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废气处理设备
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涂装喷漆废气处理成套设备

涂装喷漆废气处理成套设备采用了多段式氧化性自由基降解处理有机废气技术:“湿式自由基催化氧化洗涤+紫外光场催化氧化+碳基催化剂深度氧化”

一、湿式自由基催化氧化洗涤
1)设备构成:湿式自由基催化氧化洗涤系核心部分包括:外置的活性氧分子发生器、内置催化氧化填料层的氧化洗涤塔。
2)工作原理:外置活性氧分子发生器,将活性氧分子注入氧化塔,激发产生强氧化性自由基源(羟基自由基、过氧自由基、超氧阴自由基),与含VOCs有机废气充分接触氧化,一部分氧化性自由基在溶于水后喷洒在催化填料层,经过催化剂填料层,部分VOCs物质被吸附,通过喷淋水中氧化性自由基和催化剂发生协同氧化反应,降解被吸附的VOCs物质,同时再生催化填料,部分溶于水的VOCs物质在氧化性自由基的作用下也会发生降解。整体达到去除VOCs物质和异味气体分子的作用(图2)。
 
二、紫外光场催化氧化
1)紫外光场催化氧化系统工作原理:多级光致自由基催化氧化:紫外光强分解—光催化氧化—臭氧催化深度氧化。
①紫外光强分解:在紫外灯激发出的紫外线作用下,气流中的氧气(O2)分解成2个氧原子(O),由于氧原子不稳定,在紫外线的照射下与氧分子结合产生O3,O3具有强烈的氧化性。同时在高能紫外光子的作用下,废气中的有机污染物质被电离,形成带电离子,这些被离子化的物质具有强还原性,被激活的有机物质在常温条件下就能很容易与氧气发生反应而分解、断链,遇到更强氧化性的臭氧时即可在较短的时间内背转化成二氧化碳和水等低分子量无害物质。
②光催化氧化层:将紫外与催化作用相结合,形成紫外催化氧化技术,通过催化剂吸附富集与原位催化降解目标分子物的方法而增加停留时间,完全氧化有机污染物为CO2和H2O等无机物,同时UV可以延长催化剂的活性周期。在紫外灯周围设置均匀负载一定量的碳纳米管/TiO2催化功能材料,TiO2其电子结构特点为一个满的价带和一个空的导带,在紫外光条件下,电子就可从价带激发到导带形成自由电子,而在价带形成一个带正电的空穴,形成电子-空穴对,价带空穴是良好的氧化剂,导带电子是良好的还原剂。空穴一般与表面吸附的H2O或OH–离子反应形成具有强氧化性的活性羟基(•OH),电子则与表面吸附的氧分子(O2)反应,生成超氧阴离子(•O2–)。在TiO2表面生成的•OH基团反应活性很高,具有高于有机物中各类化学键的反应能,加上•O2–活性氧化类物质的协同作用,能迅速有效地分解VOCs,形成小分子物质。

三、碳基催化剂深度氧化技术
采用气相炭基催化剂对系统运行过程中产生的臭氧进行深度吸附催化氧化,在催化剂的作用下臭氧可分解产生氧化性极强的自由基,自由基可以强化对小分子VOC物质的氧化处理。
气相炭基催化剂主要包括具有催化功能的金属氧化物,以具有吸附功能的炭材料为载体制作而成。金属氧化物采用铁、钛、铜、镍、锰等的氧化物,载体采用具有吸附功能的活性炭,通过炭材料吸附作用,有效吸附废气中的低浓度、小分子的VOCs物质,提高了活性金属与污染物的接触几率和反应效率。该类催化剂能够促进臭氧等活性分子快速分解形成羟基自由基,羟基自由基是一种强氧化剂,与周边有机物发生氧化反应,破坏有机物中的某些基团,甚至断链,达到对有机物矿化的作用,实现原位吸附原位降解,在碳基材料中实现VOCs物质的氧化分解的同时可以对活性炭进行再生。

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