Hệ thống xử lý khí thải, mùi, khử trùng công nghệ Quang xúc tác UV & Ti2O – Photocatalytic Air Purifier

Ánh sáng là một nguồn năng lượng đáng kinh ngạc, sức mạnh đằng sau mọi thứ xảy ra trên trái đất, bao gồm sự sống của con người, sự tồn tại và phát triển của động vật cũng như thực vật. Nhưng có thể bạn chưa biết, ánh sáng còn là nhân tố được ứng dụng trong công nghệ làm sạch, cụ thể là trong các thiết bị lọc không khí.

Trong các máy lọc không khí hoạt động bằng phương pháp quang xúc tác, năng lượng ánh sáng khởi động một quá trình loại bỏ tất cả các chất gây ô nhiễm không khí khó chịu và biến chúng thành các chất vô hại thay thế. Đối với những người mắc bệnh hen suyễn và dị ứng, máy lọc không khí chạy bằng năng lượng tích cực như ánh sáng sẽ là một vũ khí tuyệt vời trong công cuộc bảo vệ sức khỏe cho mình.

Máy lọc không khí quang xúc tác nghe có vẻ vô cùng phức tạp, nhưng trên thực tế, nó hoạt động một cách tương đối đơn giản.

Chất xúc tác là gì?

Bạn có thể đã nghe nói về chất xúc tác có sẵn trong những thứ như bộ chuyển đổi xúc tác (hệ thống làm sạch khí thải được trang bị cho ô tô) và zeolit (tinh thể giống như đá được sử dụng trong tất cả các loại sản phẩm và quy trình công nghiệp). Chất xúc tác cực kỳ quan trọng trong công nghiệp, có nhiều loại và chúng hoạt động theo nhiều cách khác nhau, được sử dụng trong sản xuất hầu hết mọi sản phẩm hóa học.

Nói một cách đơn giản, chất xúc tác là một chất làm cho phản ứng hóa học có nhiều khả năng xảy ra hơn bằng cách giảm năng lượng cần thiết để khởi động nó (hay còn gọi là năng lượng kích hoạt). Một chất xúc tác có thể tăng tốc độ phản ứng hóa học hoặc làm cho nó xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn. Khi phản ứng kết thúc, chất xúc tác không được sử dụng hết mặc dù nó có thể đã bị thay đổi về mặt vật lý theo một cách nào đó.

Quang xúc tác có nghĩa là ánh sáng có liên quan đến việc làm cho chất xúc tác thực hiện công việc của nó. Nói cách khác, ánh sáng cung cấp năng lượng cho phép chất xúc tác hoạt động.

Máy lọc không khí quang xúc tác làm việc như thế nào?

Trong các máy lọc không khí xúc tác quang, chất xúc tác làm sạch không khí thường là titan dioxide (đôi khi được gọi là Titania) và nó được cung cấp năng lượng bởi tia cực tím (tia UV). UV là ánh sáng bước sóng ngắn vượt ra ngoài phần màu xanh/tím của phổ điện từ mà mắt chúng ta có thể phát hiện và nhìn thấy được. Mặc dù tia UV có thể làm cho da cháy nắng, nhưng nó nhiều năng lượng hơn bình thường, ánh sáng nhìn thấy được đo chính xác lượng năng lượng phù hợp để kích thích titan dioxide.

Titanium dioxide là một chất bán dẫn (khá giống các vật liệu như silicon, được sử dụng trong các mạch tích hợp). Chúng ta không cần nhiều lượng titan dioxide bởi lẽ nó chỉ là môt lớp màng mỏng bao phủ bề mặt của vật liệu lót, được gọi là chất nền, thường được làm từ gốm hoặc một miếng dán kim loại như nhôm.

Dưới đây là cách chất xúc tác Titan Dioxide phá vỡ các phân tử ô nhiễm với máy lọc không khí:

• Khi ánh sáng tia cực tím chiếu lên titan dioxide, các electron (các hạt nhỏ, tích điện âm bên trong các nguyên tử) được giải phóng ở bề mặt của nó). Đó chính là các điện từ làm công việc hữu ích cho chúng ta.
• Các electron tương tác với các phân tử nước trong không khó, phá vỡ chúng thành các gốc hydroxyl (OH), là các dạng ion hydroxyde (OH-) có khả năng phản ứng cao, tồn tại trong thời gian ngắn.
• Các gốc hydroxyde nhỏ, nhanh nhẹn này sẽ tấn công vào các phân tử chất ô nhiễm hữu cơ (gốc carbon) lớn hơn, phá vỡ các liên kết hóa học của chúng và biến chúng thành các chất vô hại như carbon dioxide và nước.

