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3.1.2系统原理
UV光解氧化废气净化装置采用高强度纳米紫外线破坏、分解大分子链为小分子链,再利用臭氧和烃基自由基、催化剂进行催化氧化,使有机物变为二氧化碳和水。
Ⅰ破坏裂解阶段:采用特制高强度纳米紫外线光管在处理装置内产生高能C波段(253.7波段)紫外线,破坏破坏、裂解有机物分子链,改变物质结构,将大分子物质裂解、氧化成为低分子物质或无害物质,如水、二氧化碳。
Ⅱ催化氧化阶段:采用高强度纳米紫外线光管在处理装置内产生高能C波段(185波段)紫外线,此波段紫外线光束可分解空气中的氧分子产生游离的活性氧,游离氧因电子状态不稳定极易与氧分子结合产生臭氧。臭氧对有机物具有极强的氧化作用,可裂解恶臭气体分子键、破坏细菌的DNA,达到脱臭杀菌的目的。
3.1.3UV光解处理能力
根据UV光解废气处理原理得,此处理方案的处理关键点为通过特制纳米紫外灯管发射的辐射能量破坏裂解有机物分子键链接。
根据相关化学计算破坏裂解阶段使用的253.7波段紫外线能量为:471.35KJ/mol,催化氧化阶段使用的185波段紫外线能量为:676.37KJ/mol。涂装车间排放污染物质中有机物分子键能详见表3。
根据表3数据得,UV光解装置中253.7波段的紫外线能量不能破坏大部份物质的一个分子键,无法将污染物分子中的C、H破解单出,同时无法在催化阶段与氧分子结合为CO2和H2O。因此UV光解催化氧化工艺无法完全处理涂装车间的VOCs。
3.1.4执行标准
UV光解催化氧化废气处理大豆执行标准为《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)。此标准与山东省发布《挥发性有机物排放标准第一部分:汽车制造业》(DB37/2801.1-2016)标准进行对比,具体详见表4。
根据表4中污染物排放标准对比,《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中污染物的排放浓度标准远低于山东省发布《挥发性有机物排放标准第一部分:汽车制造业》(DB37/2801.1-2016)标准。
3.1.5方案结论
根据UV光解处理原理能力以及其执行标准方面得:UV催化氧化处理工艺只能处理涂装废气中小部分污染物质,无法完全处理涂装车间排放的废气,废气排放浓度无法达到标准要求。UV催化氧化不适于涂装车间VOC处理,建议汽车涂装行业废气处理工艺不予采纳UV催化氧化处理技术。
3.2活性炭吸附-脱附+催化燃烧
3.2.1材料介绍
活性炭是用木材、煤、果壳等含碳物质在高温缺氧条件下活化制成,它具有巨大的比表面积(500-1700m2/g)。
3.2.2系统原理
活性炭吸附:经预处理过滤处理的废气通过活性炭微孔吸附在活性炭表面,去除废气中的有机物,达到净化气体的作用。
活性炭脱附:当吸附床吸附饱和后,切换脱附风阀和吸附风阀,启动脱附风机对该吸附床脱附。脱附新鲜空气首先经过新风入口的换热器和电加热室进行加热,将新空气加热到120℃左右进入活性炭床,炭床受热后,活性炭吸附的溶剂挥发出来。
催化燃烧:溶剂经风机送入到催化燃烧室前的换热器,然后进入催化燃烧室中的预热器,在电加热的作用下,使气体温度提高到250-300℃左右,再进入催化燃烧床,有机物质在催化剂的作用下无焰燃烧,被分解为CO2和H2O,同事放出大量的热气体温度进一步提高,该高温气体再次经过换热器预热未经处理的有机气体,回收一部分热量。从换热器出来的气体再通过新风入口的换热器对脱附新鲜空气进行加热,经过换热后的气体通过烟囱引高排放。
3.2.3工艺流程
活性炭吸附-脱附+催化燃烧的工艺流程见图2。
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