UV光氧催化原理
UV光氧催化原理:利用特定波長(zhǎng)的高能UV紫外線光束迅速分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧即活性氧,因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合,進(jìn)而產(chǎn)生足量臭氧。運(yùn)用高能C波紫外光束及臭氧對(duì)惡臭氣體進(jìn)行協(xié)同分解氧化反應(yīng),使惡臭氣體物質(zhì)其降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳:UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧)。
眾所周知臭氧對(duì)有機(jī)物具有極強(qiáng)的氧化作用,對(duì)惡臭氣體及其它刺激性異味有立竿見(jiàn)影的清除效果。
臭氧O3是氧氣O2的同素異形體,組成元素相同,構(gòu)成形態(tài)相異,性質(zhì)差異很大。臭氧的氧化能力很強(qiáng),其氧化還原電位僅次于F2。具體特性如下表:
|
氧 |
臭氧 |
分子式 |
O2 |
O3 |
分子量 |
32 |
48 |
一般情況下的形態(tài) |
氣態(tài) |
氣態(tài) |
氣味 |
無(wú) |
腥臭味 |
氣體顏色 |
無(wú)色 |
淡藍(lán)色 |
液體顏色 |
淡藍(lán)色 |
暗藍(lán)色 |
1大氣壓,0℃時(shí)的溶解度(mL/L水) |
49.1 |
640 |
穩(wěn)定性 |
穩(wěn)定 |
易分解 |
1大氣壓,0℃時(shí)的密度(g/L) |
1.429 |
2.144 |
以空氣為基準(zhǔn)時(shí)的密度 |
1.103 |
1.658 |
常溫下,臭氧不穩(wěn)定,能自行分解為O2和單原子O,兩個(gè)單氧原子O可結(jié)合為O22單氧原子極活潑,具有極強(qiáng)氧化性和分解功能,能迅速消毒、殺菌和氧化有機(jī)物,無(wú)機(jī)物等。其氧化能力比氯高一倍,反應(yīng)快,殺菌速度比氯快600-3000倍,幾秒內(nèi)就可致死細(xì)菌和病毒。
臭氧具有極強(qiáng)的分解能力,可快速?gòu)?qiáng)力殺滅水中、空氣中的各種細(xì)菌,致病微生物,病毒真菌及原蟲(chóng)等。臭氧處理具有反應(yīng)速度快、效力高、無(wú)殘留物、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
臭氧殺菌主要是依靠其分解后產(chǎn)生單氧原子或溶于水后產(chǎn)生的單原子氧(O)羥基(OH)的強(qiáng)氧化能力,臭氧先與細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的脂類(lèi)雙鍵起反應(yīng),穿過(guò)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜進(jìn)入核內(nèi)。作用于外殼脂蛋白和內(nèi)面脂多糖果肉而改變細(xì)胞內(nèi)膜的滲透性,使細(xì)胞內(nèi)膜漏出,最后導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡。
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,在消毒學(xué)上屬于過(guò)氧化學(xué)類(lèi)消毒劑,具有廣譜、高效殺菌作用。臭氧對(duì)空氣微生物有強(qiáng)大的殺滅作用,低于容許濃度(0.2mg/m3)的臭氧,即對(duì)一般細(xì)菌繁殖體具有良好的殺菌作用,有報(bào)道用臭氧消毒病房空氣,取得滿意效果,采用30mg/m3 濃度的臭氧,作用15分鐘,對(duì)自然菌的殺滅率達(dá)到92% 以上,對(duì)氣溶膠中的金黃色葡萄球菌,用0.12mg/m3的臭氧,作用30分種,殺滅率可達(dá)99.9%以上,對(duì)氣溶膠中的枯草桿菌黑色變種芽胞用5.67mg/m3的臭氧,作用60分種,殺滅率可達(dá)到99%以上。
紫外光:利用特定波長(zhǎng)的高能UV光束的高效殺菌能力,裂解惡臭氣體中細(xì)菌的分子鍵,破壞細(xì)菌的核酸(DNA),裂解惡臭氣體如:氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2S、VOC類(lèi),苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結(jié)構(gòu),使有機(jī)或無(wú)機(jī)高分子惡臭化合物分子鏈,迅速降解轉(zhuǎn)變成低分子化合物,如CO2、H2O等。徹底達(dá)到脫臭及殺滅細(xì)菌的目的。
光觸媒:利用光觸媒作為光化學(xué)反應(yīng)的催化劑,使有毒有害氣體在極短的時(shí)間內(nèi)被氧化分解,光觸媒是一種納米級(jí)的金屬氧化物材料(二氧化鈦比較常用),它涂布于基材表面,在光線的作用下,產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能,能有效地降解空氣中有毒有害氣體;能有效殺滅多種細(xì)菌,并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無(wú)害化處理;同時(shí)還具備除臭、抗污等功能。
光觸媒是光+觸媒(催化劑)的合成詞。光觸媒是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱,是當(dāng)前國(guó)際上治理室內(nèi)環(huán)境污染的最理想材料。
