光触媒废气（qì）处理方案（àn）

一、技（jì）术原理

光触媒技术以（yǐ）二氧化钛（TiO₂）为核（hé）心，在紫外光照射（shè）下（xià）产生光催化反应（yīng）。紫外光激发TiO₂价带电子跃（yuè）迁，生成光致电子和（hé）空穴。空穴与水反应生成强（qiáng）氧化性的（de）羟基自由（yóu）基（·OH），电子与氧气生成（chéng）活性氧（O₂⁻）。这（zhè）些活（huó）性物质将（jiāng）有机物（如VOCs、苯系物（wù））和无（wú）机物（如H₂S、NH₃）氧化为CO₂和H₂O，同时杀灭细菌病毒。

二、系统组成

1. 预处理单元

开云和启风水旋塔：去除颗（kē）粒（lì）物、酸性（xìng）气（qì）体（tǐ）（如HCl、SO₂），防止催化剂中（zhōng）毒。

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

2. 光催（cuī）化反应（yīng）器

催化剂载体：蜂窝状陶瓷或金属网涂覆TiO₂，增大接触面积。

紫外（wài）灯组：采用185nm/254nm波长（zhǎng）紫外灯，提供光（guāng）能（néng）。

反（fǎn）应室设计：多层叠加或旋（xuán）流式布局，废气停留时间3-5秒。

辅助系统（tǒng）：温度控制（zhì）（20-60℃）、臭氧控制（催化（huà）分（fèn）解或活性（xìng）炭吸附）。

3. 后处理单元（yuán）

活（huó）性炭吸附塔：吸附残留VOCs，确保排放达标。

高效过（guò）滤器：捕捉反应生成的微小颗（kē）粒，避免（miǎn）粉尘排放。

4. 监（jiān）测与控制

在线监测：实时检测VOCs、臭氧、颗（kē）粒物浓度。

自动控制系统：调节紫外灯功率、风（fēng）机风量，优（yōu）化处理效率。

三、适（shì）用（yòng）废气（qì）类（lèi）型

有机废气：VOCs（苯、甲苯、二（èr）甲苯（běn））、非甲烷总（zǒng）烃、甲醛、乙醛。

恶臭气（qì）体：硫化（huà）氢（qīng）（H₂S）、氨气（NH₃）、硫醇、硫醚、三（sān）甲胺。

无机污（wū）染物：氮氧化物（NOx）、部（bù）分重金属蒸气（需结合其他技术）。

行业应用：喷涂、印（yìn）刷（shuā）、橡胶、化工、污（wū）水处理厂（chǎng）、垃圾转运站（zhàn）。

四、处理效率与案例（lì）

实（shí）验室数（shù）据：甲醛去（qù）除率（lǜ）＞99％，脱臭（chòu）效率达（dá）95％-99％。

工业（yè）案例：

电（diàn）镀（dù）厂：UV光解+光触媒组合工艺，非甲烷（wán）总烃（tīng）排放＜20mg/m³。

印刷企业：光触媒系统处理后（hòu）VOCs排（pái）放浓（nóng）度从300mg/m³降至10mg/m³以下。

五（wǔ）、优缺点分析

1. 优点

广（guǎng）谱性：可处理（lǐ）多（duō）种污染物，兼具（jù）杀菌（jun1）功能。

无二次污染（rǎn）：最终产（chǎn）物为CO₂和H₂O，无有害（hài）副（fù）产物。

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

持续性：催化剂不消耗（hào），长期使用效果稳定。

2. 缺点

依赖紫外光：需额外提供光源，增加初始投资。

催化剂失活风险：高浓（nóng）度（dù）粉尘或酸性气体可（kě）能（néng）导致催化剂中毒。

处理效率限制（zhì）：对高浓度废气（如VOCs＞5000ppm）需结（jié）合其他技术。

六（liù）、组合工艺建议

1. 高浓度（dù）VOCs处理（lǐ）

流程（chéng）：活性炭吸附浓缩 → 光触媒深度氧化 → 尾气活性炭吸附。

优势：活性炭吸（xī）附高浓度VOCs，浓缩（suō）后光触媒高效分解，降低运行成本。

2. 酸性废（fèi）气处（chù）理

流程：喷淋（lín）塔中（zhōng）和 → 光触媒反应器 → 活性（xìng）炭（tàn）吸附。

优势：喷淋（lín）塔去除酸性气体，光触媒处理残留有机（jī）物，确保达标（biāo）排放。

3. 恶臭气体处理

流程（chéng）：光触（chù）媒反（fǎn）应器 + 臭氧（yǎng）氧（yǎng）化 → 高效过（guò）滤器。

优势：光触（chù）媒与臭（chòu）氧协同作用，提升脱臭效率至99％以上。

七、经济性与合（hé）规性

1. 设备成本（běn）

光触媒反应器：占总投资的30％-40％，紫外灯寿命约8000小时（shí）。

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

2. 运行费用

能耗：紫（zǐ）外灯能耗约0.5kW·h/m³废气，风（fēng）机能耗根据风量计（jì）算。

维护成本（běn）：定期更换紫（zǐ）外灯（每（měi）2-3年）及（jí）活性炭（每6-12个月）。

3. 排放（fàng）标准

符合《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）及行（háng）业（yè）特定标（biāo）准（如电镀行业GB 21900-2008）。

八（bā）、选型与设（shè）计（jì）要点

紫外灯波长：优先选（xuǎn）择185nm/254nm波长，确保TiO₂充分激发。

催化剂载体：蜂窝状（zhuàng）结构比表面积大，反应（yīng）效率高。

系统密封（fēng）性：防止臭氧（yǎng）泄漏，避免二次污染。

风量匹配：根（gēn）据废气浓度和（hé）停留（liú）时间计算，确保（bǎo）处理（lǐ）效（xiào）果。

光（guāng）触媒废气（qì）处理方案通过光触（chù）媒（méi）技（jì）术与预处理（lǐ）、后处（chù）理单元（yuán）的组合，可实现中低浓度废气的高效、经济处（chù）理（lǐ），同时满足环（huán）保法规要求（qiú）。