5月5日上午，在“第五屆重點(diǎn)行業(yè)有機廢氣(VOCs)污染治理及監測技術(shù)交流會(huì )”的開(kāi)放討論日活動(dòng)中，廣州紫科環(huán)?？萍脊煞萦邢薰靖笨偛弥苡酪銋⑴c了本次交流，他從自己多年工作中，總結了以下九條光催化技術(shù)設計需要考慮的細節和注意事項：

1.?關(guān)于復合光催化技術(shù)名稱(chēng)統一和規范化的問(wèn)題；

1972年，日本Fujishima（藤島昭教授）發(fā)現了光催化現象。1999年由于納米技術(shù)得到了突破性進(jìn)展，光催化終于正式登上了國際研究舞臺。目前，光催化已經(jīng)成為發(fā)達國家老幼皆知的環(huán)保代名詞。

然而，國內關(guān)于光催化技術(shù)的認識還不夠全面，很多廢氣治理公司或是從業(yè)者，普通認為只要有紫外燈的設備，都可以稱(chēng)之光催化技術(shù)，這是錯誤的觀(guān)點(diǎn)和行業(yè)亂象所致。顧名思義，光催化技術(shù)，那肯定得有“光”和“催化劑”共同作用才行。

目前，廢氣治理上市場(chǎng)上，關(guān)于紫外燈的廢氣治理設備有：復合光催化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、光觸媒技術(shù)、UV光分解技術(shù)、光氧化技術(shù)、光化學(xué)技術(shù)等等。在廢氣治理市場(chǎng)上，真正使用到催化劑的設備少之又少，畢竟催化劑所需費用占光催化設備成本的30-50%，幾乎可以生產(chǎn)一套沒(méi)有催化劑的光氧化設備。

2.?選用復合光催化技術(shù)時(shí)，需充分考慮系統的預處理技術(shù)；

在設計廢氣、VOCs和異味治理項目時(shí)，不能考慮廢氣的單一指標治理，我們充分認識廢氣有組成和成份。通常情況下，待處理廢氣中會(huì )含有粉塵、顆粒物、液態(tài)等。為了保證廢氣的治理效果，我們一般需要考慮先處理廢氣中的粉塵、顆粒物和液態(tài)。例如，對于含粉塵比較高的廢氣，要先配置除塵技術(shù)，若不先去除廢氣中的粉塵和顆粒，這些固態(tài)物質(zhì)會(huì )附著(zhù)在催化劑和紫外燈的表面，影響系統的處理效果。對于特殊的固態(tài)物質(zhì)，可能還會(huì )存在著(zhù)著(zhù)火的隱患。而對于水含量較高的廢氣，應當先除濕。

3.?紫外燈數量的設計；不同行業(yè)、不同廢氣成份、不同濃度的廢氣，所選擇的紫外燈數量均有所不同；

在廢氣治理市場(chǎng)上，我們發(fā)現光催化技術(shù)廣泛應用于各行各業(yè)，也受到了市場(chǎng)的歡迎和認同。但是，在一些偏遠的區域，或是環(huán)保監督不夠嚴格的地區，光催化技術(shù)成為應付檢查的裝置。大家沒(méi)有認真的面對，沒(méi)有科學(xué)的設計，沒(méi)有系統的規劃，在一個(gè)方箱里放幾支紫外燈，就對外宣稱(chēng)是復合光催化技術(shù)設備。

在選擇光催化技術(shù)時(shí)，我們需分析待處理廢氣的行業(yè)、成份、濃度等因素，通過(guò)這一些條件來(lái)確定紫外燈的數量。光催化技術(shù)不是萬(wàn)能技術(shù)，它有它的局限性，大家選用時(shí)一定要考慮各種因素和謹慎使用。

