強力微波和紫外線裂解技術,是通過微波激勵無極紫外燈,產生等離子體以及185nm和254nm等多個波段的強力度紫外線,而后通過微波催化、紫外光解、高能離子基團的協(xié)同作用,共同裂解并氧化污染物分子,在短時間內(數(shù)秒內)將煙氣分子裂解和氧化生成各種無害的或者易被水吸收的小分子物質。
設備主要通過下列三種反應機制進行污染物的裂解、氧化去除:
直接裂解:微波無極燈發(fā)出的短波紫外光子攜帶的強大能量直接作用于污染物分子,裂解污染物分子;對于VOC,直接氧化為可以直接排放的CO2和H2O,對于硫化物以及氮化物,則氧化成高價態(tài)且易溶于水的N2O3和N2O5。
間接反應:短波紫外光子作用于O2、H2O,生成-O2、O3、-OH等氧化基團,進而使目標污染物被氧化去除;
微波催化協(xié)同作用:微波可使煙氣分子能量增加,同時增大與氧化基團碰撞的次數(shù)增加,提高反應速率。
整個過程通過微波激勵無極紫外燈,產生多個波段的強力度短波紫外線,裂解煙氣中的大分子物質等有害成分;并且通過上述微波催化、紫外光解、協(xié)同高能基團共同裂解過程徹底氧化污染物分子,清潔環(huán)保的實現(xiàn)廢物處理凈化空氣的效果;
在洗滌塔內將氮氧化物和二氧化硫(以及三氧化硫)同時吸收轉化為溶于水的物質,達到徹底脫除的目的。
整個工藝過程低成本,不產生二次污染,維護量少。
工藝圖如下圖,圖示的廢氣混合表明來自于不同的焚燒單元產生出的廢氣經過溫度調節(jié)進行混合,可以合并到一個系統(tǒng)里面進行處理,而無需在每臺焚燒設備后面配置的煙氣處理設備:
圖1 強力微波和紫外線裂解處理焚燒廢氣工藝示意圖
在工藝過程中產生的過量高濃度氧化基團,會以臭氧和氧氣的方式存在于微波設備出口側,其中過量的臭氧必須在排放入大氣中之前,被吸收掉。利用臭氧對水良好的溶解性,末端加設的一臺綜合噴淋塔,分級逐步吸收處中的NOx、SOx、以及臭氧(O3),并起到洗氣的效果,將煙氣預處理過程中沒能完全固定的粉塵顆粒留在洗滌塔的底部,使得較終大氣排放指標大幅優(yōu)于國家排放限值的要求,徹底消除絕大多數(shù)VOCs的同時,更是將存在于煙氣中的惡臭分子如各種硫化物以及氮化物徹底消除,達到凈化和除臭的效果,確保達標排放,不影響周邊群眾的生活,并且不產生任何固體廢棄物。
對于中低濃度的復雜工況,還可有效處理含硫含氮含鹵素含一氧化碳的有機煙氣;關鍵反應的反應平衡在很短時間內(通常為0.8秒)即可達到,不需要較長的停留時間。
在典型煙氣溫度下,對VOCs的氧化率可達95%以上,對于NO的氧化效率可達84%以上,對SO2的氧化接近100%,結合尾部濕法洗滌,NOx的去除率高達 95%,SO2去除率約為100%,并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高效率;因為未與NOX反應的O3會在洗滌器內被除去,所以不存在O3的泄漏問題;除以上優(yōu)點外,該技術可同時適應多種復雜氣體,如飽含SO2、CO、H2S、NH4以及VOCs,特別適用于復雜氣體環(huán)境的綜合處置。
適用范圍:
中低濃度煙氣處理可有效處理含硫含氮含鹵素的有機煙氣,火化機尾氣是適合于用本工藝處理的典型煙氣。
優(yōu)點:
需要根據(jù)實際情況增加前后端處理工藝。凈化效率高,隨開隨關,維護和運行成本低。設備可實現(xiàn)調控和升級,投資風險小;
缺點:
對于電能消耗的要求比較高。
運行維護:
設備只需要消耗電能,低成本運行,低成本維護