2O及其它無毒無害成份。本公司利用人工紫 外線光波作為能源,配合經我公司特殊處理后活性最強、反應效率最高的納米TiO2催化劑,廢臭氣體經過處理后可達到凈化的更理想的效果。
 
在半導體光催化氧化反應中,通過紫外光照射在納米TiO2催化劑上,納米TiO2催化劑吸收光能產生電子躍進和空穴躍進,經過進一步的結合產生電子-空穴對,與廢氣表面吸附的水分(H2O)和氧氣(O2)反應生成氧化性很活波的自由基和超氧離子自由基。能夠把各種有機廢氣如烴類、醛類、酚類、醇類、硫醇 類、苯類、氨類、氮氧化物、硫化物以及其它VOC類有機物及無機物在光催化氧化的作用下還原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它無毒無害物質,經 過凈化之后的廢氣分子被活化降解,臭味也同時消失了,起到了廢氣凈化的作用,同時對管道內滋生的細菌病毒都可以有效的去除,由于在光催化氧化反應過程中無 任何添加劑,所以不會產生二次污染,運行成本方面只是用到電能,無需經常更換配件,對于企業來的使用上是相當的節能環保。
 
設備工作條件:
 
設備工作是氣體環境溫度在攝氏60℃以下、濕度在90%以下、無固體粉塵,處理的成分應當只是氣體,滿足以上三個條件時可以達到最佳的凈化效果,如濕度及溫度過高需作預處理,在廢氣處理過程中不可有固體粉塵及大量水蒸汽進入設備,這樣會直接影響除臭效果,甚至沒有效果,光催化氧化停留時間控制在合理范圍之內。    
 
除臭效果和除臭效率:    
 
能夠去除各種有機廢氣如烴類、醛類、酚類、醇類、硫醇類、苯類、氨類、氮氧化物、硫化物以及其它VOC類有機物及無機物。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,只要達到一定的反應時間和反應環境配比即可達到完全氧化,可以說氫氧自由基的氧化對象幾乎沒有選擇性,能跟任何 現有物質反應。除臭凈化效果可達96%以上,除臭效果大大超過國家1993年頒布的惡臭物質排放標準(GB14554-93)。
 
光催化氧化是在外界可見光的作用下發生催化作用,光催化氧化反應是以半導體及空氣為催化劑,以光為能量,將有機物降解為CO2和H2O。安居樂采用的半導體是目前反應效率最高的納米TiO2光催化劑,經蜂窩陶瓷載附特殊處理后使用,達到理想效果。
 
工業廢氣處理在光催化氧化反應中,通過紫外光照射在納米TiO2光催化劑上產生電子空穴對,與表面吸附的水份(H2O)和氧氣(O2)反應生成氧化性很活波的羥基自 由基(OH-)和超氧離子自由基(O2-、0-)。能夠把各種廢臭氣體如醛類、苯類、氨類、氮氧化物、硫化物及其它VOC類有機物、無機物在光催化氧化的 作用下還原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及其它無毒無害物質,同時具有除臭、消毒、殺菌的功效,由于在光催化氧化反應過程中無任何添加劑,所以不會產生二次污染。
 
工業廢氣處理除臭設備核心中的納米光催化觸媒材料(GC-100)是一種吸收光能后,能在其表面產生催化反應的物質,當特定納米波長的紫外光照射光催化觸媒材料(GC-100)時,其表面發生光催化氧化還原反應。光催化觸媒材料(GC-100)吸收光子后在其表面產生電子(E—)和空穴(H+),將吸收的光能轉化成化學能,即具有光催化作用。
 
當光催化觸媒材料(GC-100)與空氣中的水接觸時,表面就吸附H2O、O2、OH—,H2O、 OH—被空穴(H+)所氧化,O2被電子(E—)還原,反應室如下:
  H2O+ H+ OH. + H+ O2+ E— O2—.
  OH—基團的氧化能力較強,使有機物氧化,最終分解為水和CO2。

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