光觸媒在光的照射下,會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似光合作用的光催化反應(yīng),產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧,具有很強(qiáng)的光氧化還原功能,可氧化分解各種有機(jī)化合物和部分無(wú)機(jī)物,能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和固化病毒的蛋白質(zhì),可殺滅細(xì)菌和分解有機(jī)污染物,把有機(jī)污染物分解成無(wú)污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),因而具有極強(qiáng)的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣功能。
光觸媒的特性為利用空氣中的氧分子及水分子將所接觸的有機(jī)物轉(zhuǎn)換為二氧化碳跟水,自身不起變化,卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì),理論上有效期非常長(zhǎng)久,維護(hù)費(fèi)用低。同時(shí),二氧化鈦本身無(wú)毒無(wú)害,已廣泛用于食品、醫(yī)藥、化妝品等各種領(lǐng)域。
光觸媒在特定波長(zhǎng)的光照射下,會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似植物中葉綠素光合作用的一系列能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而賦予光觸媒表面很強(qiáng)的氧化能力,可氧化分解各種有機(jī)化合物和礦化部分無(wú)機(jī)物,并具有抗菌的作用。在光照射下,光觸媒能吸收相當(dāng)于帶隙能量以下的光能,使其表面發(fā)生激勵(lì)而產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+)。這些電子和空穴具有很強(qiáng)的還原和氧化能力,能與水或容存的氧反應(yīng),產(chǎn)生氫氧根自由基(·OH)和超級(jí)陰氧離子(·O )。這些空穴和氫氧根自由基的氧化能大于120kcal/mol,具有很強(qiáng)的氧化能力,幾乎能將所有構(gòu)成有機(jī)物分子的化學(xué)鍵切斷分解。因此可以將各種有害化學(xué)物質(zhì)、惡臭物質(zhì)分解或無(wú)害化處理,達(dá)到凈化空氣、抗污除臭的作用。
1)光催化性能要求
a) 微波光氧催化設(shè)備柜體材料選用SUS304,防止現(xiàn)場(chǎng)的腐蝕。
b) 設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,使用運(yùn)行和維護(hù)都非常方便,清潔時(shí)可用稀釋劑直接噴到廢氣腔內(nèi),再用清水清潔,不用拆卸柜體。
c) 內(nèi)部元件與廢氣直接接觸部分為石英材質(zhì),耐高溫和腐蝕。
d) 電氣與廢氣腔體完全隔離,廢氣腔內(nèi)催化管元件在特殊情況下爆裂也不會(huì)產(chǎn)生明火,杜絕現(xiàn)場(chǎng)爆炸隱患。
e) 遠(yuǎn)程/就地均可操作,遠(yuǎn)程操控箱可通過(guò)控制電纜連接放在任何場(chǎng)所,防爆場(chǎng)所可定制防爆操作柱來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
f) 必須具有至少三重功效:紫外線殺菌、臭氧氧化、光觸煤凈化三重功率協(xié)作。
2)設(shè)備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
a) 高效除惡臭:能高效去除揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)、部分無(wú)機(jī)物、硫化氫、氨氣、硫醇類(lèi)等主要污染物,以及各種惡臭味,脫臭效率最高可達(dá)99%以上,脫臭效果大大超過(guò)GB14554-93 «惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)»,GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。
b) 無(wú)需添加任何物質(zhì):只需要設(shè)置相應(yīng)的排風(fēng)管道和排風(fēng)動(dòng)力,使惡臭氣體通過(guò)本設(shè)備進(jìn)行脫臭分解凈化,無(wú)需添加任何物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)。
c) 適應(yīng)性強(qiáng):可適應(yīng)高濃度,大氣量,不同惡臭氣體物質(zhì)的脫臭凈化處理,可每天24小時(shí)連續(xù)工作,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
d) 運(yùn)行成本低:本設(shè)備無(wú)任何機(jī)械動(dòng)作,低噪音,無(wú)需專(zhuān)人管理和日常維護(hù),只需作定期檢查,本設(shè)備能耗低,(每處理1000立方米/小時(shí),僅耗電約0.2度電能),設(shè)備風(fēng)阻極低<40pa,可節(jié)約大量排風(fēng)動(dòng)力能耗。
e) 設(shè)備占地面積小,自重輕:適合于布置緊湊、場(chǎng)地狹小等特殊條件,設(shè)備占地面積<1平方米/處理10000m3/h風(fēng)量.
f) 優(yōu)質(zhì)進(jìn)口材料:防火、防腐蝕性能高,性能穩(wěn)定,使用壽命長(zhǎng)。
環(huán)保高科技專(zhuān)利產(chǎn)品:采用國(guó)際上最先進(jìn)技術(shù)理念,通過(guò)專(zhuān)家及我公司工程技術(shù)人員長(zhǎng)期反復(fù)的試驗(yàn),開(kāi)發(fā)研制出的,具有完全自主研發(fā)的高科技環(huán)保凈化產(chǎn)品,可徹底分解惡臭氣體中有毒有害物質(zhì),并能達(dá)到完美的脫臭效果,經(jīng)分解后的惡臭氣體,可完全達(dá)到無(wú)害化排放,不產(chǎn)生二次污染,同時(shí)達(dá)到高效消毒殺菌的作用。
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