綠河牌UV高效光解廢氣凈化設(shè)備采用的大功率高能紫外線發(fā)射管,光子能量分別為742 KJ/mol和647 KJ/mol。要裂解切斷污染物質(zhì)分子的分子鍵,就要使用發(fā)出比污染物質(zhì)分子的結(jié)合能強(qiáng)的光子能。
表2列出了主要的化學(xué)分子的結(jié)合能。由表2可知,大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)合能比170nm及184.9nm波長紫外線的光子能量低 ,所以,本UV高效光解凈化設(shè)備能分解除碳,鈣,金屬外的大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)。
高分子污染物質(zhì)分子鍵,經(jīng)過高能紫外線光能的裂解及臭氧的氧化聚合作用,轉(zhuǎn)變聚合成低分子無害或低害物質(zhì)如H2O, CO2等。
臭氧產(chǎn)生的分子式:UVD→O2=O-+O+=O2+O- O2+O+→O3
污染物質(zhì)分子裂解轉(zhuǎn)化的過程為:
UVD→H2S=H++H-+S→H+O3 S+O3→ H2O+SO42-
UVD→CS2=C+O3S-+S++O3→CO2+SO4 2-
例:苯分子光解機(jī)理:
苯的分子結(jié)構(gòu)和分子鍵結(jié)合能:
苯是由氫原子(1s1) 和碳原子(1s22s22px12py1)構(gòu)成的
苯(benzene, C6H6)有機(jī)化合物,是組成結(jié)構(gòu)最簡單的芳香烴,在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體,并具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯可燃,有毒,為IARC類致癌物。苯難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,本身也可作為有機(jī)溶劑。苯是一種石油化工基本原料。苯的產(chǎn)量和生產(chǎn)的技術(shù)水平是一個(gè)國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。苯具有的環(huán)系叫苯環(huán),是最簡單的芳環(huán)。苯分子去掉一個(gè)氫以后的結(jié)構(gòu)叫苯基,用Ph表示。因此苯也可表示為PhH。
苯與苯基
CAS號 71-43-2 沸點(diǎn) 353.25 K (80.1 ℃)
RTECS號 CY1400000
C=C、C-C、C-H鍵鍵能分別為611kJ/mol、332kJ/mol、414kJ/mol
SMILES C1=CC=CC=C1 在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水
化學(xué)式 C6H6 結(jié)構(gòu) 平面六邊形
密度 0.8786 g/mL 閃點(diǎn) -10.11℃(閉杯)
熔點(diǎn) 278.65 K (5.5 ℃) 自燃溫度 562.22℃
摩爾質(zhì)量 78.11 g mol-1
標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵So 298 173.26 J/mol·K
標(biāo)準(zhǔn)摩爾熱容 Cpo 135.69 J/mol·K (298.15 K)
根據(jù)苯物質(zhì)結(jié)構(gòu)特性,我們不難理解,當(dāng)UV光子能量大于611 kJ/mol時(shí)(取大鍵能值),苯環(huán)將被斷開,形成離子狀態(tài)的C- C+ C- C+ C- C+及H- H+ H- H+ H- H+ 并極易分別與臭氧發(fā)生氧化反應(yīng)。苯分子(C6H6)最終裂解氧化生成為CO2及H2O。而我們UV光解凈化設(shè)備所提供的的UV光子能量為647~704 kJ/mol(對應(yīng)波長為184.9~170nm),裂解苯物質(zhì)是輕而易舉的。目前我司正在研發(fā)UV光子能量高達(dá)800 kJ/mol(波長149.5nm)的凈化產(chǎn)品。
下表列出常見的惡臭廢氣化學(xué)性質(zhì)及其光解氧化機(jī)理。
由上述分子式可見,高能紫外線光能將高分子量的惡臭化學(xué)物質(zhì),裂解為獨(dú)立的、呈游離狀態(tài)的污染物原子,再通過分解空氣中的氧氣,產(chǎn)生性質(zhì)活躍的正負(fù)氧離子,繼而生成臭氧,同時(shí)將裂解為獨(dú)立的、呈游離狀態(tài)的污染物原子通過臭氧的氧化反應(yīng),重新聚合成低分子的化合物如:水、二氧化碳等。
綠河牌UV紫外線光催化氧化除臭設(shè)備光解氧化模塊,光解氧化模塊利用高能紫外線光束和高濃度臭氧對惡臭氣體進(jìn)行協(xié)同分解氧化反應(yīng),對有機(jī)物VOC具有極強(qiáng)的氧化作用,對惡臭氣體有前非常明顯的去除效果,通過分解后使惡臭氣體物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳,達(dá)到支隊(duì)臭味的效果。
光催化過濾模塊在UV紫外線的照射下,在納米光催化劑的作用下,產(chǎn)生自由基,通過分解有害物質(zhì)分子構(gòu)造,從而達(dá)到二次凈化的效果,大大增強(qiáng)綠河UV光解系UV除臭設(shè)備的除臭效果。
UV光解除臭設(shè)備原理
脂肪族氧化機(jī)理:
UV光解除臭設(shè)備中采用特定波長紫外光激發(fā)光催化觸媒材料(TiO2)所生成的OH. 具有強(qiáng)氧化作用,將脂肪族氧化為醇,進(jìn)一步氧化為醛、酸,最后脫羧生成二氧化碳,整個(gè)過程可描述如下:
R–CH2 CH3R–CH2 CH2 OH RCH2 CHORCH2 COOHR–CH3 +CO2RCH2 OHRCHOR–COOH
每降解一個(gè)碳原子,生成一個(gè)CO2,重復(fù)循環(huán),直到脂肪族完全轉(zhuǎn)化為CO2為止。
芳香族氧化機(jī)理:
UV光解除臭設(shè)備激發(fā)的特定波長紫外光激發(fā)催化觸媒材料(TiO2)所生成的OH. 和H+使苯環(huán)羥基化,生成羥基環(huán)已二烯自由基,進(jìn)而開環(huán)生成已二烯二醛,再按脂肪族氧化途徑降解,生成CO2和水。
無機(jī)氣體氧化機(jī)理:H2S+O2 2S+SH2O 4NH3+3O2 2N2+6H2O
所以,利用光催化觸媒材料(TiO2)的光化作用,可以使接觸光催化劑的水份、臭氣、細(xì)菌、污物等有機(jī)成份都被分解,從而具有除臭、抗菌、防污、防霧的功能。
綜上所述,UV光解除臭設(shè)備是采用紫外線的分解、觸媒材料(TiO2)的光化作用以及臭氧的進(jìn)行除臭,能對大部分有機(jī)廢氣起到凈化作用。UV光解除臭設(shè)備適合于食品加工廠、肉類加工廠、屠宰場、家禽飼料場、造紙廠、污水處理廠、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站、糞便處理等有機(jī)和無機(jī)物惡臭氣體的除臭凈化處理。