江阴喷漆废气处理设备技术原理

 微波无极灯

    微波具有提高化学反应速率，减少反应步骤的优点。在微波的协同作用下，微波无极灯作为光催化光源表现出令人鼓舞的光催化效果。另外，无极灯还具有一些普通紫外灯所不具有的优点，如制造容易、价格低廉、能耗小、光强大和反应器简单等。在现场实际运行的过程中，微波无极灯完*了现场高温、高湿度、耐酸碱腐蚀不易清洁和维护等问题，并zui大程度地减少现场爆炸的危险。

    微波无极灯工作原理是在石英玻璃料形成的密闭壳体内填充可蒸发金属和稀有气体的混合物。稀有气体的作用是激发等离子体放电。当无极灯放置于微波场中，稀有气体被激发产生低压等离子体，通过等离子体放电产生热使可蒸发的金属变为蒸汽态，产生更多的等离子体，增大等离子体压力，释放更多的能量，形成更高的发光效率。

微波无极灯作为一种高效光源代替普通紫外灯作为光催化氧化反应器的光源具有许多优点：

   1、 能够实现光和微波的协同作用。具有较高的光催化活性，虽然微波的能量(当微波功率为2．45 GHz时，一1 J／mol，远低于紫外光(300～480 kJ／mol)，单独微波尚不足以打断化合键，但试验发现增加微波能够有效提高光催化效果。研究发现，增加微波辐射，C₂H₄。光催化降解转化率从41％提高到62％。在高湿度条件，增加微波辐射乙烯的降解速率比无微波辐射时提高了83．9％。在对苯酚降解研究中发现，增加微波辐射可将苯酚的去除率从10％提高到50％。对罗丹明B研究中发现：微波强化光催化对RhB的脱色速率和TVOC去除速率分别是单独光催化的3倍和2．3倍。对于微波提高化学反应速度的原因，一些专家和学者提出了“微波效应”的概念，即微波是通过过热、偏振、介电效应、热点和核自旋等来影响反应进程。通过电子旋转共振仪ESR发现增加微波辐射后，催化剂表面·OH的数量增加了20％。

另外，微波无极灯具有较高光催化活性的原因还包括以下2点：

(1)微波无极灯由于能够直接侵浸入溶液中或湿度比较高的废气中,同普通紫外灯相比，光程短且光能够被尽可能多的利用。

(2)在紫外光的照射下，氧可转化成臭氧，当采用微波无极灯时，这些臭氧能够溶解到水中促进污染物的降解，而当采用普通紫外灯时，这部分臭氧大多数未经利用就被排出反应器。

通过微波无极灯和普通汞灯处理RhB对比试验发现：即使普通紫外灯的光强接近微波无极灯的两倍，微波无极灯的脱色效果依然明显高于普通紫外灯。微波无极灯照射30 分钟后，TVOC去除了62％，而普通汞灯仅使其去除了30％。以2，4-D（丁脂乳油）为处理对象研究发现：普通灯的光强为12 mw／cm2，无极灯的光强为4 mw／cm2。反应了30分钟后，无极灯和普通汞灯对2，4-D的去除率分别为50％、33％，对TVOC的去除率分别是33％和20％，脱氯率分别为60％和50％。在采用加压式微波强化光催化反应器降解2，4一D时发现，微波无极灯光强是普通紫外灯的1／6，但对2，4-D的降解速率却是后者的2倍，因此可以估算，同等条件下微波无极灯的降解速率约是紫外灯的10倍。

   2、江阴喷漆废气处理设备简化了反应器。提高了反应器的安全可靠性，这主要体现在2个方面：一是微波无极灯无需电极，因此不需要将电线深入到反应器内，避免了漏电、短路等问题；二是微波无极灯可以根据需要设计成任意形状，并且可以放置在微波场中的任一位置，包括直接放置在水溶液中。当放置在水溶液中时，依靠水溶液的吸热作用将无极灯冷却，因此可以简化普通紫外灯所需的冷却夹套，由此简化了反应器。另外，还避免玻璃或石英器件同其他材质相连而引起的难以密封的问题以及因热胀系数不同造成的使用寿命短等问题。

   3、发光效率高，光谱和光强具有可调性单个无极灯发出的光强可以通过调节微波的输出功率来控制，光谱可以根据需要通过调节填充气体的量和填充气体的比例来控制。在一定微波功率下通过增加无极灯的个数和无极灯的体积来增大总光强，能够实现在相同的电耗下，发出比普通紫外灯高几倍的光强。另外，通过选择不同的无极灯灯壳材质，也可对光强和光谱进行简单的调控。

   4、价格低廉，寿命较长。在废气处理设备制造过程中，其他有关电极连接的工序可*节省。另外，无极灯同普通灯相比，因为没有电极，而费用较高的电极灯材料可以节省。从材料节省和制造工序简化两个方面均使成本大大降低。由热蒸发和等离子体的侵蚀造成的电极老化是普通紫外灯和白炽灯无法继续使用的主要原因，而无极灯因为无电极所以不存在电极老化的问题。另外，无极灯在微波激发发光的过程物质损耗很少，只要微波源正常，无极灯便可发光。因此，微波无极灯的寿命远大于普通灯，目前的使用寿命可达10万h以上。

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