專利名稱：廢氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢氣的處理領(lǐng)域，尤其涉及一種廢氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是化學(xué)工業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)VOCs (揮發(fā)性有機(jī)化合物)的排放量不斷增加，目前已經(jīng)成為我國重點(diǎn)城市(群)和局部區(qū)域大氣復(fù)合污染的主要原因之一。因此，繼除塵、脫硫、脫硝和機(jī)動(dòng)車污染治理以后，工業(yè)VOCs的污染控制問題已經(jīng)成為目前我國控制大氣污染的最為重要的方向。在噴涂車間的生產(chǎn)過程中，常常會(huì)用到有機(jī)溶劑，如二甲苯、甲苯、乙酸乙脂、丁酮等。在有機(jī)化學(xué)品合成及石油化工生產(chǎn)車間也會(huì)排放大量易揮發(fā)性惡臭廢氣。這些廢氣中往往含有低沸點(diǎn)、高揮發(fā)性的化合物(VOCs)，既有毒又易燃。VOCs不僅對人體有刺激作用，而且其中不少有毒害作用，有的還是致突變物與致癌物。VOCs中的烯烴和某些芳香烴化合物，在大氣中，暴露在陽光下，還可以和氮氧化物發(fā)生反應(yīng)形成洛杉磯型的光化學(xué)煙霧或工業(yè)型光化學(xué)煙霧，造成二次污染。鑒于排放廢氣中VOCs組分及其濃度的不同，目前我國在生產(chǎn)中常用的工業(yè)VOCs污染治理技術(shù)有多種，按照處理原理及工藝技術(shù)的不同，可分為當(dāng)VOCs濃度高時(shí)(達(dá)到自燃水平)，采用火炬燃燒法；當(dāng)VOCs濃度低時(shí)，采用富集-燃燒法，如活性炭富集-燃燒、分子篩轉(zhuǎn)輪吸附濃縮燃燒技術(shù)、蓄熱催化燃燒技術(shù)(RCO)和蓄熱焚燒技術(shù)(RTO)等；其他還有等離子體技術(shù)、水吸收-生物凈化技術(shù)、水吸收-光催化技術(shù)和水吸收-膜技術(shù)等。這些技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要在于形成二次污染、成本高等，在使用過程中常常根據(jù)VOCs組分構(gòu)成、排放強(qiáng)度、排放氣VOCs濃度及排放環(huán)境特點(diǎn)選擇工藝。但我國對VOCs控制的新產(chǎn)品研究開發(fā)滯后，總體治理技術(shù)和國外相比存在較大的差距，同時(shí)也不能夠滿足市場對新技術(shù)的不斷需要。急需開發(fā)一種高效、清潔、運(yùn)行成本低廉的工業(yè)廢氣凈化技術(shù)與裝置。因此開展VOCs凈化新技術(shù)的研發(fā)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義而且具有十分廣闊的投資空間。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種廢氣凈化裝置，該廢氣凈化裝置凈化效率高、不產(chǎn)生二次污染。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種廢氣凈化裝置，包括凈化器箱體，設(shè)有廢氣入口和廢氣出口 ；霧化裝置，連通于所述凈化器箱體，該霧化裝置可將過氧化氫水溶液霧化成霧滴，并將該霧滴送進(jìn)所述凈化器箱體內(nèi)；催化裝置，設(shè)于所述凈化器箱體內(nèi)，包括玻璃纖維及修飾于該玻璃纖維表面上的光敏催化劑和過渡金屬催化劑。
優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，多個(gè)所述玻璃纖維沿所述凈化器箱體的軸向以一定的間隔設(shè)置。優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，所述廢氣凈化裝置還包括紫外燈，所述紫外燈設(shè)于所述凈化器箱體內(nèi)。
