管状光催化反应器降解甲醛效果及其降解模型.docx

管状光催化反应器降解甲醛效果及其降解模型摘要：针对建筑环境中的挥发性有机化合物甲醛在原有管状反应器内增设带有工艺缺口的直肋片并在密闭循环系统中对其净化效果进行分析又利用计算流体力学（CFD）的方法得到了反应器内部的流速和光强分布.同时基于模型计算的方法建立了污染物循环降解模型.结果表明：改进后的管状反应器反应面积增加气体停留时间延长平衡了传质-反应能力反应速率提高了约1倍；增设肋片后内壁面光强有所减弱反应器中间段光强与流速耦合较好而两端由于气流扰动大且光强较弱反应速率会受影响；另外降解模型的预测值稍高于实测值但两者变化趋势相同该模型能较准确的预测甲醛的反应速率.关键词：光催化氧化；降解模型；管状反应器；CFD模拟；甲醛中图分类号：O643文献标识码：AAbstract：Anewannularphotocatalyticreactorwasdesignedfortheremovalofindoorformaldehyde.Threefinswereaddedtothereactorandeachfinhadatriangulargapatoneendmakingthistypereactorcontinuousandsinglepass.Theinfluenceoffinsonformaldehyderemovalwasexaminedinanairtightenvironmentalchamber.Theradiationandvelocityfieldsofthereactorsweresimulatedbyusingcomputationalfluiddynamics（CFD）methods.Atheoreticalmodelforthedegradationofformaldehydeinarecirculatingsystemwasproposed.Whenaddingfinsintheannularreactorthereactionareaandresidencetimeweregreatlyincreasedandthedegradationratewasthereforeobviouslyenhanced.TheCFDsimulationresultsshowedthattheradiationintensityontheinternalsurfacesoftheexteriorcylinderwasnearlyuniformexceptforthetwoendsanditdecreasedslightlyforthereactorwithfins.Thevelocitydistributionwasuniforminthefirsttubepassandbecameactuallyhigherneartheelbows.TheUVintensitywasweakwhilethevelocitywaslargeneartheelbowswhichhadanegativeeffectondegradationefficiencythere.Theresultsobtainedfromthekineticmodelwereinagreementwithexperimentaldata.Sothedegradationbehaviorofformaldehydecouldbepredictedbyusingthiskineticmodel.Keywords：photocatalyticoxidation；degradationmodel；annularreactor；CFDsimulation；formaldehyde甲醛是室内普遍存在的挥发性有机化合物（VOCs）是造成室内空气品质下降的主要原因之一[1]会对人体健康造成危害甚至具有致癌作用[2].光催化氧化（PCO）技术节能环保催化活性高降解无选择性是去除室内VOCs的有效手段[3-5].目前随着模型预测[6]以及计算流体力学（CFD）模拟[7]的广泛应用它们已成为研究PCO反应的重要工具.现有报道中PCO技术常与空调系统结合且多采用负载网[8]