光觸媒廢氣處理方案

一、技術原理

光觸媒技術以二氧化鈦（TiO?）為核心，在紫外光照射下產生光催化反應。紫外光激發(fā)TiO?價帶電子躍遷，生成光致電子和空穴?？昭ㄅc水反應生成強氧化性的羥基自由基（·OH），電子與氧氣生成活性氧（O??）。這些活性物質將有機物（如VOCs、苯系物）和無機物（如H?S、NH?）氧化為CO?和H?O，同時殺滅細菌病毒。

二、系統(tǒng)組成

1. 預處理單元

啟風水旋塔：去除顆粒物、酸性氣體（如HCl、SO?），防止催化劑中毒。

過濾器：高效空氣過濾器（HEPA）捕捉大分子污染物，確保廢氣潔凈度。

2. 光催化反應器

催化劑載體：蜂窩狀陶瓷或金屬網涂覆TiO?，增大接觸面積。

紫外燈組：采用185nm/254nm波長紫外燈，提供光能。

反應室設計：多層疊加或旋流式布局，廢氣停留時間3-5秒。

輔助系統(tǒng)：溫度控制（20-60℃）、臭氧控制（催化分解或活性炭吸附）。

3. 后處理單元

活性炭吸附塔：吸附殘留VOCs，確保排放達標。

高效過濾器：捕捉反應生成的微小顆粒，避免粉塵排放。

4. 監(jiān)測與控制

在線監(jiān)測：實時檢測VOCs、臭氧、顆粒物濃度。

自動控制系統(tǒng)：調節(jié)紫外燈功率、風機風量，優(yōu)化處理效率。

三、適用廢氣類型

有機廢氣：VOCs（苯、甲苯、二甲苯）、非甲烷總烴、甲醛、乙醛。

惡臭氣體：硫化氫（H?S）、氨氣（NH?）、硫醇、硫醚、三甲胺。

無機污染物：氮氧化物（NOx）、部分重金屬蒸氣（需結合其他技術）。

行業(yè)應用：噴涂、印刷、橡膠、化工、污水處理廠、垃圾轉運站。

四、處理效率與案例

實驗室數據：甲醛去除率＞99％，脫臭效率達95％-99％。

工業(yè)案例：

電鍍廠：UV光解+光觸媒組合工藝，非甲烷總烴排放＜20mg/m3。

印刷企業(yè)：光觸媒系統(tǒng)處理后VOCs排放濃度從300mg/m3降至10mg/m3以下。

五、優(yōu)缺點分析

1. 優(yōu)點

廣譜性：可處理多種污染物，兼具殺菌功能。

無二次污染：最終產物為CO?和H?O，無有害副產物。

運行成本低：紫外燈能耗較低（約0.5kW·h/m3廢氣），催化劑無需更換。

持續(xù)性：催化劑不消耗，長期使用效果穩(wěn)定。

2. 缺點

依賴紫外光：需額外提供光源，增加初始投資。

催化劑失活風險：高濃度粉塵或酸性氣體可能導致催化劑中毒。

處理效率限制：對高濃度廢氣（如VOCs＞5000ppm）需結合其他技術。

六、組合工藝建議

1. 高濃度VOCs處理

流程：活性炭吸附濃縮 → 光觸媒深度氧化 → 尾氣活性炭吸附。

優(yōu)勢：活性炭吸附高濃度VOCs，濃縮后光觸媒高效分解，降低運行成本。

2. 酸性廢氣處理

流程：噴淋塔中和 → 光觸媒反應器 → 活性炭吸附。

優(yōu)勢：噴淋塔去除酸性氣體，光觸媒處理殘留有機物，確保達標排放。

3. 惡臭氣體處理

流程：光觸媒反應器 + 臭氧氧化 → 高效過濾器。

優(yōu)勢：光觸媒與臭氧協(xié)同作用，提升脫臭效率至99％以上。

七、經濟性與合規(guī)性

1. 設備成本

光觸媒反應器：占總投資的30％-40％，紫外燈壽命約8000小時。

預處理/后處理單元：噴淋塔、過濾器等約占40％-50％。

2. 運行費用

能耗：紫外燈能耗約0.5kW·h/m3廢氣，風機能耗根據風量計算。

維護成本：定期更換紫外燈（每2-3年）及活性炭（每6-12個月）。

3. 排放標準

符合《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）及行業(yè)特定標準（如電鍍行業(yè)GB 21900-2008）。

八、選型與設計要點

紫外燈波長：優(yōu)先選擇185nm/254nm波長，確保TiO?充分激發(fā)。

催化劑載體：蜂窩狀結構比表面積大，反應效率高。

系統(tǒng)密封性：防止臭氧泄漏，避免二次污染。

風量匹配：根據廢氣濃度和停留時間計算，確保處理效果。

光觸媒廢氣處理方案通過光觸媒技術與預處理、后處理單元的組合，可實現中低濃度廢氣的高效、經濟處理，同時滿足環(huán)保法規(guī)要求。