光微波紫外線除臭設(shè)備技術(shù)原理
應(yīng)用于工業(yè)的紫外線波長154nm-254nm,波長越短能量越大,254nm以下波長的紫外線能夠裂解O2,產(chǎn)生O3,大于254nm波長基本不能裂解O2,由于154nm-185nm的波長相對比較短所以“殺傷”的空間范圍也較小。而185nm-254nm盡管波長較長但是殺傷空間范圍相對較大。
光解氧化除臭設(shè)備,采用NBL標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)紫外線燈,產(chǎn)生高強(qiáng)紫外線,其中154nm-185nm波長在系列光譜中使占比例高達(dá)14%,紫外線劑量大于45mw/cm2,光子能量大于1000kJ/mol,是當(dāng)前工業(yè)UV/O3紫外燈中劑量和能量zui大的紫外線,迅速氧化鍵能小于380kJ/mol(常見化學(xué)鍵的鍵能和鍵長見下表)的污染物,紫外線光解氧氣產(chǎn)生臭氧,臭氧濃度按照1.8Kg/h配置,設(shè)計臭氧濃度200mg/m3,臭氧能快速氧化金屬性較強(qiáng)的污染物,臭氧量可根據(jù)污染物的濃度以及后續(xù)反應(yīng)時間設(shè)定。
廢氣的光解氧化機(jī)理包括兩個過程:一是在產(chǎn)生高能離子群體的過程中,一定數(shù)量的有害氣體分子受高能作用,本身分解成單質(zhì)或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。二是含有大量高能 粒子和高活性的自由基的離子群體,與大分子氣體(如苯、甲苯等)作用,打開了其分子內(nèi)部的化學(xué)鍵,轉(zhuǎn)化為無害的小分子物質(zhì)。新生態(tài)的氧離子具有很強(qiáng)的氧化 性,它能有效的氧化分解不受負(fù)離子作用控制的有機(jī)物。和廢氣反應(yīng)后多余的氧離子(正),能與氧離子(負(fù))很快結(jié)合成中性氧,因而不會更多地對設(shè)備及環(huán)境造 成不利影響。三大量研究表明活性氧在紫外線的作用下能加速氧化速度,提高氧化效率。
無極燈沒有電極,*避免了由于電極氧化性老化導(dǎo)致的安全性問題,同時*提高了紫外燈的使用壽命,克服了設(shè)備加工中電極絕緣和密封所帶來的結(jié)構(gòu)問題。無 電極設(shè)計zui大的優(yōu)點還在于它的形狀任意性和放置的隨意性,能zui大限度保證廢氣凈化工程調(diào)試的需要,避免設(shè)備結(jié)構(gòu)固定造成的機(jī)械破壞。微波場的熱效應(yīng)除了提 高系統(tǒng)的氧化速度外,它的非熱效應(yīng)在光解過程中作用更加突出,微波場雖然不能使分子離子化,但是它能以億倍的速度提高離子化的分子的運動速度,*提升光 子的撞擊能量,達(dá)到雪崩式裂解污染物的作用。
經(jīng)過*的研究發(fā)生,當(dāng)化學(xué)物質(zhì)通過吸收能量(熱能、光子能量、電離),可以使自身的化學(xué)性質(zhì)變得更加活躍甚至被裂解。當(dāng)吸收的能量大于化學(xué)鍵能,即可使化學(xué)鍵斷裂,形成游離的帶有能量的原子或基團(tuán)。在波長范圍154nm-184.9nm(1200KJ/mol-600KJ/mol)高能紫外線的作用下,一方面空氣中的氧被裂解,然后組合產(chǎn)生臭氧;另一方面將污染物化學(xué)鍵斷裂,使之形成游離態(tài)的原子或基團(tuán);同時產(chǎn)生的臭氧參與到反應(yīng)過程中,使廢氣zui終被裂解,氧化成簡單的穩(wěn)定的化合物CO2、H2O、N2,一系列過程的可能性決定于:
(1)污染物分子能否被裂解,取決于其化學(xué)鍵能是否比所提供的UV光子能力低?
(2)裂解反應(yīng)的時間是否足夠1S,氧化反應(yīng)的時間是否達(dá)到5-8S;
(3)UV光解的環(huán)境是否穩(wěn)定、高效,需要反應(yīng)溫度<70°,粉塵量<200mg/m3,
相對溫度<200%。
(4)污染物中某些特殊化學(xué)元素的含量是否過高(如CL、F);
常見化學(xué)鍵的鍵能和鍵長
化學(xué)鍵 | 鍵長 | 鍵能KJ/mol |
O-O | 148 | 146 |
N-O | 146 | 230 |
S-S | 207 | 268 |
C-S | 182 | 272 |
C-O | 143 | 326 |
C-C | 154 | 332 |
S-H | 135 | 339 |
N-H | 101 | 389 |
C-H | 109 | 414 |
H-CL | 127 | 431 |
O-H | 98 | 464 |
O=O | 120 | 498 |
C=S | 577 | |
N=O | 114 | 607 |
C=C | 134 | 611 |
C=O | 120 | 728
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