范江峰：用標準來規(guī)范光催化行業(yè)健康發(fā)展
更新時間：2018-05-24 14:21
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5月5日上午，在“第五屆重點行業(yè)有機廢氣(VOCs)污染治理及監(jiān)測技術交流會”的開放討論日活動中，北京華鈦高科科技有限公司總經(jīng)理范江峰參與了“光催化氧化技術的適用性及效果探討”環(huán)節(jié)的活動。
以下內(nèi)容根據(jù)范江峰發(fā)言整理：
今年國內(nèi)的VOCs治理市場已經(jīng)進入調(diào)整階段。隨著監(jiān)測系統(tǒng)普及，監(jiān)控力度加大，低端的樣子貨設備和工程逐步被淘汰，但昂貴的濃縮轉輪和燃燒技術在大部分場合業(yè)主還無法承受，市場迫切需要“有效性高、經(jīng)濟性好、安全簡便”的VOCs治理技術。
北京華鈦高科認為現(xiàn)有的VOCs治理技術還不能很好滿足大多數(shù)企業(yè)的實際需求，要么有效性差，要么成本太高，要么安全性差，要么維護非常復雜。北京華鈦高科認為需要做好兩方面的工作，一方面積極推動VOCs治理設備性能評價標準的制訂，另一方面努力進行材料創(chuàng)新和技術升級提供高性價比的解決方案。
為什么迫切需要制訂標準？
光解光催化VOCs治理技術在近兩年市場情況比較好，但是也有一些質(zhì)疑聲，讓這一技術的發(fā)展比較困難。我們認為，建立相應的標準十分的必要。沒有標準，無序競爭會導致行業(yè)信譽度喪失；沒有標準，無法維護行業(yè)利潤率；沒有標準，會留下安全隱患。因此北京華鈦高科積極參與了《工業(yè)有機廢氣凈化裝置性能評測方法》的國標制訂工作，希望通過該標準的制訂，規(guī)范VOCs治理市場，為光解光催化治理技術的廣泛應用奠定基礎。
如何制訂標準？
根據(jù)國標組的專家討論結果，決定從以下三方面入手：
1.有效性評價
專家們特別對VOCs處理設備的凈化效率，即有效性進行了定義。
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：凈化裝置的凈化效率，%；.png)
為凈化裝置入口和出口的濃度，mg/m3;.png)
為凈化裝置進口和出口標準狀態(tài)下干氣體流量，m3/h。
此公式針對采用FID、PID在線監(jiān)測或現(xiàn)場取樣測得的數(shù)據(jù)進行計算。
目前市場上VOCs治理效果的評價主要由第三方對尾氣濃度取樣評測，而不是對VOCs處理裝置的進出口長期在線取樣測去除率，存在一定的監(jiān)管漏洞，導致“樣子貨”裝置泛濫成災。
通過上述定義，對現(xiàn)有各種VOCs處理裝置進行有效性評價，相關標準檢測單位即可對VOCs處理裝置進行分級和認證。隨著高精度PID或低成本GC-FID連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的逐步成熟，VOCs治理設備上將逐步普及連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，樣子貨將被淘汰。
2.經(jīng)濟性評價
目前市場上的VOCs治理設備，要實現(xiàn)達標排放的初裝成本和運行成本都比較高，很多企業(yè)難以接受。因此有必要對VOCs治理設備的經(jīng)濟性進行對比和評價。
初裝成本可以定義為處理每單位風量單位當量VOCs達到排放標準所需的處理系統(tǒng)的總體成本。
運維成本可以定義為上述VOCs處理系統(tǒng)全生命周期平攤到每年的耗材、動力、水、人工等附加成本。
VOCs治理企業(yè)必須根據(jù)客戶的實際工況條件，推薦適合的處理技術和設計方案，而不是企圖靠一種方法“打遍天下”。
要想在達標的前提下，降低VOCs治理系統(tǒng)的成本，就需要提高系統(tǒng)的單元處理效率。對于光解光催化技術而言，就是提高光解單元和光催化單元的處理效率。
其中，光解單元的處理效率決定于以下幾點：
1）光解空間的光功率密度（mW/cm2）。由于光解的主要消解機理是靠185nm紫外光，而且紫外光隨著發(fā)散距離功率密度迅速衰減，因此光解單元需要進行較為密集的排布才能獲得足夠高的光功率密度（至少應在2mW/cm2以上）。
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紫外燈的光功率密度隨發(fā)散距離增大迅速衰減
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優(yōu)化光解單元的紫外燈排布，確保足夠光功率密度和分散的氣流
2.光解所用紫外燈的質(zhì)量。目前市場上紫外燈價格差別較大，從上千元一套到幾十元一套不等，質(zhì)量差別也很大。因此必須認清品牌，采購賀利氏、佑威光電等正規(guī)廠家的產(chǎn)品。
3.采用高185輸出或帶光觸媒涂層的紫外燈。通過選用純度更高的石英管，可以大幅度提高紫外燈185納米波長的輸出，提高光解降解效率。通過在雙波段紫外燈管壁制備上納米厚度的二氧化鈦涂層，一方面可以防止紫外燈積油結垢，另一方面可以提供光催化效果，減少臭氧產(chǎn)生。
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提高紫外燈185nm波長強度輸出
通過納米二氧化鈦涂層提高紫外燈管降解效率
而光催化單元的處理效率決定于以下幾點：
1.光催化板的光催化效率。目前市場上的光催化板也比較多，效率差別很大。用戶可以要求廠家提供GB/T23761/63-2009（光催化空氣凈化材料性能測定方法）標準評測報告，或日本JISR1701:2016標準評測報告。
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根據(jù)日本JISR1701:2016標準評測的光觸媒性能對比
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不同制備方法導致光催化板的微觀結構不同，光催化性能和壽命也差別很大
2.光催化結合其他技術復合應用。形象的說，光解單元消解速度快，但容易停留在中間產(chǎn)物（打斷），光催化單元降解能力強，消解徹底，但速度慢（礦化）。因此光解-光催化復合可大幅度提高消解效率。
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甲苯光解-光催化復合提高降解效率
光解-光催化的很多中間產(chǎn)物都是水溶性很強的羧酸和醇類，因此后段復合淋洗技術可以大幅度提高去除率。
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以苯酚為例的光催化降解機理
通過提高每個單元的降解效率，華鈦的光解-光催化設備已經(jīng)可以穩(wěn)定的實現(xiàn)60%以上的VOCs去除率，配合淋洗、等離子等技術還可以進一步提高。
3.安全性評價。
.....因為VOCs治理設備是一種化工處理裝置，因此其安全性必須高度重視。在設計時要特別考慮防爆、防腐、防火的要求，防止出現(xiàn)安全事故。
另外，光解-光催化設備還需要解決產(chǎn)生的臭氧污染問題？梢酝ㄟ^在后面增加臭氧分解網(wǎng)，減少產(chǎn)生的臭氧。
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