UV高效光解废气净化系统使用说明书

目前，喷涂废气处理方案主要有UV光解氧化法、直接燃烧法、活性炭吸附法、化学催化法、生物分解法：

图为喷涂废气处理方案对照表

1、UV光解氧化法具有无毒、安全、稳定性好、催化活性高、见效快、低耗电、可重复使用等有点。缺点：发生电子和空穴对的转移速度慢，复合率较高，通常只能用紫外光活法，太阳光利用率低；

2、直接燃烧法在高温下恶臭物质与燃料充分混合，实现完全燃烧适用于处理浓度高，小气量的可燃性气体净化效率高，恶臭物质被彻底氧化分解设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染；

3、活性炭吸附法（活性炭吸附塔）利用活性炭的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭气体净化效率高，可以处理多组分恶臭气体吸附剂费用昂贵，再生困难，要求处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量，容易造成二次污染；

4、化学催化法利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性，去除某些臭气成分适用于处理大气量、高中浓度的臭气能够有针对性处理某些臭气成分，工艺较成熟净化效率不高，消耗吸收剂，易形成二次污染；

5、生物分解法处理费用低占地面积达，填料需定期更换，脱臭过程不易控制，操作复杂，运行一段时间后容易出现问题，对疏水性和难生物降解物质的处理还存在较大难度。

 

       综上所述及充分考虑到各有机物的水溶性较差，而且废气浓度较高，本设计以UV光解氧化法处理其挥发性有机废气，干式漆雾净化装置吸附漆雾。喷涂废气处理方案工艺确定：我公司在喷漆房的喷漆排放管道加入一套无泵水幕式漆雾净化装置和光解式废气净化装置，此装置是国内外目前最先进的异味处理技术。
 

光解式废气净化装置

光解式废气净化装置采取的工艺（一重破坏、分解，二重催化氧化）：
一、破坏：

1、采用超强UV电磁辐射和穿透力、微波催化燃烧功能对废气进行微波辐射和破坏，使所有有机物废气的分子链完全打断，裂解、改变物质结构，将高分子污染物质，裂解、分解成为低分子无害物质，如水和二氧化碳等；

2、采用高能C波段，强裂解恶臭物质分子链，改变物质结构，将高分子污染物质，裂解、氧化成为低分子无害物质，如水和二氧化碳等。
二、催化氧化法：

1、在分解过程中生产大量的羟基自由基进行废气强催化氧化, 羟基自由基（?OH）因其有极高的氧化电位（2.80EV），其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐，无二次污染；

2、在分解过程中产生高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。UV O2→O- O*(活性氧)O O2→O3(臭氧),众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对恶臭气体及其它刺激性异味有极强的清除效果。O3也为强催化氧化剂进行废气催化氧化, 裂解恶臭气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应，彻底达到脱臭及杀灭菌的目的；

3、采用二氧化钛催化剂涂层，增强-C波段激光的能力，同时起到一个强的催化氧化反应。通过两重破坏、分解，二重催化氧化将废气转变为水及二氧化碳等。其除臭最高可达90%以上，净化、脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准（GB14554-93）。
 

喷涂废气处理方案流程示意图

 为减少风管排放口，将通过UV光解式废气净化装置两处喷漆房的管道连接在一起，此装置应用了目前先进的异味处理技术，异味净化率达90%以上。

技术特点

1）本产品利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射工业废气，裂解恶臭/工业废气如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H₂S、VOC类，苯、甲苯、二甲苯等的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO₂、H₂O等。

2）利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。UV＋O₂→O-+O^＊(游离氧)O+O₂→O₃(臭氧),众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对工业废气及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。

3）恶臭/工业废气利用排风设备引入到本净化设备后，净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对工业废气进行协同分解氧化反应，使工业废气物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。

    4）利用高能UV光束裂解工业废气中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应，达到脱臭及杀灭细菌的目的。（下图所列为工艺说明）废气分子光解氧化说明示意图。

4.4技术原理

GY-系列恶臭气体UV高效光解废气净化设备采用的大功率高能紫外线发射管，光子能量分别为742 KJ/mol和647 KJ/mol。要裂解切断污染物质分子的分子键，就要使用发出比污染物质分子的结合能强的光子能。表2列出了主要的化学分子的结合能。由表2可知，大多数化学物质的分子结合能比170nm及184.9nm波长紫外线的光子能量低 ,所以，本UV高效光解净化设备能分解除碳，金属外的大多数化学物质。表2 部分化学分子键的结合能

