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發酵廢氣治理——光催化氧化技術
1.光催化機理（lǐ）與催化工藝（yì）
光催化（huà）降解VOCs屬於多相催化反應，是氣相反應物（wù）（VOC）與固（gù）相光催化劑的（de）表麵進行接觸而發生在兩相界麵上的一種反應。該過程一般可分為（wéi）以下六個步驟：
光（guāng）催化降解VOCs反應步驟圖
文獻中涉及較多的光（guāng）催化反應器的結構形式主要包括：平板型、管狀、蜂窩型和光（guāng）纖反（fǎn）應器等。下圖列舉了三種常見的反應器形式（shì）。
三（sān）種常見光催化反應器的結構（gòu）示意圖
根據半導體的電子結構（gòu），當半導體（光催化劑）吸收一個（gè）能量大於其帶隙能（Eg）的光子時，電子（e-）會從充滿的價（jià）帶躍遷到空的導帶，而在價帶留下帶正電的空穴（h+）。價帶空穴具（jù）有強氧化性，而導帶電子具有強還（hái）原性，它們可以直接與反應（yīng）物作用，還可以與吸附在（zài）光催化（huà）劑上的其他電子給體和受體反應。納米光催化是利用TiO2作為催化劑的光催化過程，反應條件溫和，光解迅速，產（chǎn）物為CO2和H2O或其他的離子如 NO3-、PO43-、Cl-等（děng），而且適（shì）用範圍廣，包括（kuò）烴、醇（chún）、醛、酮（tóng）、氨等有機物，都能通過TiO2光催化清除。其機理主要是光催化（huà）劑二氧化鈦吸收光子，與（yǔ）表麵的水反應產生羥基自由（yóu）基（jī）（•OH）和活性氧（yǎng）物質（•O，H2O2），其中（zhōng）羥基自由（yóu）基（•OH）是光催化反應的一種主（zhǔ）要的活性物質，對光催化（huà）氧化起決定作用。羥基（jī）自由基具有120kJ/mol的反應能，高於有機物中的各類化學鍵能，如（rú）：C-C（83kJ/mol），C-H（99 kJ/mol），C-N（73kJ/mol），C-O （84kJ/mol），H-O （111kJ/mol），N-H（93 kJ/mol），因而能迅速有效地（dì）分解揮發性有（yǒu）機（jī）物和構成細菌的有機物，再加（jiā）上其它活性氧物質（•O，H2O2）的協同（tóng）作用，其殺菌效果更為迅速。
TiO2的帶隙能Eg=3.2eV，隻有（yǒu）波長小（xiǎo）於380nm的紫外光才能激發TiO2產生導帶電子和價帶空穴，導致VOCs的氧化分解。光催化劑 TiO2反應效率很高，但（dàn）顆粒微小而極易流失，因此將 TiO2 固定在活性炭載體上解決其分離回（huí）收問題。
TiO2光催化降（jiàng）解VOCs反應機理圖
2.光催化劑
VOCs光催化降解的速率主（zhǔ）要受吸附效率和光催化反應速率的影響，具有較高吸附性能的VOCs不一定有較快（kuài）的降解（jiě）速率，因此選擇光催化劑（jì）至（zhì）關重要。
目前（qián），研究（jiū）中經常采用的（de）紫外光催化劑大多為金屬氧化（huà）物或硫化物，如TiO2、ZnO、ZrO2、SnO2、WO3、CeO2、Fe2O3、Al2O3、ZnS及CdS等。其中（zhōng），TiO2的綜合性能最好，其光催化活性高、化學（xué）性質穩定、氧化還原性強（qiáng）、抗陰極腐蝕（shí）性強、難溶、無毒且成本低，是研究應用中使（shǐ）用最廣泛的單一（yī）化合物光（guāng）催化劑。TiO2晶型對（duì）催化活性（xìng）的影響很大。其晶型主（zhǔ）要有三種：板鈦型（不穩定）、銳鈦型（表麵對O2吸（xī）附能（néng）力較強，具（jù）有較高活性）和金紅石型（表麵電子-空穴複合速度快，幾乎沒有光催（cuī）化活性）。以一定比例共（gòng）存的銳鈦型和金紅石型混晶型TiO2的催化活性最高。其中，德國Degussa公司使用氣相法生產的TiO2-P25（平均粒徑30nm，比表麵積50m2/g，30%金紅石型，70%銳鈦型）光催化活性高，是研究中經（jīng）常采用的一種光催化劑。
3.光催化氧（yǎng）化的特點
1)光催化氧化適合（hé）在常溫下將廢臭氣體完全氧（yǎng）化成無毒無害的物質，適合處理高（gāo）濃度（dù）、氣量（liàng）大、穩定性強的且能吸（xī）收光子的有（yǒu）毒有害氣體的廢氣處理。
2)光催化氧化利用（yòng）人工紫外線燈管產生的真空波紫外光作為（wéi）能源來（lái）活化光催化劑（jì），驅動氧化—還原反應（yīng），而且光催化劑在反應過程中並不消（xiāo）耗，利用空氣中的氧作為氧化劑，有（yǒu）效地降解有毒有害廢臭氣體成為光催化節約能源的最大（dà）特（tè）點。
3)氧化性強：半導體光催化具有氧化性強的特點，對臭氧難以（yǐ）氧化的某些有機物如三氯甲烷、四氯化炭、六氯（lǜ）苯、都能有（yǒu）效（xiào）地加以分解，所以對難以降解的有機物具有特別（bié）意義，光催化的有效氧化劑是羥基自由基（OH-）和超氧離（lí）子自（zì）由基（O2-、O-），其氧化性（xìng）高於常見的臭氧、雙氧水（shuǐ）、高錳酸鉀、次氯酸等。
