光触媒废（fèi）气处理（lǐ）方（fāng）案（àn）

一、技术原理

光触媒技术以二氧化钛（TiO₂）为核心，在（zài）紫外（wài）光照射下产生光（guāng）催化反（fǎn）应（yīng）。紫外（wài）光激发TiO₂价带电子跃迁（qiān），生（shēng）成光致电子和空穴。空穴（xué）与（yǔ）水反应生成强氧化性的羟（qiǎng）基自由基（·OH），电（diàn）子与（yǔ）氧气生成活性氧（O₂⁻）。这些活性物质将有机物（如VOCs、苯系物）和无机物（如（rú）H₂S、NH₃）氧化为CO₂和H₂O，同时杀灭细菌病（bìng）毒。

二、系统组成

1. 预处理（lǐ）单元

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过滤器：高效空气过滤器（HEPA）捕（bǔ）捉大分子污染物，确保废气（qì）洁净（jìng）度。

2. 光催化（huà）反（fǎn）应器

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

紫（zǐ）外灯（dēng）组：采（cǎi）用185nm/254nm波（bō）长紫外灯，提供光能。

反（fǎn）应室设计（jì）：多层（céng）叠（dié）加或（huò）旋流式布局，废气停留（liú）时间3-5秒。

辅助系统（tǒng）：温（wēn）度控制（20-60℃）、臭氧控制（催化分解或活性炭吸附）。

3. 后处理单元

活性炭吸附塔：吸附残留VOCs，确保排放达标（biāo）。

高效过滤器：捕捉反应生成的微小颗粒，避免粉尘（chén）排放。

4. 监测与控制

在线（xiàn）监测：实时检（jiǎn）测VOCs、臭氧、颗粒物（wù）浓度。

自动控制系统：调（diào）节紫外灯功率、风机（jī）风量，优（yōu）化处理效率。

三、适用废气类型

有（yǒu）机废气：VOCs（苯（běn）、甲苯、二（èr）甲（jiǎ）苯）、非（fēi）甲（jiǎ）烷总烃、甲醛、乙醛。

恶臭气体：硫化氢（qīng）（H₂S）、氨（ān）气（NH₃）、硫醇、硫（liú）醚、三甲胺（àn）。

无机（jī）污（wū）染物（wù）：氮氧化物（NOx）、部分重金属（shǔ）蒸气（需结合其他技术）。

行业应用：喷涂（tú）、印刷（shuā）、橡胶、化（huà）工、污水处理厂、垃圾转运站。

四、处理效（xiào）率（lǜ）与案例

实（shí）验室数据：甲醛去（qù）除率＞99％，脱（tuō）臭效率达95％-99％。

工业案例：

电镀厂：UV光（guāng）解+光触媒组合工艺（yì），非甲（jiǎ）烷总烃（tīng）排放＜20mg/m³。

印刷企业：光（guāng）触媒系统处理后VOCs排（pái）放浓（nóng）度（dù）从300mg/m³降至（zhì）10mg/m³以（yǐ）下。

五、优缺点分析

1. 优点

广谱性：可处理多种（zhǒng）污染物（wù），兼（jiān）具杀菌功能。

无二次污染：最终产物（wù）为CO₂和H₂O，无有害副产物（wù）。

运行成（chéng）本低：紫外（wài）灯能耗较低（dī）（约0.5kW·h/m³废气），催（cuī）化剂无需更换。

持续性：催化剂不消耗，长期（qī）使用（yòng）效果（guǒ）稳定。

2. 缺点

依赖紫外光：需额外提供光（guāng）源，增加初始投资。

催化（huà）剂失活风险：高（gāo）浓度粉尘或酸性气体可能导致催化剂中毒。

处（chù）理效率限制（zhì）：对高浓（nóng）度废气（如VOCs＞5000ppm）需结合其他（tā）技术。

六、组合工（gōng）艺（yì）建议

1. 高浓度VOCs处理

流程：活性炭（tàn）吸（xī）附浓缩 → 光触媒深度氧化 → 尾气（qì）活（huó）性炭吸附。

优势：活性炭吸附高浓度（dù）VOCs，浓（nóng）缩后光触媒（méi）高（gāo）效分解，降低（dī）运行（háng）成本。

2. 酸性废气（qì）处理

流程：喷（pēn）淋（lín）塔（tǎ）中和 → 光（guāng）触媒（méi）反（fǎn）应器（qì） → 活（huó）性炭（tàn）吸附。

优（yōu）势：喷淋（lín）塔去除酸性气体，光触媒处理残留有机物（wù），确（què）保（bǎo）达标排放。

3. 恶臭气体处（chù）理（lǐ）

流程：光（guāng）触媒反应器 + 臭氧氧化 → 高（gāo）效过滤（lǜ）器。

优势（shì）：光触媒与臭氧协同作用，提（tí）升脱臭效率至99％以上。

七、经济性与合规性

1. 设备（bèi）成本

光触（chù）媒反（fǎn）应器：占总投资的30％-40％，紫外灯寿命约8000小（xiǎo）时（shí）。

预处理/后处理单（dān）元（yuán）：喷淋（lín）塔、过滤（lǜ）器等约占（zhàn）40％-50％。

2. 运行（háng）费用

能耗：紫外灯（dēng）能耗（hào）约0.5kW·h/m³废气，风（fēng）机能耗根（gēn）据风量计算。

维（wéi）护成（chéng）本：定期更换紫外灯（每（měi）2-3年）及活性炭（每6-12个月（yuè））。

3. 排放标准

符合《大气污染物（wù）综合排放标准（zhǔn）》（GB 16297-1996）及行业特定标准（如电（diàn）镀行业（yè）GB 21900-2008）。

八、选型与（yǔ）设计要（yào）点（diǎn）

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

催化剂载体：蜂窝（wō）状（zhuàng）结构比表面积大（dà），反应效率高。

系统（tǒng）密封性：防止臭氧泄漏，避免二（èr）次污染。

风量（liàng）匹配：根（gēn）据废气浓度和停留时间计算，确（què）保处理效（xiào）果。

光触媒废（fèi）气处理方案通过光触媒技（jì）术（shù）与预处理（lǐ）、后处理单（dān）元的组合，可实现中低浓度废（fèi）气（qì）的（de）高（gāo）效（xiào）、经（jīng）济处理，同（tóng）时满（mǎn）足环保（bǎo）法（fǎ）规要求。