4.?紫外燈如何選型，要從功率、長(cháng)度、波段等角度考察；

對于光催化技術(shù)而言，紫外燈是核心，其關(guān)乎處理效果的好壞。對于光源的考核有兩個(gè)參數：波長(cháng)與光強。只有吸收了一定波長(cháng)范圍內的光，TiO2催化劑才可以克服其禁帶的能量，在其表面會(huì )產(chǎn)生電子-空穴。研究結果表明，紫外光波長(cháng)在185-254nm，很難打破分子鍵，更適合于光氧化技術(shù)。而光催化技術(shù)更加適合選用387nm和365nm波長(cháng)的紫外燈，在市場(chǎng)上很找到387nm的紫外燈，所以很時(shí)候光催化技術(shù)選用365nm波長(cháng)的紫外燈。

另外，紫外燈的功率有15-320W，長(cháng)度范圍135-1554mm。廢氣治理從業(yè)者，需根據設計的背景和目標值，正確的和科學(xué)的選擇紫外燈的功率及長(cháng)度。

5.?紫外燈的布置間距如何確定，其與催化劑之間的距離多少合適?

衡量光催化技術(shù)的好壞，主要先看紫外燈，而紫外燈的考核參數為波長(cháng)與光強。所以在設計時(shí)，除了要考慮紫外燈的功率、長(cháng)度和波段外，在設計和加工制作設備時(shí)，還要充分考慮紫外燈之間的間距。合理的間距，能確保紫外燈的科學(xué)布置，既能保證充分的光均勻和紫外光達到一定強度，又能避免出現盲區和死角，以保證光催化技術(shù)的處理效果。

同樣，除了紫外燈的距是我們考慮的因素之外，紫外燈與催化劑之間的距離也是我們要重點(diǎn)考慮的，也是很多設計人員容易忽視的一個(gè)重要環(huán)節。紫外燈和催化劑間的距離，主要是由催化劑的類(lèi)型、紫外燈的類(lèi)型、設備的內部結構等因素所決定。

6.?催化劑如何選擇？

都說(shuō)光催化技術(shù)，那肯定得有“光”和“催化劑”共同作用才行，我們前面說(shuō)了紫外燈的選擇，那現在重點(diǎn)得分析催化劑的選擇。能適用于光催化技術(shù)的催化劑有二氧化鈦(TiO2)；氧化鋅(ZnO)；氧化錫(SnO2)；二氧化鋯(ZrO2)；硫化鎘(CdS)等多種氧化物硫化物半導體，其中二氧化鈦因其氧化能力強，化學(xué)性質(zhì)穩定無(wú)毒，成為世界上最當紅的納米光催化材料。

光催化劑的發(fā)展：在早期，也曾經(jīng)較多使用硫化鎘(CdS)和氧化鋅(ZnO)作為光觸媒材料，但是由于這兩者的化學(xué)性質(zhì)不穩定，會(huì )在光催化的同時(shí)發(fā)生光溶解，溶出有害的金屬離子具有一定的生物毒性，故發(fā)達國家目前已經(jīng)很少將它們用作為民用光催化材料，部分工業(yè)光催化領(lǐng)域還在使用。

光催化劑二氧化鈦：它是一種半導體，分別具有銳鈦礦，金紅石及板鈦礦三種晶體結構，其中只有銳鈦礦結構和金紅石結構具有光催化特性。

7.?光催化設備的過(guò)流速度和反應停留時(shí)間？

在選用光催化技術(shù)時(shí)，我們一定要正確的去面對過(guò)流速度和停留兩大要素。光催化技術(shù)是催化氧化的一個(gè)過(guò)程，首先是光照射在催化劑上，起了催化作用，產(chǎn)生了活性羥基(?OH)和其他活性氧化類(lèi)物質(zhì)(?O2-，?OOH ，H2O2)。在催化劑的表面生成的?OH基團反應活性很高，具有高于有機物中各類(lèi)化學(xué)鍵能的反應能，加上?O2-，?OOH ，H2O2活性氧化類(lèi)物質(zhì)的協(xié)同作用，能迅速有效地分解有機物，同時(shí)紫外燈具有除臭、消毒、殺菌的功效。

