
โอโซน (owastewater) เป็นก๊าซที่มีความสามารถในการออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งมากและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเช่นการบำบัดน้ำเสียการฆ่าเชื้อโรคในน้ำดื่มเซมิคอนดักเตอร์การพิมพ์การเกิดออกซิเดชันทางเคมีและการฆ่าเชื้อทางการแพทย์ อย่างไรก็ตามหลังจากที่โอโซนเสร็จสิ้นปฏิกิริยาการเกิดออกซิเดชันความเข้มข้นบางอย่างของโอโซนมักจะยังคงอยู่ในก๊าซไอเสีย ถ้าปล่อยโดยตรงโดยไม่ต้องรักษาก็สามารถไม่เพียงแต่อุปกรณ์กัดกร่อนแต่ยังส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนเป็นวัสดุเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานได้ซึ่งสามารถเปลี่ยนโอโซนเป็นออกซิเจนที่อุณหภูมิห้องได้อย่างรวดเร็ว ปัจจุบันการสลายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาได้กลายเป็นหนึ่งในเส้นทางทางเทคนิคต้นทุนการดำเนินงานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและต่ำที่สุดในด้านการรักษาก๊าซไอเสียโอโซนอุตสาหกรรม
บทความนี้จะแนะนำองค์ประกอบหลักการทำงานตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพประเภทสถานการณ์การใช้งานและวิธีการเลือกของตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนอย่างเป็นระบบ
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนเป็นวัสดุเร่งปฏิกิริยาชนิดหนึ่งที่ใช้เป็นพิเศษสำหรับการกำจัดและทำให้บริสุทธิ์ด้วยโอโซน (o₃) หน้าที่ของมันคือเร่งการสลายตัวของโอโซนให้กลายเป็นออกซิเจน (o₂) โดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนมักใช้แมงกานีสไดออกไซด์ (mno₂) เป็นส่วนประกอบหลัก ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูงบางชนิดยังเพิ่มออกไซด์ของโลหะที่เปลี่ยนไปเช่นทองแดงออกไซด์และเหล็กออกไซด์เพื่อสร้างระบบตัวเร่งปฏิกิริยาแบบคอมโพสิตซึ่งจะช่วยปรับปรุงกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาความต้านทานต่อความชื้นและอายุการใช้งาน
ส่วนประกอบที่ใช้งานเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงการผสมทางกายภาพแต่สร้างโครงสร้างคอมโพสิตออกไซด์ที่มีเสถียรภาพผ่านกระบวนการต่างๆเช่นการตกตะกอนร่วมกันการเผาที่อุณหภูมิสูงและการบดอัดระดับโมเลกุลซึ่งได้รับประสิทธิภาพเชิงเร่งปฏิกิริยาที่สูงขึ้น
ในอุตสาหกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนมักเรียกว่า:
ชื่อเหล่านี้หมายถึงผลิตภัณฑ์ประเภทเดียวกัน
โอโซนเองเป็นก๊าซที่ไม่เสถียรแบบเทอร์โมไดนามิกซึ่งจะค่อยๆสลายตัวตามธรรมชาติเป็นออกซิเจนที่อุณหภูมิห้อง อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้ค่อนข้างช้าและไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการรักษาก๊าซไอเสียอุตสาหกรรมได้
หากใช้การสลายตัวทางความร้อนที่อุณหภูมิสูงก๊าซมักจะต้องได้รับความร้อนสูงกว่า400 °C เพื่อให้เกิดการสลายตัวของโอโซนอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ นี้จะนำการใช้พลังงานค่อนข้างสูงและอุปกรณ์ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน
เมื่อเปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนมีข้อดีที่ชัดเจน:
ดังนั้นในโรงงานบำบัดน้ำเสียพืชน้ำดื่มระบบสร้างโอโซนและเขตการรักษาก๊าซไอเสียโอโซนอุตสาหกรรมการสลายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาได้กลายเป็นหนึ่งในวิธีการกำจัดโอโซนที่สำคัญที่สุด
โอโซน (o₃) ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนสามตัวและเป็นโมเลกุลพลังงานสูงที่มีความไม่มั่นคงสูง
เมื่อก๊าซโอโซนสัมผัสกับพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาโมเลกุลโอโซนจะถูกดูดซับครั้งแรกโดยตัวเร่งปฏิกิริยาและได้รับปฏิกิริยาความแตกแยกพันธะ O-O ภายใต้การกระทำของเว็บไซต์ที่ใช้งานในที่สุดสร้างออกซิเจน (oonies)
ปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนมีดังนี้:
2O3.→ 3O2.
