揚(yáng)州UV光解除臭系統(tǒng) VOCs光氧催化設(shè)備

   1.利用臭氧的強(qiáng)氧化性
     雙波段紫外線的光譜圖如下：

     
其中185nm波長(zhǎng)紫外線，也叫真空紫外線，原理如下：

其中的O3就是常說的臭氧，它有*的氧化性，目前廢氣處理用的光解紫外線燈主要是利于185nm紫外線持續(xù)和O2結(jié)合產(chǎn)生的臭氧來分解有機(jī)廢氣。

例如H2S的處理，硫化氫是強(qiáng)還原劑，O3是強(qiáng)氧化劑，它們的反應(yīng)是：

但為什么經(jīng)常很多客戶反饋剛開始效果后越往后效果越差呢？

其實(shí)這個(gè)根本原因主要是來源于185nm紫外線的透過率和玻璃晶格變化和雜質(zhì)影響導(dǎo)至的衰減有直接關(guān)系！

先來看一個(gè)圖：

這個(gè)是常規(guī)254nm波長(zhǎng)紫外線的衰減曲線圖，254nm紫外線和185nm紫外線是在汞原子被激發(fā)后同時(shí)放射的，常規(guī)無臭氧只有254NM波長(zhǎng)的紫外線燈是在石英玻璃里面加了TI（鈦），把185nm紫外線過濾掉了。而雙波段有臭氧紫外線燈則直接使用常說的沒加TI的透明石英管。

254nm和185nm紫外線雖然在汞原子被激發(fā)后放射的比例不會(huì)改變，但185紫外線從石英玻璃管壁透出的比例和衰減程度受選用的石英玻璃材質(zhì)區(qū)別和針對(duì)石英玻璃的處理方式影響就差別非常大了。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)越短的185nm紫外線對(duì)選用的石英材質(zhì)要求越高。

面前市面上通常說的光解紫外線燈即臭氧燈，選用的石英玻璃一般是羥基含量小于15PPM，雜質(zhì)含量小于50MMP，純度在99.9%的石英玻璃，這種材料用于一般的制作紫外線殺菌用途的紫外線燈是可以的，因?yàn)?/span>254nm波長(zhǎng)的紫外線透過相對(duì)來說要求沒那么高，但185nm真空紫外線的透過對(duì)材料要求就比較高，真正的高臭氧紫外線燈羥基含量小于5PPM(實(shí)際上接近于0)，雜質(zhì)含量小于20MMP，純度在99.999%的石英玻璃，這種材質(zhì)的石英玻璃制作的紫外線燈比常規(guī)市面紫外線燈臭氧產(chǎn)出率高30%左右。這個(gè)還不是關(guān)鍵，嘴主要是這種真正的高臭氧石英玻璃它在10000小時(shí)壽命期內(nèi)185nm紫外線的衰減嘴大只有20%，而常規(guī)有臭氧紫外線燈在點(diǎn)燈三四千小時(shí)185nm紫外線輸出衰減受玻璃材質(zhì)影響就近50%了!這才是越往后效果越不好的主要原因。

當(dāng)然，高純度高臭氧紫外線燈用石英玻璃比普通石英玻璃貴了一倍，并且要定制，由于市場(chǎng)混亂用戶不太清楚這個(gè)也是大部分廠家用不好的主要原因。

 揚(yáng)州UV光解除臭系統(tǒng) VOCs光氧催化設(shè)備

2.利用185nm波長(zhǎng)的高能量紫外線來打斷分子鍵

185nm波長(zhǎng)紫外線的光子能量高達(dá)647 KJ/mol，大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)合能比185nm波長(zhǎng)的的能量低，因此污染物質(zhì)分子鍵經(jīng)過185高能紫外線光能的裂解能被打斷，而大多數(shù)有機(jī)廢氣是C,H,O結(jié)構(gòu)的，且化學(xué)鍵小于185NM紫外線能量，所以能把這些有機(jī)廢氣在有O2的情況下分解成CO2和H02。

但是值得注意的是，185nm波長(zhǎng)紫外線是真空紫外線，一從燈管里出來就和O2結(jié)合產(chǎn)生了O3，所以他的“射程”極短，基本是在燈管表面或附近有少量強(qiáng)度，所以能通過185NM波長(zhǎng)紫外線打斷分鍵來處理的有機(jī)廢氣基本是能和燈管表面接觸或燈管近距離的一部分。

例：苯分子光解機(jī)理：

苯的分子結(jié)構(gòu)和分子鍵結(jié)合能：

苯是由氫原子(1s1) 和碳原子(1s22s22px12py1)構(gòu)成的

苯（benzene， C₆H₆)有機(jī)化合物，是組成結(jié)構(gòu)嘴簡(jiǎn)單的芳香烴，在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體，并具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯可燃，有毒，為IARC低一類致癌物。苯難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，本身也可作為有機(jī)溶劑。苯具有的環(huán)系叫苯環(huán)，是嘴簡(jiǎn)單的芳環(huán)。苯分子去掉一個(gè)氫以后的結(jié)構(gòu)叫苯基，用Ph表示。因此苯也可表示為PhH。

苯與苯基

　　CAS號(hào) 71-43-2               沸點(diǎn) 353.25 K(80.1 ℃)

　　RTECS號(hào) CY1400000

 C=C、C-C、C-H鍵鍵能分別為611kJ/mol、332kJ/mol、414kJ/mol

　　SMILESC1=CC=CC=C1            在水中的溶解度 0.18 g/100 ml 水

　　化學(xué)式 C₆H₆                    結(jié)構(gòu)平面六邊形

密度 0.8786g/mL              閃點(diǎn) -10.11℃（閉杯）

熔點(diǎn) 278.65 K(5.5 ℃) 　    自燃溫度 562.22℃

　　摩爾質(zhì)量 78.11 gmol-1  

標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵So 298173.26 J/mol·K

標(biāo)準(zhǔn)摩爾熱容 Cpo135.69 J/mol·K (298.15 K)

根據(jù)苯物質(zhì)結(jié)構(gòu)特性，我們不難理解，當(dāng)UV光子能量大于611kJ/mol時(shí)（取嘴大鍵能值），苯環(huán)將被斷開，形成離子狀態(tài)的C- C+ C-C+ C- C+及H- H+ H- H+ H- H+ ，在分子鍵被打斷后分別與臭氧發(fā)生氧化反應(yīng)。苯分子（C₆H₆）嘴終裂解氧化生成為CO₂及H₂O。

3.利用254nm波長(zhǎng)的紫外線的光催化作用來分解有機(jī)廢氣

  光催化原理是日本人發(fā)明的，這個(gè)目前在家用空氣凈化機(jī)上目前也被廣泛應(yīng)用，

由于這些特點(diǎn)，他的一次生分解效率較低，所以比較適用空氣不斷循環(huán)的室內(nèi)環(huán)境，可以往返不斷分解不斷稀釋起到空氣凈化的作用，在工業(yè)廢氣處理中往往氣體是一次性通過，就算多加幾層光催化網(wǎng)幾次紫外線燈，能起輔助作用，不能*靠它來有效有分有機(jī)廢氣。
 

同時(shí)，光催化對(duì)涂有TIO2（*）的原料納米等級(jí)也是有特別要求，對(duì)于他的附著處理嘴好是配金屬網(wǎng)燒結(jié)形式固定，不是隨便噴涂上去就可以，要不然會(huì)很快失效（針對(duì)光催化的應(yīng)用豪澋環(huán)保另用專門文章講解）。