通過(guò)光催化的工作機理，我們應該清晰的認識到，光催化治理廢氣也是一個(gè)復雜的過(guò)程，需要足夠的停留反應時(shí)間。而目前市場(chǎng)上很多光催化技術(shù)設備，整體過(guò)流截面積嚴重偏小，導致過(guò)流速度較大，停留時(shí)間較短等現象。

在設計光催化設備時(shí)，要根據廢氣的成份和濃度，合理設計停留時(shí)。從投資和運行管理的角度考慮，通過(guò)光催化設備的過(guò)渡速度控制0.3-1m/s比較合適。當過(guò)渡速度大于1m/s時(shí)，系統的阻力會(huì )直線(xiàn)上升，同時(shí)會(huì )影響催化劑的結構；更重要是在確定停留時(shí)間的情況下，風(fēng)速越大，設備的長(cháng)度或高度也要求越大；不管在什么風(fēng)速條件，光催化裝置的反應停留時(shí)間控制在10-30秒比較好合適。當然，我所指的10-30秒為中低濃度易分解的部分廢氣，而不是絕對和統一標準的時(shí)間。

8.?防爆性能和適用場(chǎng)合？

光催化技術(shù)的防爆性能比吸收法、生物法要差一些，但比低溫等離子法和焚燒法的要求少一些。市場(chǎng)上也有些光催化設備說(shuō)是防爆的，但是受到防爆機構、專(zhuān)家和專(zhuān)業(yè)從事者的質(zhì)疑。我個(gè)人認為，光催化設備的防爆還面臨著(zhù)很多技術(shù)問(wèn)題，例如設備的密封性、紫外光的透過(guò)率、防爆等級、處理效率等問(wèn)題需要解決。做為廢氣治理從事者，切不可為了一個(gè)訂單、一份合同或是一個(gè)業(yè)績(jì)，誘導需要單位做了錯誤的評估和選擇。否則，一切出現了問(wèn)題，不僅僅是企業(yè)聲譽(yù)和技術(shù)遭質(zhì)疑的問(wèn)題，還會(huì )給安全生產(chǎn)帶來(lái)不可預估的隱患。

我們公司主張，光催化技術(shù)在缺少其它輔助處理設備時(shí)，不建議直接用在易燃易爆行業(yè)的廢氣治理項目，尤其是高濃度易揮發(fā)的石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域。

9.?適用的廢氣濃度？

建議用于濃度在500ppm的VOCS治理項目。

我們紫科環(huán)保公司還是要再三呼吁大家，廢氣治理不是只簡(jiǎn)單上一套光催化設備就能達到環(huán)保排放標準。VOCs治理是一個(gè)系統工程，需要的是一綜合解決方案，而不是一套光催化設備。

我個(gè)人認為，任何一種VOCs治理方式不能夠做到十全十美，均為遐瑜互見(jiàn)，VOCs治理沒(méi)有“萬(wàn)金油”設備，光催化技術(shù)不是萬(wàn)能的技術(shù)，還是要與其他技術(shù)進(jìn)行組合，才能更高效的用于廢氣處理。

紫科環(huán)保公司經(jīng)過(guò)多年分析、研究、摸索、試驗及工程經(jīng)驗總結：VOCs治理問(wèn)題要得到有效解決，一定要了解待處理氣體的風(fēng)量、成份、濃度等問(wèn)題，針對廢氣成份，做到技術(shù)結合、工藝結合、強強聯(lián)合、合力解決的方式，以有效的解決VOCs治理問(wèn)題。

希望下次開(kāi)放討論日，我們討論的是光催化技術(shù)的未來(lái)與前景，而不是光催化技術(shù)為什么被質(zhì)疑和被貶低，甚至被否定的草率決定。