優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，多個(gè)所述紫外燈沿所述玻璃纖維的軸線以一定的間隔設(shè)置。優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，所述霧化裝置包括超聲波霧化器和送霧器，所述送霧器連接于超聲波霧化器和所述凈化器箱體之間，所述送霧器包括管道及設(shè)于該管道內(nèi)的風(fēng)機(jī)。優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，所述凈化器箱體的底部設(shè)置成錐形的集水器，所述廢氣凈化裝置還包括補(bǔ)水系統(tǒng)，該補(bǔ)水系統(tǒng)一端連接于所述霧化裝置，另一端分別連接于所述集水器和外部水源。優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，所述廢氣凈化裝置還包括控制系統(tǒng)和液位傳感器，所述液位傳感器設(shè)于所述集水器內(nèi)，所述控制系統(tǒng)接收所述液位傳感器的信號并控制所述補(bǔ)水系統(tǒng)增加或減少外部水源供應(yīng)的水。優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，所述廢氣凈化裝置還包括控制系統(tǒng)和廢氣監(jiān)測傳感器，所述廢氣監(jiān)測傳感器設(shè)于所述廢氣出口，所述控制系統(tǒng)接收所述廢氣監(jiān)測傳感器的信號并控制所述霧化裝置增加或減少產(chǎn)霧量。優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，所述過渡金屬催化劑為過渡金屬銅。優(yōu)選的，在上述廢氣凈化裝置中，所述凈化器箱體采用不銹鋼板材或PP板或PVC板加工而成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的廢氣凈化裝置，包括凈化器箱體，設(shè)有廢氣入口和廢氣出口 ；霧化裝置，連通于所述凈化器箱體，該霧化裝置可將過氧化氫水溶液霧化成霧滴，并將該霧滴送進(jìn)所述凈化器箱體內(nèi)；催化裝置，設(shè)于所述凈化器箱體內(nèi)，包括玻璃纖維及修飾于該玻璃纖維表面上的光敏催化劑和過渡金屬催化劑。在本發(fā)明的廢氣凈化裝置中，霧化裝置可以將過氧化氫溶液霧化成粒徑小、比表面積大的霧滴，在吸收廢氣與廢氣中的污染物發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)，可以獲得較大的接觸面積，從而提高了凈化效率；光敏催化劑和過渡金屬催化劑對過氧化氫進(jìn)行催化，產(chǎn)生大量羥基自由基等活性氧物種，這些活性氧物種可以氧化廢氣，從而進(jìn)一步提高了凈化效率。同時(shí)，霧滴中的過氧化氫也會(huì)被分解完全，不會(huì)造成二次污染。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中提供的廢氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明將光敏催化劑TiO2及過渡金屬銅修飾在玻璃纖維上，制備出了具有高度過氧化氫(H2O2)催化活化性的環(huán)境催化材料。把該材料與超聲波霧化器相結(jié)合，并與紫外燈光源強(qiáng)化催化技術(shù)相耦合，創(chuàng)造出了一種高效、清潔，運(yùn)行成本低，易于控制的工業(yè)廢氣凈化技術(shù)與裝置。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例， 都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種廢氣凈化裝置，包括凈化器箱體，設(shè)有廢氣入口和廢氣出口 ；霧化裝置，連通于所述凈化器箱體，該霧化裝置可將過氧化氫水溶液霧化成霧滴，并將該霧滴送進(jìn)所述凈化器箱體內(nèi)；催化裝置，設(shè)于所述凈化器箱體內(nèi)，包括玻璃纖維及修飾于該玻璃纖維表面上的光敏催化劑和過渡金屬催化劑。