一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，包括外部箱體以及設(shè)置在所述外部箱體底端的循環(huán)水槽，所述循環(huán)水槽內(nèi)部設(shè)置循環(huán)泵，且所述循環(huán)泵通過噴淋管路與設(shè)置在所述外部箱體內(nèi)部的高壓噴嘴連通；所述外部箱體內(nèi)部設(shè)置光解腔體，且所述光解腔體內(nèi)部設(shè)置除霧裝置；所述外部箱體頂端設(shè)置設(shè)備出口，且所述外部箱體側(cè)壁設(shè)置設(shè)備入口；所述設(shè)備入口頂端設(shè)置導(dǎo)流裝置，且所述導(dǎo)流裝置頂端設(shè)置套管式紫外光燈；所述外部箱體側(cè)壁開設(shè)觀察口；所述循環(huán)水槽一側(cè)連接pH計(jì)，且所述pH計(jì)一側(cè)設(shè)置補(bǔ)液口；所述循環(huán)水槽一側(cè)設(shè)置儲(chǔ)液罐，且所述儲(chǔ)液罐頂端通過計(jì)量泵與所述循環(huán)水槽連通。本實(shí)用新型處理廢氣快速高效、操作簡(jiǎn)單及凈化效果好。
【專利說(shuō)明】
一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種廢氣凈化工藝與裝置，具體為一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈 化工藝與裝置，屬于廢氣凈化處理技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種化工、涂料、家具、玩具、電子、噴涂等企業(yè)的大量產(chǎn) 生，導(dǎo)致了大量工業(yè)有機(jī)廢氣的排放，引起異味污染，嚴(yán)重影響大氣環(huán)境質(zhì)量，危害人體健 康，對(duì)有機(jī)廢氣的治理，除了熱解法、活性炭法、冷凝法、噴淋吸收法、生物膜法、等離子體法 外，直接光解法、光催化法、化學(xué)氧化法因設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)低，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，光催 化氧化技術(shù)和化學(xué)氧化法在噴涂、化工、惡臭廢氣等領(lǐng)域大量應(yīng)用。光催化技術(shù)原理是:CD 紫外光波的直接作用：首先通過紫外燈管產(chǎn)生特定波段的高能光波，產(chǎn)生光波的波長(zhǎng)主要 是253.7nm和185nm，特定波長(zhǎng)的光波被污染物分子吸收，從而逐步打斷分子鍵，污染物被降 解，同時(shí)O 2也會(huì)吸收光波生成03,氧化分解污染物質(zhì);②催化劑的催化作用：當(dāng)一定能量的光 照射到半導(dǎo)體時(shí)，價(jià)帶電子受激發(fā)而躍迀成為光生電子，留下了不為電子占據(jù)的能量狀態(tài)， 即光生空穴，與激發(fā)到導(dǎo)帶的電子形成電子/空穴對(duì)，它們可運(yùn)動(dòng)到半導(dǎo)體粒子的表面，生 成具有氧化能力的高活性自由基，加速反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)物的降解作用?；瘜W(xué)氧化法技術(shù)原 理是:利用化學(xué)氧化劑如雙氧水、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑的強(qiáng)氧化作用，將氧化劑導(dǎo)入反 應(yīng)裝置，并與廢氣中的污染物接觸發(fā)生氧化反應(yīng)。
[0003] 但在實(shí)際工程應(yīng)用中，直接光解、光催化技術(shù)和化學(xué)氧化法對(duì)工業(yè)上廢氣凈化效 果并不理想，對(duì)光技術(shù)而言，其原因主要在于：
[0004] (1)光電轉(zhuǎn)化效率低，由于目前采用的光源大多數(shù)是低壓汞燈，輻射的紫外光中， 對(duì)污染物有直接分解作用的波長(zhǎng)為185nm(能量約6.9eV)，盡管253.7nm光子能量（能量約 5.7eV)大于大多數(shù)化合物鍵能，但由于很多物質(zhì)并不吸收253.7nm光或吸收很弱，因此，實(shí) 際起作用的光為185nm光。但對(duì)低壓萊燈而言，185nm光相對(duì)福射強(qiáng)度極低，在有限的萊燈裝 機(jī)量下，難以滿足廢氣凈化要求，對(duì)污染物處理效率低，若要達(dá)到理想的處理效率，理論裝 機(jī)量龐大；
[0005] (2)紫外光利用率低下，由于廢氣中的水分、氧氣等也會(huì)吸收185nm光，因而導(dǎo)致 185nm光在反應(yīng)區(qū)的透射距離及其微小，僅在貼近燈的表面的污染物得到直接分解作用。盡 管水分和氧氣在185nm光解下會(huì)產(chǎn)生氧原子、臭氧、羥基自由基等，但這些活性基團(tuán)在與污 染物發(fā)生反應(yīng)時(shí)，受控于碰撞幾率、反應(yīng)速率等因素，這種間接氧化反應(yīng)對(duì)廢氣凈化效果的 貢獻(xiàn)有限。
