光微波紫外線除臭設(shè)備原理
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)紫外線燈,產(chǎn)生紫外線,其中154nm-185nm波長在系列光譜中使占比例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大的紫外線,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)生離子群體的過程中,數(shù)量的有害氣體分子受作用,本身分解成單質(zhì)或轉(zhuǎn)化為物質(zhì)。二是含有大量粒子和離子群體,與大分子氣體(如苯、甲苯等)作用,打開了其分子化學(xué)鍵,轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)。氧離子具有很強(qiáng)的氧化性,它能的氧化分解不受負(fù)離子作用控制的物。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,因而多地對設(shè)備及環(huán)境造 成不利影響。三大量活性氧在紫外線的作用下能加速氧化速度,氧化效率。
在波長范圍154nm-184.9nm(1200KJ/mol-600KJ/mol)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、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 |