圖I所示為本發(fā)明實(shí)施例中提供的廢氣凈化裝置10的結(jié)構(gòu)示意圖。凈化器箱體11，采用不銹鋼板材、PP板(聚丙烯板)或PVC板加工成圓柱體，其軸線位于水平方向。優(yōu)選地，本發(fā)明中凈化器箱體11采用不銹鋼板材加工而成，因?yàn)椴讳P鋼板材具有良好的反光特性，可以對其內(nèi)部的紫外燈的光線進(jìn)行反射，提高了紫外燈的催化效果，同時(shí)也避免了浪費(fèi)。PP板或PVC板由于反光特性較差，可以于其內(nèi)壁設(shè)置不銹鋼內(nèi)襯。易于想到，凈化器箱體11的形狀及大小可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行設(shè)置。凈化器箱體11的底部設(shè)置成錐形的集水器111，集水器111位于催化裝置13的下方，用以收集霧化凝結(jié)水。凈化器箱體11的左端設(shè)有廢氣入口，右端設(shè)有廢氣出口。廢氣入口處設(shè)有法蘭112，廢氣入口連接有管道113，管道113用以導(dǎo)引廢氣進(jìn)入凈化器箱體11內(nèi)部。霧化裝置12，包括超聲波霧化器121和送霧器122，送霧器122連接于超聲波霧化器121和凈化器箱體11之間，送霧器122包括管道1221及設(shè)于該管道內(nèi)的風(fēng)機(jī)1222。超聲波霧化器121及其產(chǎn)霧量參數(shù)，根據(jù)工廠實(shí)際排放廢氣(主要指VOCs)的氣流量進(jìn)行選擇。根據(jù)廢氣的濃度(mg/m3)確定送霧量，單位體積霧水與廢氣總質(zhì)量比為O. 5 5 I。催化裝置13，設(shè)于凈化器箱體11內(nèi)，包括玻璃纖維131及修飾于該玻璃纖維表面上的光敏催化劑(TiO2)和過渡金屬催化劑。過渡金屬催化劑優(yōu)選為過渡金屬銅。多個(gè)玻璃纖維131沿凈化器箱體11的軸向以一定的間隔設(shè)置。玻璃纖維131的形狀根據(jù)凈化器箱體11的截面形狀進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，每個(gè)玻璃纖維131的大小及形狀均相同，優(yōu)選的，玻璃纖維131為圓盤形，其厚度優(yōu)選為5mm。玻璃纖維131的數(shù)量由凈化器箱體11的軸向長度決定，相鄰玻璃纖維131之間的間隔優(yōu)選為20mm。廢氣凈化裝置10還包括紫外燈14，紫外燈14設(shè)于凈化器箱體11內(nèi)。多個(gè)紫外燈14沿玻璃纖維131的軸線以一定的間隔設(shè)置，構(gòu)成紫外強(qiáng)化反應(yīng)區(qū)。廢氣凈化裝置10還包括補(bǔ)水系統(tǒng)15，該補(bǔ)水系統(tǒng)15 —端連接于霧化裝置12，另一端分別連接于集水器111和外部水源。外部水源優(yōu)選為與自來水管連接的自動(dòng)補(bǔ)充水器。廢氣凈化裝置10還包括控制系統(tǒng)16和液位傳感器17，液位傳感器17設(shè)于集水器111內(nèi)，控制系統(tǒng)16接收液位傳感器17的信號并控制補(bǔ)水系統(tǒng)15增加或減少外部水源供應(yīng)的水。集水器111中的水經(jīng)過過濾后，再添加相應(yīng)濃度的過氧化氫后，又可供超聲波霧化器121使用。因此整個(gè)處理過程中不會(huì)產(chǎn)生剩余廢水，凈化過程十分清潔。液位傳感器17用以感測集水器111中水位，在集水器111中的水可以滿足超聲波霧化器121使用時(shí)，則可減少或不需要外部的水源的供應(yīng)；當(dāng)檢測到集水器111中的水位過低時(shí)，控制系統(tǒng)16控制補(bǔ)水系統(tǒng)15增加外部水源供應(yīng)的水。外部水源的流量可通過控制其電磁閥的開合進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。廢氣凈化裝置10還包括廢氣監(jiān)測傳感器18，廢氣監(jiān)測傳感器18設(shè)于廢氣出口，控制系統(tǒng)16接收廢氣監(jiān)測傳感器18的信號并控制霧化裝置12增加或減少產(chǎn)霧量。