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uv光解燈管與等離子管的結(jié)合會有什么樣的反應(yīng)
作者:景藍(lán)環(huán)?! “l(fā)布時(shí)間:2017-12-19  瀏覽次數(shù):2643

UV紫外線光解和等離子技術(shù)是現(xiàn)今應(yīng)用于有機(jī)廢氣降解最常用的兩種方法。采用這兩種辦法,都能將廢氣中的有機(jī)成份,分解為無害的水及二氧化碳,并預(yù)防了二次污染。但這兩種方法,仍各有優(yōu)缺點(diǎn)。


UV光解是利用特殊的低壓紫外燈管能同時(shí)發(fā)射出185nm紫外線和254nm紫外線的雙光譜特性。燈管發(fā)射出的185nm紫外線,能觸發(fā)空氣中的O2(氧),轉(zhuǎn)化為O3(臭氧)。臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力,其與廢氣中的碳?xì)浠衔铮ㄈ绫筋?、烴類、醇類、脂類等)充分混合接觸后,在燈管發(fā)射出的254nm紫外線的照射催化條件下,能將這些有害污染物,直接氧化分解為水和二氧化碳。由此可見,紫外燈管發(fā)射出的185nm紫外線,起到了提供氧化反應(yīng)物的作用;而燈管發(fā)射出的254nm紫外線,起到了提供光解反應(yīng)順利進(jìn)行的必要反應(yīng)條件的作用。但紫外燈管的臭氧產(chǎn)生能力較低,如現(xiàn)在使用最為普遍的150W U形臭氧紫外線燈管,在氧氣充足的條件下,每小時(shí)的臭氧產(chǎn)生量約為900mg左右,即其單位功率每小時(shí)的臭氧產(chǎn)生量僅為6mg/w。而臭氧作為光解反應(yīng)中的一種主要的反應(yīng)物質(zhì),其產(chǎn)生量的多少,直接影響著處理效果的好壞。


等離子技術(shù),是利用高壓的電場,使空氣中的O2電離產(chǎn)生O3,其臭氧產(chǎn)生效率要比紫外燈管高很多。如佛山君睿光電公司生產(chǎn)的60W石英真空等離子管,其每小時(shí)的臭氧產(chǎn)生量約為6000mg左右,即其單位功率每小時(shí)的臭氧產(chǎn)生量為100mg/w,是紫外燈管單位功率臭氧產(chǎn)生量的16倍。但等離子管幾乎不發(fā)射出紫外線。缺少了紫外線的催化作用,在單純采用等離子工藝的廢氣處理裝置中,臭氧與有機(jī)廢氣的反應(yīng)變得緩慢困難,同樣制約了設(shè)備的處理效能。


因此,我們嘗試將這兩種處理方案結(jié)合起來。將等離子裝置布置在光解設(shè)備的前段,離子裝置產(chǎn)生的O3與有機(jī)廢氣混合后,流經(jīng)紫外線燈管。紫外線燈管能進(jìn)一步地觸發(fā)O3的生成,同時(shí)在燈管254nm紫外線的催化作用下,O3與有機(jī)物的反應(yīng)效能大幅提升,從而取得理想的處理效果。由于等離子裝置較紫外燈管高得多的臭氧產(chǎn)生效能,使得設(shè)備的功耗隨之降低,節(jié)能效果顯著。現(xiàn)有等離子技術(shù)常見的有非真空型及真空型兩類。



非真空型等離子發(fā)生器主要為板式和蜂窩式兩種,它們所需的工作電壓很高,約1.5~1.8萬伏,因而對系統(tǒng)的絕緣要求很高。且工作過程中產(chǎn)生的電弧較大,且直接暴露在空氣中,當(dāng)應(yīng)用于含有易燃性氣體的廢氣處理工藝中時(shí),存在很大的火災(zāi)隱患。


而現(xiàn)有的真空型等離子管都是使用軟料玻璃制作,其優(yōu)點(diǎn)是:1、所需的工作電壓大幅降低,約為2-3千伏,因而對系統(tǒng)的絕緣要求大幅降低,由高壓電火花引燃易燃?xì)怏w的可能性也隨之降低;2、所產(chǎn)生的電弧絕大部分被封閉于真空管內(nèi),更使得引起火災(zāi)的可能性大幅下降。但其缺點(diǎn)是軟料玻璃在工作環(huán)境溫度變化較大的條件下,很容易產(chǎn)生裂紋,而使管內(nèi)的真空條件遭到破壞,使其無法繼續(xù)工作。其穩(wěn)定性能很差,壽命短,限制了它在生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。


現(xiàn)在有些公司新研制的石英真空等離子管,以石英作為管壁材料,除具備現(xiàn)在普通玻璃真空型等離子管的優(yōu)點(diǎn)外,因其石英管壁具有極強(qiáng)的抗溫度變化而不破裂的性能,并采用不銹鋼網(wǎng)代替原來的鋁網(wǎng),使得這種新型的等離子管能耐受更嚴(yán)酷的工作環(huán)境,延長了其使用壽命,保證了工作的穩(wěn)定性。同時(shí)由于管壁不易破裂,也消除了由于管壁破裂,電弧外泄而形成的火災(zāi)隱患,使用更加安全。專門設(shè)計(jì)配套的等離子電源,也使得離子管的性能得到提升,臭氧產(chǎn)生率有了可靠的保障。


新設(shè)計(jì)的管頭使用硅膠材料制作,較現(xiàn)玻璃等離子管經(jīng)常采用的塑料管頭,具有更好的耐腐蝕性能。管頭上的法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使得安裝也更為方便。


新的石英等離子管的密封,使用工字形夾封結(jié)構(gòu),而不是現(xiàn)今軟料玻璃工藝中采用的環(huán)封結(jié)構(gòu),使得結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固,不易破碎。離子管的長度被設(shè)計(jì)為81CM,與150W的U形光解燈管等長,因而可被方便地設(shè)計(jì)安裝到現(xiàn)有的光解設(shè)備中。


我們一般建議可將原光解設(shè)備中紫外燈管數(shù)量的15%-20%,以一只60W石英真空等離子管替代2只150W臭氧紫外線燈管的比例進(jìn)行替換。如原使用100只150W臭氧燈管的光解系統(tǒng),我們建議可將其中的20只臭氧燈管,以10只60W等離子管替代。這樣系統(tǒng)的總功率將由原來的約18000W(燈管功率150W+鎮(zhèn)流器功耗30W),降為15060W(離子管功率60W+電源功耗6W),而系統(tǒng)的臭氧產(chǎn)生量卻將由原來的90000mg/h,提升為132000mg/h。這樣系統(tǒng)的能耗將降低約20%,而臭氧產(chǎn)生量反提升約45%。可見既提升了處理的效果,又能節(jié)約能源,同時(shí)也降低了設(shè)備造價(jià)。

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