光觸媒廢氣處理方案

一、技(ji)術原理

光(guang)觸媒技術以(yi)二氧(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)（TiO?）為(wei)(wei)核心(xin)，在紫外光(guang)照射下產生(sheng)(sheng)光(guang)催化(hua)(hua)反應。紫外光(guang)激發TiO?價帶(dai)電子躍遷，生(sheng)(sheng)成光(guang)致(zhi)電子和空(kong)穴(xue)。空(kong)穴(xue)與(yu)(yu)水反應生(sheng)(sheng)成強氧(yang)化(hua)(hua)性的羥基自由基（·OH），電子與(yu)(yu)氧(yang)氣生(sheng)(sheng)成活性氧(yang)（O??）。這些活性物(wu)(wu)質將有機物(wu)(wu)（如VOCs、苯系(xi)物(wu)(wu)）和無機物(wu)(wu)（如H?S、NH?）氧(yang)化(hua)(hua)為(wei)(wei)CO?和H?O，同時殺滅細菌病毒(du)。

二(er)、系統組成

1. 預處(chu)理單元(yuan)

啟風水旋(xuan)塔：去除顆粒物、酸性氣體（如HCl、SO?），防止催(cui)化劑中(zhong)毒。

過(guo)濾器：高效空氣過(guo)濾器（HEPA）捕捉大(da)分子污染物，確保廢(fei)氣潔(jie)凈度。

2. 光(guang)催化反應器

催化(hua)劑載體：蜂窩狀陶(tao)瓷或(huo)金屬網涂覆(fu)TiO?，增大(da)接觸面積。

紫外燈(deng)組：采用185nm/254nm波長紫外燈(deng)，提(ti)供光能。

反應室設(she)計(ji)：多層疊(die)加或(huo)旋(xuan)流式(shi)布局，廢氣停(ting)留時(shi)間3-5秒。

輔助系統(tong)：溫度(du)控(kong)制（20-60℃）、臭(chou)氧控(kong)制（催化(hua)分(fen)解(jie)或活性炭吸(xi)附(fu)）。

3. 后處理單元

活性炭吸附塔：吸附殘留VOCs，確(que)保(bao)排放達標(biao)。

高效(xiao)過濾器：捕捉反應生成的微(wei)小顆粒，避免粉塵排放。

4. 監測與控制

在線監測：實時檢測VOCs、臭(chou)氧、顆粒物濃度(du)。

自(zi)動控制系統：調節紫外燈功(gong)率、風機風量(liang)，優化處理效率。

三(san)、適用廢氣類(lei)型

有機廢氣：VOCs（苯(ben)、甲(jia)苯(ben)、二甲(jia)苯(ben)）、非甲(jia)烷總烴、甲(jia)醛(quan)、乙(yi)醛(quan)。

惡臭(chou)氣(qi)體(ti)：硫(liu)化(hua)氫（H?S）、氨氣(qi)（NH?）、硫(liu)醇、硫(liu)醚、三甲(jia)胺。

無機污染物：氮(dan)氧(yang)化物（NOx）、部(bu)分重金屬蒸(zheng)氣（需結合(he)其他技術）。

行業(ye)應用：噴涂、印(yin)刷、橡膠、化工、污(wu)水(shui)處理廠、垃圾轉運(yun)站。

四、處(chu)理效(xiao)率與案例

實驗(yan)室(shi)數據(ju)：甲醛去(qu)除率＞99％，脫臭效率達95％-99％。

工業案例(li)：

電鍍廠：UV光解(jie)+光觸(chu)媒組合(he)工藝，非(fei)甲烷總烴(jing)排(pai)放＜20mg/m3。

印刷企業(ye)：光觸(chu)媒(mei)系(xi)統(tong)處(chu)理后VOCs排放濃度從300mg/m3降至(zhi)10mg/m3以下。

五、優缺點分析

1. 優(you)點(dian)

廣譜性：可處理多(duo)種污染物，兼具殺菌功能。

無二次污染：最終產物為CO?和(he)H?O，無有害副產物。

運行成本低：紫外燈(deng)能耗較低（約0.5kW·h/m3廢氣），催化劑無需更換。

持續性：催化(hua)劑不消耗，長期使用效果穩定。

2. 缺點

依(yi)賴紫(zi)外光(guang)：需額外提(ti)供光(guang)源，增加初(chu)始投資。

催化劑失活(huo)風險：高濃度(du)粉塵或酸性氣體可能導致催化劑中(zhong)毒。

處理效率(lv)限制：對高(gao)濃度(du)廢氣（如VOCs＞5000ppm）需結合(he)其(qi)他技(ji)術。

六、組合工藝建議(yi)

1. 高濃度VOCs處理

流(liu)程：活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)濃(nong)縮 → 光觸媒(mei)深度(du)氧化 → 尾氣活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)。

優勢：活性(xing)炭(tan)吸附高濃度VOCs，濃縮(suo)后光觸(chu)媒高效分(fen)解，降低運行成本。

2. 酸性廢(fei)氣處理(li)

流程：噴淋塔中和 → 光觸(chu)媒反應(ying)器 → 活性炭吸附。

優勢：噴(pen)淋塔(ta)去除酸性氣體，光觸媒處理殘留(liu)有(you)機物，確保達標排放。

3. 惡臭氣體處理

流(liu)程：光觸媒反應器 + 臭氧氧化 → 高效過濾器。

優勢：光觸媒(mei)與臭氧協同作用，提(ti)升脫(tuo)臭效率(lv)至(zhi)99％以上。

七、經濟性與合規性

1. 設備成本(ben)

光觸媒反應器：占總投(tou)資的30％-40％，紫外燈(deng)壽命約8000小(xiao)時。

預處理/后(hou)處理單(dan)元：噴淋塔(ta)、過濾器等約占40％-50％。

2. 運行費(fei)用

能耗(hao)：紫(zi)外燈(deng)能耗(hao)約0.5kW·h/m3廢氣，風機能耗(hao)根(gen)據風量計(ji)算(suan)。

維護成本(ben)：定期更換(huan)紫外燈（每2-3年(nian)）及活性炭（每6-12個月）。

3. 排放標準

符合《大氣污染物(wu)綜(zong)合排放標準》（GB 16297-1996）及行業(ye)特(te)定(ding)標準（如(ru)電鍍行業(ye)GB 21900-2008）。

八、選型與設(she)計(ji)要點

紫外燈波長(chang)：優先選擇(ze)185nm/254nm波長(chang)，確保TiO?充(chong)分激(ji)發。

催化劑載體：蜂窩狀結(jie)構比表面(mian)積大，反應效率高。

系統密(mi)封性：防止臭氧(yang)泄漏，避免二(er)次污(wu)染。

風量匹配：根(gen)據廢(fei)氣濃度和停(ting)留時間(jian)計算，確(que)保處理效(xiao)果。

光觸媒廢(fei)氣處理方(fang)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，同時滿足環保法規要求。