如果UV光解設備,沒有配備光催化劑,假設只通過臭氧來氧化VOCs。以為例,假設濃度為10ppm(41mg/m3),風量為10000m3/h。通常來說臭氧中只有一個活性氧[O],如果按照如下化學計量反應:
C7H8()+18O3=7CO2+H2O+8O2
假設臭氧全部利用,不發(fā)生逃逸。那么10ppm,需要180ppm的臭氧(O3),即385mg/m3。
傳統(tǒng)的185nm的UV光管,每瓦每分鐘產生0.1mg臭氧,也就是每瓦每小時產生6mg臭氧。即1m3/h氣體需要配置64W功率的UV光管(假設出生臭氧是線性的)。如果處理1000m3/h,需要64KW的光管,這樣的能量消耗已經非常大了。如果采用電暈放電法臭氧發(fā)生器,文獻上查到的數據是1000g臭氧耗能7500W,是1m3/h需要那么2.9W,1000m3/h只需要2.9KW。也就是說,如果僅僅利用了UV光的臭氧,那么效率是相對低下的。
假如按照如下化學計量發(fā)生反應:
C7H8()+6O3=7CO2+H2O
那么處理1000m3/h的有機廢氣,前者需要21.3KW(即使這樣實際中也是不可能,后者需要0.97KW。
還有一個可能是,如果有機物的鍵(C-C,C-H鍵)能夠被UV光打斷,是否能直接能與氧氣發(fā)生反應生成CO2和H2O。那么,如果這種方式成立的話,就不需要前面所講的光催化劑了,可見被UV打碎的有機分子,是不容易和氧氣反應生成CO2和H2O。即使這個過程成立,那么打碎有機分子也是需要能量的,由于計算難度太,這里無法給出定量的數據了。
五、如何彌補紫外線除VOCs和消除惡臭的缺點?
目前,采用微波無極紫外燈技術可以大大提高紫外線燈的以及光解VOCs效率。微波無極紫外燈同時具有微波、紫外線、臭氧三大功能。比如成都巨源光電生產的微波無極紫外光泵,微波無極紫外燈和微波無極紫外設備都很好的解決了這個問題,而且比傳統(tǒng)的紫外線燈發(fā)光效率高數十倍,處理完全。
紫外線:
253.7nm紫外線通過照射微生物的DNA,使其發(fā)生光化學反應從而變性失活,是目前公認的佳光譜線。
臭氧(O3):
微波激發(fā)的185nm射線于空氣中的氧氣發(fā)生反應生成的臭氧具有強氧化作用,對從烴到羧酸種類眾多的有機物的分解都有效,可有效的殺滅;臭氧的彌散性可以彌補紫外線只沿直線傳播、有死角的缺點。