廢氣監(jiān)測傳感器18用以實(shí)時(shí)監(jiān)測排放氣中的廢氣濃度。按照排放源的高度與該排放源的廢氣排放特點(diǎn)(如污染物種類、排放強(qiáng)度等)，及其規(guī)定要求達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)中的限值，設(shè)計(jì)該排放源的自動(dòng)控制參數(shù)，并以廢氣監(jiān)測傳感器18為實(shí)時(shí)控制指令，建立自動(dòng)化加霧量控制反饋，使整個(gè)系統(tǒng)完全處于自動(dòng)化控制狀態(tài)。用戶可根據(jù)實(shí)際需要，調(diào)整凈化器箱體11的容積或玻璃纖維131數(shù)量或過氧化氫霧化量等，經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化后即可滿足不同類型的工業(yè)廢氣的處理要求。另外，在廢氣組分復(fù)雜、濃度較高時(shí)或可把多組廢氣凈化裝置10串聯(lián)使用，即可取得滿意的結(jié)果。廢氣凈化裝置10的工作原理是利用超聲波霧化器121對含有一定濃度的過氧化氫水溶液所形成的極微小、顆粒均勻的霧滴，霧粒直徑一般平均為I 5 μ m，并把這些霧滴用氣流送入與管道1221相銜接的凈化器箱體11中，使霧滴與管道113中的VOCs相接觸，粒徑小、比表面積大的霧滴吸收煙氣中的VOCs并與其中的過氧化氫反應(yīng)，使易被氧化的VOCs組分先被氧化；當(dāng)霧滴遇到催化裝置13時(shí)形成水滴，同時(shí)其中的過氧化氫又被光敏催化劑(TiO2)及過渡金屬銅所催化，產(chǎn)生大量羥基自由基等活性氧物種，這些活性氧物種進(jìn)一步氧化VOCs，并被紫外光強(qiáng)化催化氧化。所以該過程可使VOCs徹底被氧化，同時(shí)霧滴中的過氧化氫也被分解完全，不會(huì)造成空氣的二次污染。從而實(shí)現(xiàn)了對VOCs組分的凈化的目的。如此同時(shí)，在催化裝置13 (協(xié)同紫外光的)催化氧化區(qū)，在玻璃纖維131固相界面上霧滴又發(fā)生凝聚，并在重力的作用下沿器壁聚集，然后通過集水器111收集水源；收集水經(jīng)過過濾(如其中含有懸浮顆粒物)，再添加相應(yīng)濃度的過氧化氫后，又可供超聲波霧化器121使用。因此，該技術(shù)在整個(gè)處理過程中不會(huì)產(chǎn)生剩余廢水，凈化過程十分清潔。根據(jù)商品化電加熱加濕器和超聲霧化器的對比，通常在相同產(chǎn)霧量(30Kg/h)情況下，超聲波霧化器大約僅占電熱型加濕器所耗功率的13.3%，所以超聲霧化耗能量遠(yuǎn)低于電加熱，因此本發(fā)明廢氣凈化裝置10又十分節(jié)能，且運(yùn)行成本低。以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的廢氣凈化裝置10的效果進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1
對汽車噴涂車間含二甲苯廢氣的凈化效果分析。對噴涂車間排放的含二甲苯溶劑的工業(yè)廢氣，采用上述的廢氣凈化裝置10進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，廢氣凈化裝置10的設(shè)計(jì)處理能力為O. lm3/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果參加下表I (氣流溫度為25°C )。從表中可以看出，當(dāng)VOCs濃度低于1000mg/m3時(shí)，霧水與VOCs質(zhì)量比控制在1-2時(shí)，在設(shè)計(jì)處理能力范圍內(nèi)都能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求限值。而當(dāng)VOCs濃度在2000mg/m3以上時(shí)，隨著排放濃度的增大，同時(shí)控制加霧量與VOCs的質(zhì)量比> 2時(shí)，在裝置處理能力達(dá)到設(shè)計(jì)能力的40% -120%時(shí)，出氣中二甲苯的濃度值都在排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好的說明了該技術(shù)對含二甲苯廢氣具有很好凈化效果。表I
