光（guāng）触媒（méi）废气处理方案

一、技术原理

光触媒（méi）技术以二氧化钛（TiO₂）为核心，在紫外光照射下产（chǎn）生光催化反应。紫外光激发TiO₂价带（dài）电子跃迁（qiān），生成光致（zhì）电子和空穴。空穴与水反应生成强氧（yǎng）化性（xìng）的羟（qiǎng）基自由基（jī）（·OH），电子与氧（yǎng）气生（shēng）成活性氧（yǎng）（O₂⁻）。这些活（huó）性物质将有（yǒu）机（jī）物（wù）（如VOCs、苯系物）和无机物（如H₂S、NH₃）氧化（huà）为CO₂和H₂O，同时（shí）杀（shā）灭细菌病（bìng）毒。

二、系统（tǒng）组成

1. 预处理单元

皇冠和启风水旋塔（tǎ）：去（qù）除颗粒物、酸性气体（如HCl、SO₂），防止催化剂（jì）中毒。

过滤器：高效空气过滤（lǜ）器（HEPA）捕捉大分子污染物，确保废气洁净度。

2. 光催化反应（yīng）器

催化剂载体：蜂窝状（zhuàng）陶瓷或金属网（wǎng）涂（tú）覆TiO₂，增（zēng）大接触面积（jī）。

紫外灯组：采用185nm/254nm波长（zhǎng）紫外灯，提（tí）供光能。

反应室设计：多层叠（dié）加或旋流式布局，废气停留时间3-5秒。

辅助系（xì）统：温度控（kòng）制（zhì）（20-60℃）、臭氧控制（催化分解或（huò）活性炭吸附）。

3. 后处（chù）理单元（yuán）

活性炭吸附塔：吸附（fù）残留VOCs，确保排放达标。

高效过滤器：捕捉反应生成的微小颗粒（lì），避免粉尘（chén）排放。

4. 监测与（yǔ）控（kòng）制

在线监测：实（shí）时检（jiǎn）测VOCs、臭氧、颗粒物浓度。

自动控制系统：调节紫外灯功率、风机风量（liàng），优化处理效（xiào）率。

三、适用废气类型

有机废气：VOCs（苯、甲苯、二甲苯）、非（fēi）甲烷总（zǒng）烃、甲醛（quán）、乙（yǐ）醛。

恶臭气（qì）体：硫化氢（H₂S）、氨气（NH₃）、硫醇、硫醚、三甲胺。

无（wú）机污染（rǎn）物：氮氧（yǎng）化物（wù）（NOx）、部分（fèn）重金（jīn）属蒸气（需结合（hé）其他（tā）技术）。

行业应用：喷（pēn）涂、印刷、橡胶、化工、污水处理（lǐ）厂、垃圾转运站。

四、处理效率与案例

实验（yàn）室数据：甲醛去除率（lǜ）＞99％，脱（tuō）臭效率达95％-99％。

工业（yè）案例：

电镀厂：UV光解+光触媒组合（hé）工（gōng）艺，非甲烷总烃排放＜20mg/m³。

印刷企（qǐ）业：光触媒系统（tǒng）处（chù）理后VOCs排放（fàng）浓（nóng）度（dù）从300mg/m³降至10mg/m³以（yǐ）下（xià）。

五、优缺点分析

1. 优点

广谱性：可处（chù）理多种污染物，兼具杀菌功能。

无二次（cì）污染：最终（zhōng）产物为CO₂和H₂O，无有害副产物。

运（yùn）行成本（běn）低：紫外灯能耗（hào）较低（约0.5kW·h/m³废气（qì）），催化剂无（wú）需更换。

持续（xù）性：催化剂不（bú）消耗，长（zhǎng）期使（shǐ）用效果（guǒ）稳定。

2. 缺（quē）点（diǎn）

依赖（lài）紫外光：需额外提供光源，增加（jiā）初始（shǐ）投资。

催化剂失活风（fēng）险（xiǎn）：高浓度粉尘或酸性气体可能导致催化剂中毒。

处（chù）理效率限制：对（duì）高浓度废（fèi）气（如VOCs＞5000ppm）需结合其他技术（shù）。

六、组合工艺建议

1. 高浓度VOCs处理

流（liú）程（chéng）：活性炭吸附浓缩 → 光（guāng）触媒深度氧（yǎng）化（huà） → 尾气（qì）活性炭（tàn）吸附（fù）。

优势：活性（xìng）炭吸附高（gāo）浓度VOCs，浓缩后光触媒高效分解（jiě），降低运行成本。

2. 酸性废气处理

流程：喷淋塔中和 → 光（guāng）触媒反应（yīng）器 → 活性（xìng）炭（tàn）吸附。

优（yōu）势：喷淋（lín）塔去除酸性气体，光触媒处理残留有机物，确保达标排放。

3. 恶臭（chòu）气体处（chù）理

流（liú）程：光触媒反应器 + 臭氧氧化 → 高效（xiào）过（guò）滤器。

优势：光（guāng）触媒与臭氧协同作用，提升脱臭效率至99％以上。

七、经济性与合规性（xìng）

1. 设备成本

光触（chù）媒（méi）反应器：占总（zǒng）投资的（de）30％-40％，紫外灯（dēng）寿命（mìng）约8000小时。

预处理/后处理单元：喷淋塔、过滤（lǜ）器等约占40％-50％。

2. 运行费（fèi）用

能耗（hào）：紫（zǐ）外灯能耗约（yuē）0.5kW·h/m³废（fèi）气，风（fēng）机能耗根（gēn）据风量计算。

维护成本：定（dìng）期更换紫外灯（每2-3年（nián））及活性炭（tàn）（每（měi）6-12个月）。

3. 排放标准

符合（hé）《大（dà）气污染物综合（hé）排（pái）放标准》（GB 16297-1996）及行（háng）业特定（dìng）标准（如电镀行业GB 21900-2008）。

八、选型（xíng）与设计（jì）要点

紫外（wài）灯波长：优先（xiān）选择（zé）185nm/254nm波（bō）长，确保TiO₂充分（fèn）激发。

催化剂载体（tǐ）：蜂窝状结构比表（biǎo）面积大，反应效率高（gāo）。

系统密封性：防止臭氧泄漏，避免（miǎn）二次污染。

风量匹配（pèi）：根据废气浓度和停（tíng）留时间（jiān）计（jì）算，确保处（chù）理效果。

光（guāng）触媒废气（qì）处理方案（àn）通过光触媒技术与预处理、后（hòu）处理单元的组合，可实现中低浓（nóng）度废气（qì）的高效、经济处（chù）理，同时（shí）满足（zú）环保（bǎo）法（fǎ）规要（yào）求。