實驗室會排放含甲醇、醋酸、丙酸及高沸物等有機廢氣,這些廢氣大多都是低濃度,適合采用光催化氧化工藝凈化處理。今天康德萊凈化說說PCR實驗室中運行效果與效益分析。
1.運行效果
對設備進出口廢氣濃度進行檢測,排氣筒高度為15m,PCR實驗室的主要檢測項目為甲醇和非甲烷總烴。PCR實驗室檢測儀器為氣相色譜儀,甲醇的測定依據《空氣和廢氣監測分析方法》;非甲烷總烴的測定依據固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定(氣相色譜法HJ/T38-1999)。
雖廢氣處理設備進口污染物濃度均未超出國家標準,但不排除由于特殊PCR實驗室需要導致濃度驟升的可能,因此仍需做好PCR實驗室的廢氣凈化工作。PCR實驗室廢氣處理設備1#出口甲醇和非甲烷總烴的濃度分別為0.242和0.23 mg/m3,結合進口濃度,可知設備1#對甲醇和非甲烷總烴的去除率分別為98.0%和98.6%。PCR實驗室中,廢氣處理設備2#出口甲醇和非甲烷總烴的濃度分別為0.526和0.18 mg/m3,去除率分別為96.1%和99.8%。
兩設備排氣口污染物濃度遠低于《化學合成類制藥工業大氣污染物排放標準》(DB 33 2015-2016)規定的20和80 mg/m3,同時滿足去除去90%以上的規定。PCR實驗室中,廢氣處理設備1#出口甲醇和非甲烷總烴的排放速率分別為8.13×10-3和1.72×10-2 kg/h,廢氣處理設備2#出口甲醇和非甲烷總烴的排放速率分別為7.74×10-3和6.21×10-3 kg/h,均低于《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297-1996)中新污染源的二級標準8.6和17 kg/h。由此可知,PCR實驗室光催化氧化系統對有機廢氣中甲醇等污染物處理效果均非常顯著。
TiO2的光催化反應的活性取決于許多因素,光催化劑表面因素如表面羥基、活性中心位、表面原子的種類及其配位狀態等以及外界因素如光源、光照時間、廢氣濃度等。PCR實驗室針對PCR實驗室中不同的成分和濃度的廢氣,要選擇合適的反應條件,以產生更多的光生電子和空穴,并最大限度地避免電子—空穴對的復合,提高TiO2光催化劑的催化效率。
光催化設備還存在以下不足:第一,PCR實驗室由于光催化劑分解有機物沒有選擇性,負載催化劑的材料也可能會遭到分解,一旦催化粒子脫落,附在材料便會失效;第二,PCR實驗室中催化劑粒子的團聚現象比較嚴重,導致比表面積太小,催化效果太弱,而由此又導致氧化反應不徹底,反而容易產生其他有害物質。第三,PCR實驗室的光催化反應對光源的選擇性很強,只能在紫外光作用下反應,這也在一定程度上限制了催化效率。
2.經濟效益分析
風機采用變頻控制,PCR實驗室實際使用功率按照35%計算,光催化實際使用功率按照50%計算,裝機功率為158 k W,運行功率為62.5 kW,按每天工作8 h,電耗為500 kW·h/d,按電價為0.8元/(kW·h)計算,則電費為400元/d;PCR實驗室中系統運行過程中無其他費用產生,因此運行費用合計為400元/d。
在PCR實驗室凈化應用過程中應做適當改良或注意規避可能出現的問題。