[0006] (3)253.7nm光相對(duì)輻射強(qiáng)度比185nm光大的多，為提高對(duì)253.7nm光的利用效率， 光催化反應(yīng)也得到應(yīng)用，所用催化劑多為固體狀態(tài)，但這種反應(yīng)裝置的凈化效果受控于污 染物擴(kuò)散到催化劑表面的速率，而且，只有光照的區(qū)域才會(huì)發(fā)生作用，因此，光催化技術(shù)的 應(yīng)用于廢氣凈化也一直受到質(zhì)疑。
[0007] (4)另外，粉塵、水汽、或其他污染物質(zhì)易積聚在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑失活失 效；
[0008] (5)反應(yīng)過程中，易產(chǎn)生過量臭氧，短時(shí)間內(nèi)難以反應(yīng)除去，使出氣口臭氧濃度有 時(shí)會(huì)超標(biāo)。
[0009] 對(duì)化學(xué)氧化法而言，凈化效果不理想的原因在于：
[0010] (1)受控于氣-液或氣-氣傳質(zhì)困難因素的影響，化學(xué)氧化劑與污染物接觸幾率低 降低了化學(xué)反應(yīng)速率。為提高傳質(zhì)效率，在凈化塔內(nèi)裝填接觸填料或提高液體化學(xué)氧化劑 的噴淋強(qiáng)度，從而引起帶液?jiǎn)栴}。
[0011] (2)為提高氧化劑的氧化電位，往往需要添加酸液，降低pH值，從而增加了設(shè)備腐 蝕和投藥系統(tǒng)的控制問題。
[0012] (3)由此可見，現(xiàn)有的光有關(guān)處理技術(shù)或化學(xué)氧化法對(duì)有機(jī)廢氣的治理均存在一 定的缺陷，為避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處亟需提供一種凈化效果好、高效實(shí)用的廢氣凈化 處理裝置。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢 氣凈化工藝與裝置。
[0014] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案：
[0015] 本實(shí)用新型提供一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，包括外部箱體以及 設(shè)置在所述外部箱體底端的循環(huán)水槽，所述循環(huán)水槽內(nèi)部設(shè)置循環(huán)栗，且所述循環(huán)栗通過 噴淋管路與設(shè)置在所述外部箱體內(nèi)部的高壓噴嘴連通;所述外部箱體內(nèi)部設(shè)置光解腔體， 且所述光解腔體內(nèi)部設(shè)置除霧裝置;所述外部箱體頂端設(shè)置設(shè)備出口，且所述外部箱體側(cè) 壁設(shè)置設(shè)備入口；所述設(shè)備入口頂端設(shè)置導(dǎo)流裝置，且所述導(dǎo)流裝置頂端設(shè)置套管式紫外 光燈;所述外部箱體側(cè)壁開設(shè)觀察口；所述循環(huán)水槽一側(cè)連接PH計(jì)，且所述pH計(jì)一側(cè)設(shè)置補(bǔ) 液口；所述循環(huán)水槽一側(cè)設(shè)置儲(chǔ)液罐，且所述儲(chǔ)液罐頂端通過計(jì)量栗與所述循環(huán)水槽連通。
[0016] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，還包括石英套管、紫外燈管和套管接頭，所 述套管式紫外光燈內(nèi)部套裝石英套管，且所述石英套管內(nèi)部設(shè)置紫外燈管;所述石英套管 一端設(shè)置套管接頭。
[0017] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述導(dǎo)流裝置設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的小 孔的金屬板。
[0018] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述噴淋管路位于所述外部箱體內(nèi)部的部 分側(cè)壁設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的所述高壓噴嘴。
[0019] 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述光解腔體內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)均勻分布 的所述套管式紫外光燈。
[0020] 本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是：
[0021] 1、極大的提高了光波的利用效率，充分利用了 253.7nm光，實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)快速氧化、 氧化劑直接氧化、紫外光直接光解協(xié)同作用；