Do đó, đây là lợi thế lớn mà máy lọc quang xúc tác có được so với các công nghệ làm sạch không khí khác như bộ lọc; thay vì chỉ đơn giản là bẫy các chất gây ô nhiễm thì chúng sẽ biến đổi hoàn toàn các chất độc hại và tiêu diệt chúng một cách hiệu quả.

Máy lọc không khí quang xúc tác có khả năng đạt tới lưu lượng khí ở mức 1000-150.000 m3/h, phân phối áp suất không khí bằng cách sử dụng tính toán cơ học chất lỏng, có diện tích tiếp xúc cực lớn để giúp hòa tan mùi hôi và loại bỏ chúng một cách nhanh chóng. Thiết bị được ứng dụng thực tế để loại bỏ các chất gây ô nhiễm tại các siêu thị, khu mua sắm, các văn phòng làm việc, các nhà máy, khách sạn, bệnh viện hay trong không gian sinh hoạt gia đình.

Máy lọc không khí quang xúc tác có khả năng:

• Khử mùi
• Phân hủy Nox (Tên gọi chung của các oxyde nito, là các chất gây độc hại môi trường)
• Tiêu diệt vi khuẩn
• Phòng chống bụi bẩn
• Xử lý nước

Những ưu điểm có ở máy lọc không khí quang xúc tác:

• Hiệu quả cao
• Thân thiện với môi trường
• Chi phí vận hành thấp
• Tiết kiệm thời gian

Hạn chế của máy lọc không khí quang xúc tác:

Nhược điểm của quá trình này là các máy lọc không khí quang xúc tác cũng tạo ra một lượng nhỏ ozone, một biến thể hóa học của oxy trong không khí, bản thân ozone lại là một chất gây ô nhiễm không khí độc hại. Tuy nhiên, trước khi tiến hành xuất xưởng, máy lọc không khí được đo kiểm và chạy thử một cách cẩn thận và kỹ càng để đảm bảo về công nghệ cũng như mức độ hiệu quả và an toàn, các nhà sản xuất máy lọc không khí khẳng định lượng ozone sản xuất nằm trong giới hạn do FDA (Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ) quy định (0.05 phần triệu).

Máy lọc không khí cần quạt để hút không khí ô nhiễm ở một đầu và thối ra ở đầu kia. Đó cũng là lý do tại sao máy lọc không khí mất một lượng thời gian (thường tối đa là 30 phút) để có thể làm sạch một căn phòng lớn.

Hệ thống xử lý khí thải, khử trùng, mùi bằng công nghệ Quang xúc tác trong thực tế

Quang xúc tác chỉ khắc phục một số dạng hóa học ô nhiễm trong không khí và không giải quyết được vấn đề về hạt (bồ hóng và bụi bẩn). Đó là lý do tại sai máy lọc không khí xúc tác kết hợp các chất xúc tác gốc titan, được kích hoạt bằng tia cực tím với các công nghệ làm sạch và lọc khác để tạo thành một hê thống toàn diện có thể xử lý toàn bộ bụi bẩn và chất ô nhiễm.

Một máy lọc điển hình với một loạt các giai đoạn làm sạch khác nhau, mỗi giai đoạn xử lý một loại chất ô nhiễm trong không khí khác nhau sẽ mang lại hiệu quả tối đa:

• Một bộ lọc sơ bộ thu giữ các hạt bụi, lông thú cưng,… Bộ lọc này được làm bằng lưới polypropylen được phủ catechin (một chất tự nhiên hoạt động như một chất kháng khuẩn và khử mùi).
• Một bộ lọc HEPA tốt sẽ loại bỏ virus, vi khuẩn, bào tử nấm mốc trong không khí.
• Máy ion hóa plasma cung cấp điện tích dương cho bất kỳ hạt bụi và hạt phấn nào còn lại để chúng dính vào dưới kim loại điện tích âm (giống hệ thống được sử dụng trong thiết bị lọc tĩnh điện giúp loại bỏ muội than khỏi khói).
• Một chất xúc tác quang được làm từ titan apatit (tương tự nhưng hiệu quả hơn titan dioxide) phát hủy hóa học các chất ô nhiễm hữu cơ còn lại như khói thải, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOCS,…

Thông số kỹ thuật tham khảo thiết bị xử lý khí thải công nghệ Quang Xúc Tác