光触媒废气处理方案

一（yī）、技术原理

光（guāng）触（chù）媒技（jì）术以二氧化钛（TiO₂）为核心，在（zài）紫外光照射下产生光催化反应（yīng）。紫外（wài）光（guāng）激发TiO₂价带电子跃迁，生成光致（zhì）电（diàn）子和（hé）空（kōng）穴。空穴与水反应生成强氧化性的羟基自由基（jī）（·OH），电（diàn）子与（yǔ）氧气生成活（huó）性氧（yǎng）（O₂⁻）。这些活性物（wù）质将有机（jī）物（如VOCs、苯系物）和（hé）无机物（如H₂S、NH₃）氧（yǎng）化为CO₂和（hé）H₂O，同时（shí）杀灭细（xì）菌病毒。

二、系（xì）统组成

1. 预处理单元（yuán）

九游平台和启风水旋塔：去除颗粒物（wù）、酸性气体（如HCl、SO₂），防（fáng）止催化剂中毒（dú）。

过滤器：高效空气过（guò）滤（lǜ）器（HEPA）捕捉大（dà）分子污染（rǎn）物，确保废气洁净度。

2. 光催化反应器

催化剂载体：蜂窝（wō）状陶（táo）瓷（cí）或金属网涂覆TiO₂，增大接触面积。

紫外灯组：采用185nm/254nm波长（zhǎng）紫（zǐ）外灯，提供光能。

反应室设（shè）计：多层叠加（jiā）或旋流式布局，废气停留时间3-5秒（miǎo）。

辅助系（xì）统：温度控制（zhì）（20-60℃）、臭氧控制（zhì）（催化分解（jiě）或活性炭（tàn）吸（xī）附）。

3. 后处理单元

活性炭吸附塔：吸附残留VOCs，确保排放（fàng）达标。

高效（xiào）过滤器：捕捉反（fǎn）应生成的微小颗粒，避（bì）免粉尘排放。

4. 监测与（yǔ）控（kòng）制

在线监测：实时检测VOCs、臭氧、颗（kē）粒物浓度。

自动控制系统：调节紫外灯功率、风机风量（liàng），优化处理（lǐ）效率。

三、适（shì）用废（fèi）气类型

有机（jī）废气：VOCs（苯、甲苯（běn）、二甲苯（běn））、非（fēi）甲烷（wán）总烃、甲（jiǎ）醛、乙醛（quán）。

恶臭气体：硫化氢（H₂S）、氨气（NH₃）、硫醇、硫醚、三甲胺。

无（wú）机污染物（wù）：氮氧化物（NOx）、部分重（chóng）金属蒸气（需结合其（qí）他技（jì）术）。

行业应（yīng）用：喷（pēn）涂、印刷、橡胶、化工、污水处理厂、垃圾转运站（zhàn）。

四、处理效率与案例（lì）

实验室（shì）数据（jù）：甲（jiǎ）醛去除率（lǜ）＞99％，脱臭（chòu）效率达95％-99％。

工业案例：

电镀厂（chǎng）：UV光解+光触媒组（zǔ）合工（gōng）艺，非甲烷总烃排放＜20mg/m³。

印（yìn）刷企（qǐ）业：光触媒系统处（chù）理后VOCs排放浓度从300mg/m³降至10mg/m³以（yǐ）下。

五、优缺点分（fèn）析

1. 优点（diǎn）

广谱性：可处理多种污染物（wù），兼具杀菌功（gōng）能。

无二次污染：最（zuì）终产物为CO₂和H₂O，无（wú）有害副产（chǎn）物。

运（yùn）行成本低：紫（zǐ）外灯能（néng）耗较低（约0.5kW·h/m³废（fèi）气（qì）），催化（huà）剂（jì）无需更换。

持续性：催化剂不消耗，长期使（shǐ）用效果稳（wěn）定。

2. 缺点

依赖紫（zǐ）外光：需额外提（tí）供光源，增加初始投资。

催化剂失活风险（xiǎn）：高浓度粉尘或酸性气体可能导（dǎo）致催（cuī）化剂（jì）中毒。

处理效率限制：对（duì）高浓度废气（如（rú）VOCs＞5000ppm）需结（jié）合其他技术。

六、组合（hé）工艺建（jiàn）议

1. 高浓度（dù）VOCs处理

流（liú）程：活性炭吸附浓缩 → 光触媒深（shēn）度氧化 → 尾气活性炭吸附。

优势（shì）：活性炭吸附高浓度VOCs，浓缩后光（guāng）触媒高效分解，降低运行成本（běn）。

2. 酸性废气处理

流程：喷淋塔中和 → 光触媒反应器 → 活性炭吸（xī）附。

优势：喷淋塔去除酸性气体，光触媒处（chù）理残留有机物，确保达标排（pái）放。

3. 恶（è）臭气（qì）体（tǐ）处（chù）理

流程：光触媒反应（yīng）器（qì） + 臭氧（yǎng）氧化（huà） → 高效过滤器。

优势：光（guāng）触媒（méi）与臭氧协同作用，提升脱（tuō）臭（chòu）效率至99％以上。

七、经济性与合规性

1. 设备成（chéng）本

光触媒反应器：占总投资的（de）30％-40％，紫外灯寿命（mìng）约8000小（xiǎo）时（shí）。

预处（chù）理/后处理单元：喷淋塔、过滤器等约占40％-50％。

2. 运行费用

能耗：紫外灯能（néng）耗约0.5kW·h/m³废（fèi）气（qì），风机能耗根据风量计算。

维护成本：定（dìng）期更换紫外灯（每2-3年）及活性炭（tàn）（每6-12个月）。

3. 排（pái）放（fàng）标准

符合《大气污染物综合排放标准（zhǔn）》（GB 16297-1996）及行（háng）业特定标准（如电镀行（háng）业GB 21900-2008）。

八、选型与设计要点

紫外灯波长：优（yōu）先选择185nm/254nm波长（zhǎng），确保TiO₂充分（fèn）激发。

催化剂载（zǎi）体：蜂窝状结构（gòu）比表面积大，反（fǎn）应效率高。

系统（tǒng）密封性：防止臭氧泄漏，避免二次（cì）污（wū）染（rǎn）。

风量匹配：根据废气（qì）浓度和停（tíng）留时间计（jì）算，确保处理效（xiào）果。

光（guāng）触媒废气处理方案通过光触媒技术（shù）与预处理、后处理（lǐ）单元的组合，可实现（xiàn）中低浓度废气的（de）高效、经济处理，同时满足（zú）环保法规（guī）要（yào）求（qiú）。