[0022] 2、紫外燈管內(nèi)置入石英套管內(nèi)，避免了燈管與污染物直接接觸，使燈管發(fā)光穩(wěn)定、 使用壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率更高，通過光波誘導(dǎo)化學(xué)氧化劑加速了氧化反應(yīng)的進(jìn)行，不僅高效分 解有機(jī)污染物，而且無(wú)臭氧二次污染，具有處理廢氣快速高效、操作簡(jiǎn)單及凈化效果好等優(yōu) 點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本實(shí)用 新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0024] 在附圖中：
[0025] 圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本實(shí)用新型紫外燈管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖中標(biāo)號(hào)：1、外部箱體;2、設(shè)備入口； 3、導(dǎo)流裝置;4、觀察口； 5、套管式紫外光燈； 6、高壓噴嘴;7、光解腔體;8、除霧裝置;9、設(shè)備出口； 10、噴淋管路；11、循環(huán)栗；12、pH計(jì)； 13、計(jì)量栗；14、儲(chǔ)液罐；15、補(bǔ)液口； 16、循環(huán)水槽；17、石英套管；18、紫外燈管；19、套管接 頭。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu) 選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0029] 實(shí)施例：如圖1-2所示，本實(shí)用新型提供一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝 置，包括外部箱體1以及設(shè)置在所述外部箱體1底端的循環(huán)水槽16,所述循環(huán)水槽16內(nèi)部設(shè) 置循環(huán)栗11，且所述循環(huán)栗11通過噴淋管路10與設(shè)置在所述外部箱體1內(nèi)部的高壓噴嘴6連 通;所述外部箱體1內(nèi)部設(shè)置光解腔體7，且所述光解腔體7內(nèi)部設(shè)置除霧裝置8;所述外部箱 體1頂端設(shè)置設(shè)備出口 9，且所述外部箱體1側(cè)壁設(shè)置設(shè)備入口 2;所述設(shè)備入口 2頂端設(shè)置導(dǎo) 流裝置3，且所述導(dǎo)流裝置3頂端設(shè)置套管式紫外光燈5;所述外部箱體1側(cè)壁開設(shè)觀察口 4; 所述循環(huán)水槽16-側(cè)連接pH計(jì)12,且所述pH計(jì)12-側(cè)設(shè)置補(bǔ)液口 15;所述循環(huán)水槽16-側(cè) 設(shè)置儲(chǔ)液罐14,且所述儲(chǔ)液罐14頂端通過計(jì)量栗13與所述循環(huán)水槽16連通。
[0030] 還包括石英套管17、紫外燈管18和套管接頭19,所述套管式紫外光燈5內(nèi)部套裝石 英套管17,且所述石英套管17內(nèi)部設(shè)置紫外燈管18;所述石英套管17-端設(shè)置套管接頭19。 [0031 ]所述導(dǎo)流裝置3設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的小孔的金屬板。
[0032]所述噴淋管路10位于外部箱體1內(nèi)部的部分側(cè)壁設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的高壓噴 嘴6。使內(nèi)部的噴霧更加均勻。
[0033]所述光解腔體7內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的套管式紫外光燈5,使內(nèi)部的光線更 加均勻。
[0034]本實(shí)用新型在使用時(shí)，外部箱體1上設(shè)有設(shè)備入口 2、設(shè)備出口 9和觀察口 4，廢氣從 設(shè)備入口 2進(jìn)入后，經(jīng)導(dǎo)流裝置3后使廢氣均勻的進(jìn)入光解腔體7進(jìn)行反應(yīng)，紫外光解裝置包 括光解腔體7和裝設(shè)在光解腔體7中的套管式紫外光燈5,套管式紫外光燈5所在區(qū)域即為光 解腔體7,經(jīng)導(dǎo)流裝置3均勻布風(fēng)后的廢氣進(jìn)入該區(qū)域，在此區(qū)域進(jìn)內(nèi)行廢氣分解反應(yīng)，化學(xué) 氧化劑噴淋裝置包括高壓噴嘴6、噴淋管路10、循環(huán)栗11、補(bǔ)液口 15和循環(huán)水槽16,循環(huán)水槽 16內(nèi)貯存按比例配置的化學(xué)氧化劑，用循環(huán)栗11通過噴淋管路10提升至高壓噴嘴6處，在光 解腔體7經(jīng)高壓噴嘴6噴出霧狀的化學(xué)氧化劑，在該區(qū)域紫外光波與化學(xué)氧化劑協(xié)同作用， 與廢氣中的污染物充分接觸反應(yīng)，當(dāng)循環(huán)水槽16內(nèi)的液位低于一定限值，補(bǔ)液口 15即打開 自動(dòng)補(bǔ)液，光解腔體7的出口與除霧裝置8相接。
