如果UV光解设备,没有配备光催化剂,假设只通过臭氧来氧化VOCs。以为例,假设浓度为10ppm(41mg/m3),风量为10000m3/h。通常来说臭氧中只有一个活性氧[O],如果按照如下化学计量反应:
C7H8()+18O3=7CO2+H2O+8O2
假设臭氧全部利用,不发生逃逸。那么10ppm,需要180ppm的臭氧(O3),即385mg/m3。
传统的185nm的UV光管,每瓦每分钟产生0.1mg臭氧,也就是每瓦每小时产生6mg臭氧。即1m3/h气体需要配置64W功率的UV光管(假设出生臭氧是线性的)。如果处理1000m3/h,需要64KW的光管,这样的能量消耗已经非常大了。如果采用电晕放电法臭氧发生器,文献上查到的数据是1000g臭氧耗能7500W,是1m3/h需要那么2.9W,1000m3/h只需要2.9KW。也就是说,如果仅仅利用了UV光的臭氧,那么效率是相对低下的。
假如按照如下化学计量发生反应:
C7H8()+6O3=7CO2+H2O
那么处理1000m3/h的有机废气,前者需要21.3KW(即使这样实际中也是不可能,后者需要0.97KW。
还有一个可能是,如果有机物的键(C-C,C-H键)能够被UV光打断,是否能直接能与氧气发生反应生成CO2和H2O。那么,如果这种方式成立的话,就不需要前面所讲的光催化剂了,可见被UV打碎的有机分子,是不容易和氧气反应生成CO2和H2O。即使这个过程成立,那么打碎有机分子也是需要能量的,由于计算难度太,这里无法给出定量的数据了。五、如何弥补紫外线除VOCs和消除恶臭的缺点?
目前,采用微波无极紫外灯技术可以大大提高紫外线灯的以及光解VOCs效率。微波无极紫外灯同时具有微波、紫外线、臭氧三大功能。比如成都巨源光电生产的微波无极紫外光泵,微波无极紫外灯和微波无极紫外设备都很好的解决了这个问题,而且比传统的紫外线灯发光效率高数十倍,处理完全。
微波:可使细胞中极性物质随高频微波场的震动受到干扰和阻碍,引起微生物细胞的蛋白质、核酸等生物大分子受热凝固或变性失活从而导致其突变或死亡。
紫外线:
253.7nm紫外线通过照射微生物的DNA,使其发生光化学反应从而变性失活,是目前公认的佳光谱线。
臭氧(O3):
微波激发的185nm射线于空气中的氧气发生反应生成的臭氧具有强氧化作用,对从烃到羧酸种类众多的有机物的分解都有效,可有效的杀灭;臭氧的弥散性可以弥补紫外线只沿直线传播、有死角的缺点。