微波無極紫外光協同臭氧催化氧化的廢氣處理裝置的製作方法

2023-09-18 06:20:10 2

本實用新型屬於空氣淨化器技術領域，尤其涉及一種微波無極紫外光協同臭氧催化氧化的廢氣處理裝置。

背景技術：

隨著農村城鎮化的加速發展以及城市的不斷擴容，環境汙染問題日益嚴重，對環境產生嚴重汙染的化學物質大多數都是揮發性有機物。在室外，主要來自燃料燃燒和交通運輸產生的工業廢氣、汽車尾氣、光化學汙染等。在室內則主要來自燃煤和天然氣等燃燒產物、吸菸、採暖和烹調等的煙霧，建築和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。

對環境中的揮發性有機物降解的方法一般都是採用紫外光解氧化法，對於傳統的光降解和光催化治理廢氣的方法降解效率低、不徹底，而且容易產生中間產物，存在二次汙染和剩餘臭氧潛在風險等問題。

技術實現要素：

本實用新型為克服上述問題，提供一種結構簡單、高效穩定、能耗低、無二次汙染、淨化能力具有可調節性等優點，可廣泛應用於工業有機廢氣和惡臭的治理，同時也可應用於室內空氣淨化領域的微波無極紫外光協同臭氧催化氧化的廢氣處理裝置。

本實用新型所採取的技術方案為：

微波無極紫外光協同臭氧催化氧化的廢氣處理裝置，包括變頻引風機、控制櫃、引風管、出氣管、光催化反應單元和臭氧催化氧化塔，所述變頻引風機通過引風管與光催化反應單元相連，所述光催化反應單元位於控制櫃中，所述光催化反應單元軸向截面呈正方形結構，光催化反應單元上下兩端分別設有進氣口和出氣口，光催化反應單元內部軸心位置設有無極紫外燈管，所述無極紫外燈管外側並列套有若干個催化劑載體星形支架，所述催化劑載體星形支架上插有多個光催化劑金屬網；所述臭氧催化氧化塔通過出氣管與出氣口相連，臭氧催化氧化塔內部安裝有臭氧催化劑固定架，所述臭氧催化劑固定架上放置有蜂窩狀臭氧催化劑。

所述的引風管一端設有溫溼度檢測器和進氣採樣口，引風管另一端設有調節閥。

所述的出氣管上設有出氣採樣口。

所述的光催化反應單元為三組。

所述的無極紫外燈管的發出的紫外光波長為185nm。

所述的催化劑載體星形支架為不對稱的星型支架，相鄰的兩組催化劑載體星形支架相互錯開擺放。

所述的光催化劑金屬網為多孔金屬網，多孔金屬網的孔隙率為85-95％。

所述的光催化劑金屬網上的催化劑為純TiO2或在分子篩、二氧化矽、活性炭纖維或活性氧化鋁載體上負載有TiO2的催化劑，蜂窩狀臭氧催化劑為在分子篩、SiO2或活性氧化鋁載體上負載有貴金屬的催化劑。

本實用新型的有益效果：

(1)該裝置採用微波無極紫外光催化降解汙染物和臭氧催化氧化的協同作用，高效利用微波無極紫外燈的光降解、光催化，自由基和臭氧氧化、臭氧催化氧化的作用，礦化率高、降解徹底、高效穩定；

(2)該裝置具有氣流通量大、易於安裝和更換的優點，較好的解決了氣-固相的良好接觸和氣阻間的矛盾，克服了傳統光降解和光催化治理廢氣中降解效率低、不徹底容易產生中間產物二次汙染和殘餘臭氧潛在風險等問題，同時避免了資源浪費；

(3)該裝置根據廢氣汙染物種類、濃度高低和風量大小，操作簡單，運行能力具有可調節性，可廣泛應用於工業有機廢氣、惡臭氣體和室內空氣的治理。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

圖2為本實用新型的光催化反應單元結構示意圖。

圖3為本實用新型的催化劑載體星形支架結構示意圖。

圖4為本實用新型的臭氧催化氧化塔結構示意圖。

其中：1-變頻引風機；2-溫溼度檢測器；3-進氣採樣口；4-引風管；5-控制櫃；6-調節閥；7-光催化反應單元；71-進氣口；72-出氣口；73-無極紫外燈管；74-催化劑載體星形支架；75-光催化劑金屬網；8-出氣管；9-出氣採樣口；10-臭氧催化氧化塔；101-臭氧催化劑固定架；102-蜂窩狀臭氧催化劑。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的實施方式進行詳細地闡述。

微波無極紫外光協同臭氧催化氧化的廢氣處理裝置，包括變頻引風機1、控制櫃5、引風管4、出氣管72、光催化反應單元7和臭氧催化氧化塔10，所述變頻引風機1通過引風管4與光催化反應單元7相連，所述光催化反應單元7位於控制櫃5中，所述光催化反應單元7軸向截面呈正方形結構，光催化反應單元7上下兩端分別設有進氣口71和出氣口72，光催化反應單元7內部軸心位置設有無極紫外燈管73，所述無極紫外燈管73外側並列套有若干個催化劑載體星形支架74，所述催化劑載體星形支架74上插有多個光催化劑金屬網75；所述臭氧催化氧化塔10通過出氣管8與出氣口72相連，臭氧催化氧化塔10內部安裝有臭氧催化劑固定架101，所述臭氧催化劑固定架101上放置有蜂窩狀臭氧催化劑102。

所述的引風管4一端設有溫溼度檢測器2和進氣採樣口3，引風管4另一端設有調節閥6。

所述的出氣管8上設有出氣採樣口9。

所述的光催化反應單元7為三組。

所述的無極紫外燈管73發出的紫外光的波長為185nm。

所述的催化劑載體星形支架74為不對稱的星型支架，相鄰的兩組催化劑載體星形支架74相互錯開擺放。

所述的光催化劑金屬網75為多孔金屬網，多孔金屬網的孔隙率為85-95％，該光催化劑金屬網75可高效連續處理難降解有機廢氣，載體的多空結構有效擴大了光催化劑的表面積，反應器內被處理氣流與光催化劑更有效接觸，因此對有機物廢氣能有效降解。

所述的光催化劑金屬網75上的催化劑為純TiO2或在分子篩、二氧化矽、活性炭纖維或活性氧化鋁載體上負載有TiO2的催化劑，蜂窩狀臭氧催化劑102為在分子篩、SiO2或活性氧化鋁載體上負載有貴金屬的催化劑。

本實用新型的採用微波無極紫外光催化協同臭氧催化氧化的廢氣處理方法，該方法包括如下步驟：

(1)廢氣經變頻風機引入光催化反應單元7中，在微波場作用下，微波激發無極紫外燈管73，無極紫外燈管73產生高能紫外光作為光催化劑激發光源，直接裂解汙染物；同時在微波場內，它能以億萬倍的速度提高離子化分子的運動速度，極大提高光子的撞擊能量，光催化劑在紫外光的作用下發生光催化氧化反應降解汙染物，此外產生的強氧化性自由基和臭氧物質進一步氧化汙染物；

(2)經過步驟(1)處理後得到的殘餘汙染物和臭氧進入臭氧催化氧化塔10，通過臭氧催化氧化的作用進一步淨化殘餘汙染物，同時完全利用和消除臭氧。

以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用於限定本實用新型的實施範圍。凡依本實用新型申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本實用新型的專利涵蓋範圍之內。