光触媒废（fèi）气处理方案

一、技（jì）术原理

光触媒（méi）技术（shù）以二氧化钛（TiO₂）为（wéi）核心，在紫（zǐ）外（wài）光照射下产（chǎn）生光（guāng）催化反应。紫外光激发TiO₂价带（dài）电子跃迁，生成（chéng）光致电子和空穴。空穴与水反应生成强氧化性的羟基（jī）自（zì）由基（·OH），电子与氧气生成活性氧（yǎng）（O₂⁻）。这些活性物质将有（yǒu）机物（wù）（如VOCs、苯系（xì）物）和无（wú）机物（如H₂S、NH₃）氧化为CO₂和H₂O，同（tóng）时（shí）杀灭细菌病毒。

二、系统组成

1. 预处理单元

kok和启风水旋塔：去除（chú）颗粒物、酸性（xìng）气体（如HCl、SO₂），防止催化剂中毒。

过滤器：高效空气过滤器（HEPA）捕捉大分（fèn）子污染（rǎn）物，确保废气洁净度。

2. 光催（cuī）化反（fǎn）应器

催化剂载体：蜂窝（wō）状陶（táo）瓷或金属网涂覆TiO₂，增大接触面积。

紫外（wài）灯组（zǔ）：采用185nm/254nm波长紫外灯，提供光能。

反应室设计：多层叠加或旋流式布局（jú），废气（qì）停留时间3-5秒。

辅助系统：温（wēn）度控制（20-60℃）、臭氧控（kòng）制（催化分解（jiě）或活性炭（tàn）吸附）。

3. 后处（chù）理单元

活性炭吸附塔：吸附残留VOCs，确保排放达标。

高效过滤（lǜ）器：捕捉（zhuō）反应生（shēng）成（chéng）的微小颗粒（lì），避免粉尘排放。

4. 监测与控（kòng）制

在线（xiàn）监（jiān）测：实时检（jiǎn）测VOCs、臭氧、颗（kē）粒物浓（nóng）度。

自动（dòng）控制系统：调节紫外灯功率、风机风（fēng）量，优化处理（lǐ）效率。

三、适用（yòng）废气类型

有机废（fèi）气：VOCs（苯、甲苯、二甲（jiǎ）苯（běn））、非（fēi）甲烷总烃（tīng）、甲醛、乙醛。

恶臭气体：硫化（huà）氢（H₂S）、氨气（qì）（NH₃）、硫醇、硫（liú）醚、三甲胺。

无机污染物：氮氧化物（NOx）、部分重金属蒸气（需结合其他技术）。

行业应（yīng）用：喷涂、印（yìn）刷、橡胶、化工、污水（shuǐ）处理厂、垃圾转运（yùn）站（zhàn）。

四（sì）、处理效率与案（àn）例

实验室数据：甲（jiǎ）醛（quán）去除率＞99％，脱臭效（xiào）率达95％-99％。

工业案例：

电（diàn）镀厂：UV光解+光触媒（méi）组合工艺（yì），非甲烷总烃排放＜20mg/m³。

印（yìn）刷企业：光触媒系统处（chù）理（lǐ）后（hòu）VOCs排（pái）放（fàng）浓度从300mg/m³降至10mg/m³以下。

五（wǔ）、优缺点分析

1. 优点

广谱性：可处理多种污染物，兼（jiān）具（jù）杀菌功能。

无二次污染：最终产物为CO₂和H₂O，无有害（hài）副产物。

运行成本低：紫外灯能耗较低（约0.5kW·h/m³废气），催化剂无需更换（huàn）。

持续性：催化剂不消耗，长期使用（yòng）效果稳定。

2. 缺（quē）点

依赖紫外光：需额外提（tí）供光源，增加初始投资。

催化剂（jì）失活风险：高浓度粉尘（chén）或酸性气体可（kě）能导致催化剂（jì）中毒。

处理效（xiào）率限制：对高浓度（dù）废气（如VOCs＞5000ppm）需结合其（qí）他技术。

六、组合工艺建（jiàn）议

1. 高浓度VOCs处理（lǐ）

流程：活性炭吸附浓缩 → 光触媒（méi）深度氧化 → 尾气（qì）活性炭吸附。

优势：活性炭吸（xī）附高浓度（dù）VOCs，浓缩后光触媒（méi）高效（xiào）分（fèn）解，降低运行成本。

2. 酸性废气处（chù）理（lǐ）

流程：喷淋塔中和（hé） → 光触（chù）媒反应器（qì） → 活性炭（tàn）吸附。

优势：喷淋塔去除酸性气体，光（guāng）触媒处理残留有机物，确保（bǎo）达标排放。

3. 恶臭气体处理

流程：光触媒反应器 + 臭氧氧化（huà） → 高效过滤器（qì）。

优（yōu）势：光触（chù）媒与臭氧（yǎng）协同作用，提升（shēng）脱臭效率至（zhì）99％以上（shàng）。

七、经济（jì）性（xìng）与合规性

1. 设备（bèi）成本

光触媒反应（yīng）器：占总（zǒng）投资（zī）的30％-40％，紫外灯寿命约（yuē）8000小时。

预（yù）处理/后处理单元（yuán）：喷（pēn）淋塔（tǎ）、过滤器等约占40％-50％。

2. 运（yùn）行费用

能耗：紫外（wài）灯能耗约0.5kW·h/m³废气，风（fēng）机能耗根据（jù）风量计算。

维护成本：定期更换紫外灯（每2-3年）及活性炭（每6-12个月）。

3. 排放标准

符合《大气污染物综合（hé）排（pái）放（fàng）标准》（GB 16297-1996）及行业特定标（biāo）准（zhǔn）（如电镀行业GB 21900-2008）。

八（bā）、选（xuǎn）型（xíng）与（yǔ）设计要点

紫（zǐ）外灯波（bō）长（zhǎng）：优先选择185nm/254nm波长，确保TiO₂充分激发。

催化剂载体：蜂窝状结构比表（biǎo）面积大，反应效（xiào）率（lǜ）高。

系统密封性（xìng）：防止臭（chòu）氧泄漏，避免二次污染。

风量匹（pǐ）配：根（gēn）据（jù）废气（qì）浓度和停（tíng）留（liú）时（shí）间计（jì）算，确（què）保处理（lǐ）效果。

光触媒废气（qì）处理方案通过（guò）光触媒技（jì）术与预处理、后处理单元的组合，可（kě）实（shí）现中（zhōng）低浓（nóng）度废气的高效、经济处理，同时满足环（huán）保法规要（yào）求。