[0035] 自動(dòng)加藥系統(tǒng)包括計(jì)量栗13和儲(chǔ)液罐14,化學(xué)氧化劑儲(chǔ)存在儲(chǔ)液罐14內(nèi)，通過pH 計(jì)12測(cè)定循環(huán)水槽16的pH，根據(jù)測(cè)得的值，系統(tǒng)自動(dòng)開啟或停止計(jì)量栗13,向循環(huán)水槽16添 加化學(xué)氧化劑，除霧裝置8與光解腔體7的出口相接，廢氣在光解腔體7充分接觸反應(yīng)后，由 于風(fēng)速較快帶入部分液體，故通過除霧裝置8除去攜帶的液滴后，廢氣經(jīng)設(shè)備出口 9排出，廢 氣經(jīng)過上述的濕法光催化氧化反應(yīng)處理后，無(wú)污染排放，首先，廢氣通過設(shè)備入口 2進(jìn)入光 解凈化區(qū);光解凈化區(qū)設(shè)有多排高透紫外的石英套管17,管內(nèi)置入紫外光燈，紫外光燈發(fā)射 出的紫外光透過石英套管17,在光解凈化區(qū)內(nèi)部形成高能光量子激發(fā)區(qū)；同時(shí)通過高效噴 嘴將化學(xué)氧化劑霧化，利用氧化劑對(duì)253.7nm光的充分吸收，使氧化劑轉(zhuǎn)化為羥基自由基等 強(qiáng)氧化性基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)快速氧化;有機(jī)污染分子也可以直接吸收185nm光子或直接與氧 化劑反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)快速氧化、氧化劑直接氧化、紫外光直接光解協(xié)同作用。在高能紫外 光波和強(qiáng)氧化自由基的協(xié)同作用下，有機(jī)污染物迅速發(fā)生吸收、裂解、催化氧化等一系列反 應(yīng)，污染物逐漸降解轉(zhuǎn)變成低分子無(wú)污染化合物，如C02，H20等，隨后經(jīng)過設(shè)備中的除霧層 去霧后排出。
[0036] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本 實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征 進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均 應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，包括外部箱體（1)以及設(shè)置在所述外 部箱體（1)底端的循環(huán)水槽（16)，其特征在于:所述循環(huán)水槽（16)內(nèi)部設(shè)置循環(huán)栗（11)，且 所述循環(huán)栗（11)通過噴淋管路（10)與設(shè)置在所述外部箱體(1)內(nèi)部的高壓噴嘴(6)連通;所 述外部箱體（1)內(nèi)部設(shè)置光解腔體(7)，且所述光解腔體(7)內(nèi)部設(shè)置除霧裝置(8);所述外 部箱體（1)頂端設(shè)置設(shè)備出口（9)，且所述外部箱體（1)側(cè)壁設(shè)置設(shè)備入口（2);所述設(shè)備入 口（2)頂端設(shè)置導(dǎo)流裝置(3)，且所述導(dǎo)流裝置(3)頂端設(shè)置套管式紫外光燈(5);所述外部 箱體（1)側(cè)壁開設(shè)觀察口（4);所述循環(huán)水槽（16)-側(cè)連接pH計(jì)（12)，且所述pH計(jì)（12)-側(cè) 設(shè)置補(bǔ)液口（15);所述循環(huán)水槽（16)-側(cè)設(shè)置儲(chǔ)液罐（14)，且所述儲(chǔ)液罐（14)頂端通過計(jì) 量栗（13)與所述循環(huán)水槽(16)連通。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，其特征在于，還 包括石英套管（17)、紫外燈管（18)和套管接頭（19)，所述套管式紫外光燈(5)內(nèi)部套裝石英 套管（17)，且所述石英套管（17)內(nèi)部設(shè)置紫外燈管（18);所述石英套管（17) -端設(shè)置套管 接頭(19)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，其特征在于，所 述導(dǎo)流裝置(3)設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的小孔的金屬板。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，其特征在于，所 述噴淋管路(10)位于所述外部箱體（1)內(nèi)部的部分側(cè)壁設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的所述高壓 噴嘴(6)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光誘導(dǎo)催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，其特征在于，所 述光解腔體(7)內(nèi)部設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的所述套管式紫外光燈(5)。
【文檔編號(hào)】B01D53/86GK205550035SQ201620140500
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日
【發(fā)明人】張仁熙, 劉全軍, 朱玲, 張新忠, 袁圓
【申請(qǐng)人】常州大恒環(huán)保科技有限公司