權(quán)利要求
1.一種廢氣凈化裝置，其特征在于，包括 凈化器箱體，設(shè)有廢氣入口和廢氣出口 ； 霧化裝置，連通于所述凈化器箱體，該霧化裝置可將過氧化氫水溶液霧化成霧滴，并將該霧滴送進(jìn)所述凈化器箱體內(nèi)； 催化裝置，設(shè)于所述凈化器箱體內(nèi)，包括玻璃纖維及修飾于該玻璃纖維表面上的光敏催化劑和過渡金屬催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，多個(gè)所述玻璃纖維沿所述凈化器箱體的軸向以一定的間隔設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述廢氣凈化裝置還包括紫外燈，所述紫外燈設(shè)于所述凈化器箱體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，多個(gè)所述紫外燈沿所述玻璃纖維的軸線以一定的間隔設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述霧化裝置包括超聲波霧化器和送霧器，所述送霧器連接于超聲波霧化器和所述凈化器箱體之間，所述送霧器包括管道及設(shè)于該管道內(nèi)的風(fēng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述凈化器箱體的底部設(shè)置成錐形的集水器，所述廢氣凈化裝置還包括補(bǔ)水系統(tǒng)，該補(bǔ)水系統(tǒng)一端連接于所述霧化裝置，另一端分別連接于所述集水器和外部水源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述廢氣凈化裝置還包括控制系統(tǒng)和液位傳感器，所述液位傳感器設(shè)于所述集水器內(nèi)，所述控制系統(tǒng)接收所述液位傳感器的信號并控制所述補(bǔ)水系統(tǒng)增加或減少外部水源供應(yīng)的水。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述廢氣凈化裝置還包括控制系統(tǒng)和廢氣監(jiān)測傳感器，所述廢氣監(jiān)測傳感器設(shè)于所述廢氣出口，所述控制系統(tǒng)接收所述廢氣監(jiān)測傳感器的信號并控制所述霧化裝置增加或減少產(chǎn)霧量。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述過渡金屬催化劑為過渡金屬銅。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述凈化器箱體采用不銹鋼板材或PP板或PVC板加工而成。
全文摘要
本發(fā)明提供的廢氣凈化裝置，包括凈化器箱體，設(shè)有廢氣入口和廢氣出口；霧化裝置，連通于所述凈化器箱體，該霧化裝置可將過氧化氫水溶液霧化成霧滴，并將該霧滴送進(jìn)所述凈化器箱體內(nèi)；催化裝置，設(shè)于所述凈化器箱體內(nèi)，包括玻璃纖維及修飾于該玻璃纖維表面上的光敏催化劑和過渡金屬催化劑。本發(fā)明的廢氣凈化裝置，霧化裝置可以將過氧化氫溶液霧化成粒徑小、比表面積大的霧滴，在吸收廢氣并與廢氣中的污染物發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)，可以獲得較大的接觸面積，提高了凈化效率；光敏催化劑和過渡金屬催化劑對過氧化氫進(jìn)行催化，產(chǎn)生大量羥基自由基等活性氧物種，該活性氧物種可以氧化廢氣中的污染物，從而進(jìn)一步提高了凈化效率。同時(shí)，霧滴中的過氧化氫也會(huì)被分解完全，不會(huì)造成二次污染。
文檔編號B01D53/75GK102614760SQ20121009592
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者劉帥, 劉德啟, 靳培培 申請人:蘇州大學(xué)