4)廣譜（pǔ）性：光催化氧化對從烴到（dào）羧酸的（de）種（zhǒng）類眾多（duō）有機（jī）物都有效，即使對原子（zǐ）有機物如（rú）鹵代烴、染料、含氮有機物、有機磷殺蟲劑也有很好的去除（chú）效果，隻要經過一定時間的反應可達到完全淨化。
5)壽命長：在理論上，光催化劑的（de）壽命是無限長的，無需更換。
在光催化TiO2的產物上一直存（cún）在爭論，不能（néng）確定中（zhōng）間產物是否會造（zào）成二次汙染；光催化氧化法存在著催化劑的失活、催化劑難以固定，且催化（huà）劑（jì）固定後催化效率降低的缺點；對不能吸收光子的汙（wū）染物質效（xiào）果差（chà），對於成分複雜的廢（fèi）氣無法達到預期處理效果。
昆山源和環保科技有限（xiàn）公司是一家集（jí）環保工（gōng）程規劃設計、環保設備設計、製造、銷售於一體的專業化生產（chǎn）廠商，承接空氣，水（shuǐ）汙染（rǎn）治理工程的規劃設計，製造（zào）安裝等業務（wù）。可為您處理可溶性氣體、液態微粒、固粒狀物、臭氧等汙染源。根據不同行業製造（zào）商進行規劃、設（shè）計、定做合適的廢氣處理設備，做到一廠一方案，能有效幫助（zhù）企業經濟合理地做好環（huán）保和（hé）安全防護工作（zuò）。處理工業汙染一站式服務,保證處理達標（biāo）,讓你不再因為汙染而煩惱。
工程（chéng）方案配套設備 / Related Products
當前方案（àn）下麵的配套產品（pǐn）
[方案中（zhōng）心]
- 除（chú）臭（chòu）治（zhì）理設（shè）備淨化催化裝置除臭治理（lǐ）設備原理 將烘（hōng）幹室的有機氣體通過引風機作用送（sòng）入淨化（huà）裝置（zhì），首先通過除塵阻火器（qì）係統，然後進入換熱器（qì），再送（sòng）入（rù）到加熱室（shì），通過加熱裝置，使（shǐ）氣體達到燃燒反應溫度，再通（tōng）過催化床（chuáng）的作用，使（shǐ）有機氣體分解成二氧化碳和水，再（zài）進入換熱器與低溫氣體（tǐ）進行熱交換，使進入的氣（qì）體（tǐ）溫度升（shēng）高達到反應溫度。如達不到反應（yīng）溫度，這樣加熱係（xì）統（tǒng）就可以通過（guò）自控係統實現補償（cháng）加熱，使它完（wán）全燃燒，這（zhè）樣節省了（le）能源（yuán），廢氣有效去（qù）除率達到97%以上。
- 微波光氧催化一、本產品利用特製（zhì）的（de）高能光束照射惡臭氣體（tǐ），裂解惡臭（chòu）氣體如：氨、三（sān）甲胺（àn）、硫化氫、甲硫氫、甲（jiǎ）硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化（huà）碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC類，苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結構，使有機或無機高分子惡臭（chòu）化合物分子鏈，在高能紫外線光束（shù）照射（shè）下（xià），降解轉變成低分子化合物，如CO2、H2O等。 二、利用高能高臭氧UV紫外線光束（shù）分解空氣中的氧分子產生遊離（lí）氧，即（jí）活性氧，因遊離氧所攜正負電（diàn）子不平衡所以需與氧分子結合，進而產生臭氧。 UV＋O2→O-+O＊(活性氧)O+O2→O3(臭氧),眾（zhòng）所周知臭氧對有機物具有極強的氧化作用（yòng），對惡臭氣體及其它（tā）刺激性異味有（yǒu）立（lì）竿（gān）見影的清除效果。 三（sān）、惡臭氣體利用排風設備輸入到本淨化設備後，淨化設（shè）備運用高能（néng）C波光束及臭氧對惡臭氣體進行協（xié）同分解氧化反（fǎn）應，使惡臭氣體物質其降解轉化成（chéng）低分子化合物、水和二氧化碳，再通過排風管道排出（chū）室外。 四、利用高能UV光束裂解惡臭氣體中（zhōng）細菌的分子鍵，破（pò）壞細菌的核（hé）酸（DNA），再（zài）通過臭氧進行氧化反應，徹底（dǐ）達到脫臭及殺滅（miè）細菌的目的。
- 有機廢氣處理設備-微波光氧（yǎng）催化惡臭氣體利用（yòng）排風設（shè）備輸入到本淨化設備後，淨化設備運用高能UV紫外線光束及臭氧對惡臭（chòu）氣體進行協同分（fèn）解（jiě）氧化反應，使惡臭氣體物質其降解轉化成低分（fèn）子（zǐ）化合物、水和二氧化碳，再通過排風（fēng）管道排出室（shì）外（wài）。
- 有（yǒu）機（jī）廢氣處理設備-微波光氧催化（huà）設備微波光氧催化 技（jì）術原理：
微波光氧催化采用等（děng）離子體、強電場、紫外、光觸媒（méi）等新進尖端技術的合理優化組合，協同高效（xiào）處理臭氣、工業廢氣的排放。通過協同效應，使臭氧的生產量成幾（jǐ）何量增加（jiā），同時利用微波的熱效應和生物效應，通過多級處理工藝，大（dà）大加快了反應（yīng）速度，有效增強了設備的處理能力。
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