บทบาทหลักของตัวเร่งปฏิกิริยาคือการลดพลังงานเปิดใช้งานที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนทำให้โอโซนสามารถย่อยสลายได้อย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะอุณหภูมิห้อง
ความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่างระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันส่วนใหญ่มาจากด้านต่อไปนี้:
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนที่มีประสิทธิภาพสูงมักใช้ระบบคอมโพสิตออกไซด์แมงกานีสทองแดงเนื่องจากมีกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำสูงขึ้น
ประสิทธิภาพของการสลายตัวของโอโซนส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำให้บริสุทธิ์ของโอโซนอายุตัวเร่งปฏิกิริยาและ SYSTEM ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน
ปัจจัยต่อไปนี้มักจะมีผลกระทบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา
กิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดสำหรับการวัดประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซน
ตัวเร่งปฏิกิริยากิจกรรมสูงสามารถ:
กิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยามีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสูตรตัวเร่งปฏิกิริยาระบบธาตุกระบวนการผลิตและระดับการกระจายตัวของส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่
พื้นที่ผิวเฉพาะมักจะวัดโดยวิธีการทดสอบเดิมพันกับหน่วยของตารางเมตร/กรัม
โดยทั่วไปยิ่งพื้นที่ผิวเฉพาะสูงขึ้น:
อย่างไรก็ตามควรสังเกตว่าพื้นที่ผิวเฉพาะสูงต้องมาจากส่วนประกอบที่ใช้งานที่มีประสิทธิภาพ
ในระหว่างการทำงานในระยะยาวตัวเร่งปฏิกิริยาต้องทนต่อผลกระทบของการไหลของอากาศและการสั่นสะเทือนของอุปกรณ์
หากความแข็งแรงทางกลไม่เพียงพอตัวเร่งปฏิกิริยาอาจประสบ:
ดังนั้นความแข็งแรงสูงจึงมีความสำคัญมากสำหรับระบบปฏิบัติการอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง
ตัวเร่งปฏิกิริยาต้นทุนต่ำบางตัวเพิ่มวัสดุเฉื่อยมากขึ้นเพื่อลดต้นทุนการผลิตหรือปรับปรุงประสิทธิภาพการขึ้นรูป
ภายใต้สถานการณ์ปกติ:
เนื้อหาส่วนประกอบที่ใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนที่มีประสิทธิภาพสูงมักจะสามารถเข้าถึงได้มากกว่า80% และตัวเร่งปฏิกิริยาแบบบูรณาการบางส่วนอยู่ใกล้กับ100%
ขนาดตัวเร่งปฏิกิริยาส่งผลโดยตรง:
ถ้าอนุภาคมีขนาดเล็กเกินไป:
ถ้าอนุภาคมีขนาดใหญ่เกินไป:
ดังนั้นขนาดอนุภาคจึงต้องได้รับการคัดเลือกอย่างเหมาะสมตามความเข้มข้นของโอโซนอัตราการไหลและโครงสร้างอุปกรณ์
ในอุตสาหกรรมตัวบ่งชี้ต่อไปนี้มักใช้เพื่อประเมินคุณภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนอย่างรวดเร็ว
| ตัวบอกสถานะ | กฎทั่วไป |
|---|---|
| พื้นที่ผิวเฉพาะ (เดิมพัน) | ยิ่งสูงยิ่งดี |
| ความแข็งแรงทางกล | ยิ่งสูงยิ่งดี |
| อัตราการผ่านตะแกรง | ยิ่งสูงยิ่งดี |
| อัตราฝุ่น | ยิ่งต่ำยิ่งดี |
| ส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ | ยิ่งสูงยิ่งดี |
| ประสิทธิภาพการกำจัดโอโซน | ยิ่งสูงยิ่งดี |
อย่างไรก็ตามควรสังเกต:
การเพิ่มตัวบ่งชี้ทางกายภาพบางอย่างไม่จำเป็นต้องหมายถึงประสิทธิภาพเชิงเร่งปฏิกิริยาที่แข็งแกร่งขึ้น
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนประสิทธิภาพสูงอย่างแท้จริงจำเป็นต้องเกิดความสมดุลระหว่าง:
ปัจจุบันตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนในตลาดส่วนใหญ่สามารถจำแนกได้จากด้านต่อไปนี้
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบบูรณาการ
ส่วนประกอบที่ใช้งานเองโดยตรงในรูปแบบร่างกายตัวเร่งปฏิกิริยา
ข้อดี:
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เคลือบ
ส่วนประกอบที่ใช้งานจะถูกโหลดลงบนพื้นผิวของการสนับสนุน
ข้อดี:
ข้อเสีย:
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่มีการสนับสนุน
ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออกไซด์ที่ใช้งานและมีกิจกรรมที่ค่อนข้างสูง
ตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิเนียม
มีความแข็งแรงทางกลที่ค่อนข้างดีและเหมาะสำหรับสภาวะอุตสาหกรรมบางอย่าง
ตัวเร่งปฏิกิริยาอลูมินาซิลิกา
มีความต้านทานความร้อนบางอย่าง
ตัวเร่งปฏิกิริยาคาร์บอน
มีพื้นที่ผิวที่ค่อนข้างสูงและประสิทธิภาพการดูดซับแต่มักจะเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมโอโซนที่มีความเข้มข้นต่ำเท่านั้น ภายใต้สภาวะโอโซนที่มีความเข้มข้นสูงวัสดุคาร์บอนอาจถูกออกซิไดซ์
ตัวเร่งปฏิกิริยาแมงกานีส
ต้นทุนที่ต่ำกว่าและใช้กันอย่างแพร่หลาย
เครื่องเร่งปฏิกิริยาแมงกานีส-เหล็ก
มีความต้านทานความชื้นบางอย่าง
แมงกานีส-ทองแดงตัวเร่งปฏิกิริยา
มักจะมีกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาอุณหภูมิต่ำที่สูงขึ้นแต่ค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงขึ้น ปัจจุบันตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนที่มีประสิทธิภาพสูงส่วนใหญ่ใช้ระบบคอมโพสิตแมงกานีสทองแดง
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่อไปนี้:
ในหมู่พวกเขาการบำบัดน้ำเสียและอุตสาหกรรมน้ำดื่มเป็นหนึ่งในสถานการณ์การใช้งานหลักสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซน
เมื่อเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนปัจจัยต่อไปนี้จะต้องได้รับการพิจารณาอย่างครอบคลุม:
ในระหว่างการออกแบบทางวิศวกรรมมักจะจำเป็นต้องคำนวณ:
ภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันควรเลือกรูปแบบตัวเร่งปฏิกิริยาขนาดและระบบต่างๆ
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนมักจะติดตั้งภายในเครื่องปฏิกรณ์แบบตายตัว
เมื่อก๊าซที่มีโอโซนผ่านเตียงตัวเร่งปฏิกิริยาโอโซนจะถูกแปลงเป็นออกซิเจนอย่างรวดเร็ว
อย่างไรก็ตามในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมจริงก๊าซอาจมี:
สิ่งสกปรกเหล่านี้อาจทำให้เกิดตัวเร่งปฏิกิริยาการเป็นพิษหรือการอุดตันของโครงสร้างรูขุมขน
ดังนั้นภายใต้สภาวะการทำงานที่ซับซ้อนจึงจำเป็นต้องตั้งค่าระบบ pretreatment ที่เหมาะสมเช่น:
เพื่อยืดอายุการใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยา
Carule 200จาก Carus และ MINSLITE-BG จาก minstrong เป็นทั้งประสิทธิภาพสูงแมงกานีสทองแดงโอโซนการสลายตัวตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในเขตอุตสาหกรรม
การเปรียบเทียบพารามิเตอร์หลักมีดังนี้:
| รายการเปรียบเทียบ | 200 carulite | MINSLITE-BG |
|---|---|---|
| ผู้ผลิตจากโรงงาน <</Td> | Carus Carus | มินสตรอง |
| ระบบตัวเร่งปฏิกิริยา | แมงกานีส-ทองแดง | แมงกานีส-ทองแดง |
| ส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ | ใกล้ถึง100% | ใกล้ถึง100% |
| พื้นที่ผิวเฉพาะ (เดิมพัน) | 200-250ตารางเมตร/กรัม | 180-230ตารางเมตร/กรัม |
| ความแข็งแกร่ง | ≥ 97% | ≥ 95% |
| ข้อมูลจำเพาะเกี่ยวกับขนาดอนุภาค | 4 × 8ตาข่าย, 8 × 14ตาข่าย | 4 × 8ตาข่าย, 8 × 14ตาข่าย, 12 × 20ตาข่าย |
เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนทั่วไปผลิตภัณฑ์ทั้งสองนี้มักจะมีลักษณะดังต่อไปนี้:
ในโครงการบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่บางแห่งมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองประเภท
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนจะถูกบริโภคหรือไม่?
ตัวเร่งปฏิกิริยาเองในทางทฤษฎีไม่ได้มีส่วนร่วมในการบริโภคถาวรแต่ในระหว่างการทำงานในระยะยาวมันอาจค่อยๆปิดใช้งานเนื่องจากการปนเปื้อนการเป็นพิษหรือริ้วรอยโครงสร้าง
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนได้รับผลกระทบจากน้ำหรือไม่?
กิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาบางอย่างอาจลดลงในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงดังนั้นความต้านทานความชื้นจึงเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญของตัวเร่งปฏิกิริยาอุตสาหกรรม
ถ่านกัมมันต์สามารถแทนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนได้หรือไม่?
ปกติไม่ได้ค่ะ ถ่านกัมมันต์ส่วนใหญ่จะขจัดโอโซนผ่านการดูดซับในขณะที่โอโซนจะออกซิไดซ์วัสดุคาร์บอนอย่างต่อเนื่องดังนั้นอายุการใช้งานจึงมีจำกัด
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนสามารถสร้างใหม่ได้หรือไม่?
ตัวเร่งปฏิกิริยาบางอย่างสามารถกู้คืนส่วนหนึ่งของกิจกรรมของพวกเขาผ่านความร้อนหรือการล้างภายใต้สภาวะการปนเปื้อนเล็กน้อยแต่หลังจากการเป็นพิษอย่างรุนแรงมักจะต้องเปลี่ยนทดแทน
ความสามารถในการสลายตัวของโอโซนสามารถจัดการกับโอโซนที่มีความเข้มข้นสูงได้หรือไม่?
ใช่ครับแต่เตียงตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมต้องออกแบบตามความเข้มข้นของโอโซนอุณหภูมิและอัตราการไหลของโอโซนครับ
ตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนเป็นวัสดุเร่งปฏิกิริยาการทำงานที่สามารถย่อยสลายโอโซนได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะอุณหภูมิห้อง ประสิทธิภาพหลักของพวกเขาขึ้นอยู่กับระบบตัวเร่งปฏิกิริยาเนื้อหาส่วนประกอบที่ใช้งานพื้นที่ผิวเฉพาะความแข็งแรงทางกลและกระบวนการผลิต
ด้วยการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของการประยุกต์ใช้โอโซนอุตสาหกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนที่มีประสิทธิภาพสูงจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำเสียน้ำดื่มเซมิคอนดักเตอร์การรักษาพยาบาลและสาขาการรักษาก๊าซไอเสียอุตสาหกรรม
ในการใช้งานในอุตสาหกรรมการเลือกระบบตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างสมเหตุสมผลการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบเตียงตัวเร่งปฏิกิริยาและการใช้ระบบ pretreatment ที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำให้บริสุทธิ์ด้วยโอโซนและลดต้นทุนการดำเนินงาน
ติดต่อ: Candyly
โทรศัพท์: 008618142685208
โทร: 0086-0731-84115166
อีเมล: minstrong@minstrong.com
ที่อยู่: สวนอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี Kinglory, พื้นที่ Wangcheng, ฉางซา, หูหนาน, จีน