高分子污染物质分子键，经过高能紫外线光能的裂解及臭氧的氧化聚合作用，转变聚合成低分子无害或低害物质如H₂O, CO₂等。

臭氧产生的分子式：UVD→O₂=O^-+O⁺=O₂+O^- O₂+O⁺→O₃

污染物质分子裂解转化的过程为：

UVD→H₂S=H⁺+H^-+S→H+O₃ S+O₃→ H₂O＋SO₄^2-

UVD→CS₂=C+O₃S^-+S⁺+O₃→CO₂＋SO₄ ^2-

例：苯分子光解机理：

苯的分子结构和分子键结合能：

苯是由氢原子(1s1) 和碳原子(1s22s22px12py1)构成的

苯（benzene， C₆H₆)有机化合物，是组成结构简单的芳香烃，在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，为IARC类致癌物。苯难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环，是简单的芳环。苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基，用Ph表示。因此苯也可表示为PhH。

苯与苯基

CAS号 71-43-2                沸点 353.25 K (80.1 ℃)

RTECS号 CY1400000

 C=C、C-C、C-H键键能分别为611kJ/mol、332kJ/mol、414kJ/mol

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

化学式 C₆H₆                    结构 平面六边形

密度 0.8786 g/mL              闪点 -10.11℃（闭杯）

熔点 278.65 K (5.5 ℃)       自燃温度 562.22℃

摩尔质量 78.11 g mol-1 

标准摩尔熵So 298 173.26 J/mol·K

标准摩尔热容 Cpo 135.69 J/mol·K (298.15 K)

根据苯物质结构特性，我们不难理解，当UV光子能量大于611 kJ/mol时（取大键能值），苯环将被断开，形成离子状态的C- C+ C- C+ C- C+及H- H+ H- H+ H- H+ 并极易分别与臭氧发生氧化反应。苯分子（C₆H₆）终裂解氧化生成为CO₂及H₂O。而我们UV光解净化设备所提供的的UV光子能量为647～704 kJ/mol（对应波长为184.9～170nm），裂解苯物质是轻而易举的。目前我司正在研发UV光子能量高达800 kJ/mol（波长149.5nm）的净化产品。下表列出常见的恶臭废气化学性质及其光解氧化机理。表3 常见的废气污染物化学性质及其物质光解氧化转换表

由上述分子式可见，高能紫外线光能将高分子量的恶臭化学物质，裂解为独立的、呈游离状态的污染物原子，再通过分解空气中的氧气，产生性质活跃的正负氧离子，继而生成臭氧，同时将裂解为独立的、呈游离状态的污染物原子通过臭氧的氧化反应，重新聚合成低分子的化合物如：水、二氧化碳等。

4.5性能优势

    1）高效除恶臭：能高效去除挥发性有机物（VOC）、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味，脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准（GB14554-93）和1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)。

    2）无需添加任何物质：只需要设置相应的排风管道和排风动力，使恶臭/工业废气通过本设备进行脱臭分解净化，无需添加任何物质参与化学反应。

    3）适应性强：GY-系列恶臭气体（工业废气）UV高效光解废气净化设备可适应高浓度，大气量，不同工业废气物质的脱臭、净化处理，可每天24小时连续工作，运行稳定可靠。

    4）运行成本低：GY-系列恶臭气体（工业废气）UV高效光解废气净化设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本设备能耗低，设备风阻极低＜50pa,可节约大量排风动力能耗。

    5）设备占地面积小，自重轻：适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件，设备占地面积＜1平方米/处理10000m³/h风量。

    6）优质材料制造：防火、防腐蚀性能高，设备性能安全稳定，采用镀锌钢板喷塑，设备使用寿命在十年以上。

    7）环保高科技专利产品：采用国际上先进技术理念，通过专家及我公司工程技术人员长期反复的试验，开发研制出的，具有完全自主知识产权的高科技环保净化产品可分解工业废气中有毒有害物质，并能达到完美的脱臭、净化效果，经分解后的工业废气，可完全达到无害化排放，不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。