光触媒（méi）废（fèi）气（qì）处理方案

一、技术原理

光触媒技术（shù）以二氧化钛（TiO₂）为核心，在（zài）紫外光照射下产生光催化反应。紫外光激发TiO₂价（jià）带电（diàn）子跃迁，生成（chéng）光致电子和空穴。空穴与（yǔ）水反应生成（chéng）强氧化性的羟基自由基（·OH），电子与氧气生成活（huó）性氧（yǎng）（O₂⁻）。这些活性物质将（jiāng）有（yǒu）机物（如VOCs、苯系（xì）物）和无（wú）机（jī）物（如H₂S、NH₃）氧（yǎng）化（huà）为CO₂和H₂O，同（tóng）时杀灭细菌（jun1）病（bìng）毒（dú）。

二、系统组成（chéng）

1. 预处理（lǐ）单元（yuán）

多宝在线和启风水旋（xuán）塔：去除颗粒物、酸（suān）性气体（如HCl、SO₂），防止催化剂中（zhōng）毒。

过滤（lǜ）器：高效（xiào）空气过滤器（qì）（HEPA）捕捉大分子污染物，确保废（fèi）气洁净（jìng）度。

2. 光催化反应器

催化剂载体：蜂窝状陶瓷或金属网涂覆TiO₂，增大接（jiē）触面积（jī）。

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

反应室设（shè）计：多层（céng）叠加或（huò）旋（xuán）流（liú）式布局，废气停留时间（jiān）3-5秒。

辅助系统：温度控制（20-60℃）、臭氧控（kòng）制（催化分（fèn）解或活性炭吸附）。

3. 后处理单元（yuán）

活性炭吸（xī）附塔：吸附（fù）残留VOCs，确保排（pái）放达标。

高效过滤（lǜ）器：捕（bǔ）捉（zhuō）反应生（shēng）成的微小（xiǎo）颗粒，避免粉尘排放。

4. 监（jiān）测与控（kòng）制

在（zài）线监测：实时检测VOCs、臭氧、颗粒物浓度。

自动控制系统：调节紫（zǐ）外灯功率（lǜ）、风机风量，优化处理效率。

三（sān）、适（shì）用废气类型（xíng）

有机废气：VOCs（苯（běn）、甲（jiǎ）苯、二甲苯）、非甲（jiǎ）烷总烃、甲醛、乙（yǐ）醛。

恶臭气体：硫化氢（H₂S）、氨（ān）气（NH₃）、硫醇、硫醚、三甲胺。

无机污染物：氮氧化物（NOx）、部分重金属蒸（zhēng）气（qì）（需结合其他技术）。

行业应用：喷涂、印（yìn）刷、橡胶、化工、污水（shuǐ）处理厂、垃圾转（zhuǎn）运站。

四、处理效率与案例

实验室数据：甲醛去（qù）除率＞99％，脱臭效率达95％-99％。

工业案例：

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

印刷企（qǐ）业：光触媒系统处理（lǐ）后（hòu）VOCs排放（fàng）浓度从300mg/m³降至10mg/m³以下。

五、优（yōu）缺点分（fèn）析

1. 优点

广（guǎng）谱性：可处理多（duō）种污（wū）染（rǎn）物（wù），兼（jiān）具杀（shā）菌功能（néng）。

无二次污染：最（zuì）终产物为CO₂和H₂O，无有害副产物。

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

持续性：催化（huà）剂不消耗，长期使用效果稳定（dìng）。

2. 缺点

依赖（lài）紫（zǐ）外光：需额外提供（gòng）光源，增加初始投（tóu）资。

催化剂失活风险：高浓（nóng）度粉尘（chén）或酸性气体可（kě）能导致催（cuī）化剂（jì）中（zhōng）毒。

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

六、组合（hé）工艺（yì）建议（yì）

1. 高浓度VOCs处理

流程：活性炭吸附浓缩 → 光触媒深度氧化 → 尾（wěi）气活性（xìng）炭吸（xī）附。

优势：活性炭吸附高浓度VOCs，浓（nóng）缩（suō）后光触（chù）媒高效分解，降低运行成本。

2. 酸性废（fèi）气（qì）处理（lǐ）

流程：喷淋塔中和 → 光触媒反（fǎn）应器 → 活性炭（tàn）吸附。

优势：喷淋塔去除酸性气体（tǐ），光触（chù）媒处理残留有机物，确保（bǎo）达标排（pái）放。

3. 恶（è）臭气体处理

流（liú）程：光触（chù）媒（méi）反应器 + 臭氧氧化 → 高效（xiào）过滤器。

优势：光触媒（méi）与臭氧协同作用，提升脱臭（chòu）效率至（zhì）99％以上。

七、经济（jì）性与合（hé）规性

1. 设备成（chéng）本

光触媒反应（yīng）器：占总投（tóu）资的30％-40％，紫外灯寿命约8000小时。

预处理/后（hòu）处理单元：喷淋塔、过滤器等（děng）约占40％-50％。

2. 运（yùn）行费用（yòng）

能耗：紫外灯能耗约0.5kW·h/m³废（fèi）气，风机能耗根据风量计（jì）算。

维护成（chéng）本：定期更换紫外灯（每2-3年）及活性（xìng）炭（每6-12个月）。

3. 排放标准

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

八、选型与设计要（yào）点

紫外灯波长：优先选择185nm/254nm波长，确保（bǎo）TiO₂充分激（jī）发。

催化剂载（zǎi）体：蜂窝（wō）状结构比表面积（jī）大，反应效率高。

系统（tǒng）密（mì）封性：防止臭（chòu）氧泄漏，避（bì）免（miǎn）二（èr）次污染。

风量匹配：根据废气浓（nóng）度和停留时（shí）间计算，确（què）保处理（lǐ）效果。

光触媒废（fèi）气处理方案通过（guò）光触媒（méi）技术与预处理、后处理单元的组合，可实（shí）现中低（dī）浓度废气的高效、经（jīng）济（jì）处理，同时满足环保法规要求。