本技術(shù)屬于廢氣處理，特別涉及一種光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、揮發(fā)性有機(jī)物(vocs)是在常溫下，沸點(diǎn)50℃至260℃的各種有機(jī)化合物。在我國(guó)，vocs是指常溫下飽和蒸氣壓大于70pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物，或在20℃條件下，蒸氣壓大于或者等于10pa且具有揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物。

2、傳統(tǒng)的熱催化氧化設(shè)備需要將有機(jī)廢氣加熱到280～400℃之間，能量消耗大。而傳統(tǒng)的光催化氧化反應(yīng)設(shè)備雖然能夠利用光子能量實(shí)現(xiàn)在相對(duì)溫和條件下凈化vocs，但是，由于一般的光催化反應(yīng)設(shè)備有效治理空間小，污染氣體通過(guò)光催化反應(yīng)設(shè)備的停留時(shí)間較短，污染氣體并未能被反應(yīng)凈化徹底，且對(duì)污染氣體的氧化分解作用效率低，多數(shù)未能轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，從而降低了vocs的治理效率。

3、現(xiàn)有的光熱協(xié)同催化技術(shù)能在一定溫度下通過(guò)光能和熱能催化催化劑，從而在較低的溫度下以較強(qiáng)的反應(yīng)效率催化氧化vocs，降低能源消耗，提高vocs的治理效率。但是，治理過(guò)程中熱損失較大，能量利用率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型目的在于提供一種光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光熱協(xié)同催化氧化技術(shù)熱損失較大及能量利用率較低的技術(shù)問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：

3、本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，包括有爐體，所述爐體中空形成反應(yīng)腔，所述爐體設(shè)有連通所述反應(yīng)腔的進(jìn)氣口和出氣口，所述反應(yīng)腔包括有分隔設(shè)置的換熱區(qū)、電加熱區(qū)和光熱協(xié)同催化氧化區(qū)；

4、所述換熱區(qū)和所述進(jìn)氣口連通，所述換熱區(qū)內(nèi)設(shè)有多根豎直的換熱管，所述換熱管分別導(dǎo)通所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)和所述出氣口；

5、所述電加熱區(qū)沿上下方向延伸，所述電加熱區(qū)沿延伸方向間距設(shè)置有若干個(gè)加熱組件，所述電加熱區(qū)的上端和下端分別導(dǎo)通所述換熱區(qū)和所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)；

6、所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)內(nèi)設(shè)有若干個(gè)沿上下方向依次鋪設(shè)的催化劑層，每所述催化劑層均設(shè)有紫外光燈管組件。

7、本實(shí)用新型至少具有的有益效果是：vocs從進(jìn)氣口進(jìn)入爐體的反應(yīng)腔時(shí)，優(yōu)先經(jīng)過(guò)換熱區(qū)，然后再進(jìn)入電加熱區(qū)被加熱，以使vocs達(dá)到反應(yīng)溫度范圍，加熱后vocs從電加熱區(qū)進(jìn)入光熱協(xié)同催化氧化區(qū)，此時(shí)，紫外光燈管組件發(fā)出紫外光以激發(fā)光熱協(xié)同催化劑，使光熱協(xié)同催化劑有效吸收光能并轉(zhuǎn)化為活性氧物種或熱能，同時(shí)，激發(fā)光熱協(xié)同催化劑本身具有的較好的熱催化性能，使vocs發(fā)生催化氧化反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為氣態(tài)且潔凈的二氧化碳和水。

8、與熱催化氧化反應(yīng)相比，光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備的vocs催化氧化反應(yīng)的所需溫度更低，減少能量消耗。與光催化氧化反應(yīng)相比，vocs需要穿過(guò)若干個(gè)催化劑層才能到達(dá)出氣口，延長(zhǎng)了vocs與光熱協(xié)同催化劑的反應(yīng)時(shí)間，且能確保vocs在光熱協(xié)同催化劑的催化氧化作用下反應(yīng)完全，提高vocs的治理效率。

9、轉(zhuǎn)化后的反應(yīng)產(chǎn)物氣態(tài)的二氧化碳和水從光熱協(xié)同催化氧化區(qū)的上端通過(guò)換熱管流向出氣口，此時(shí)，從進(jìn)氣口進(jìn)入的vocs氣流穿過(guò)多根換熱管，vocs氣流和氣態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)換熱管的壁面發(fā)生熱量交換，以將反應(yīng)產(chǎn)物的熱量傳遞給vocs，提高熱量的利用效率，降低電加熱區(qū)中若干個(gè)加熱組件的能量消耗。

10、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述換熱區(qū)朝向所述進(jìn)氣口的一側(cè)設(shè)有氣流分布板。

11、通過(guò)上述設(shè)置，氣流分布板能夠令vocs氣流均勻流向換熱區(qū)，確保vocs與多根換熱管均勻換熱，以提高vocs的熱交換效率。

12、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)有保溫層，所述保溫層鋪設(shè)于所述電加熱區(qū)和所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)對(duì)應(yīng)的所述爐體的內(nèi)壁面。

13、通過(guò)上述設(shè)置，由于電加熱區(qū)將vocs加熱至反應(yīng)溫度范圍，光熱協(xié)同催化氧化區(qū)需要激發(fā)光熱協(xié)同催化劑的熱催化性能，因此，保溫層鋪設(shè)于電加熱區(qū)和光熱協(xié)同催化氧化區(qū)對(duì)應(yīng)的爐體內(nèi)壁面，避免熱量通過(guò)爐體的內(nèi)壁面發(fā)散至爐體的外壁面，導(dǎo)致熱量損失。

14、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有上下延伸的安裝板，所述安裝板和所述爐體連接，多個(gè)所述加熱組件連接于所述安裝板上。

15、通過(guò)上述設(shè)置，多個(gè)加熱組件通過(guò)安裝板連接于電加熱區(qū)，便于在安裝多個(gè)加熱組件后直接將安裝板連接于電加熱區(qū)，避免多個(gè)加熱組件直接連接于電加熱區(qū)時(shí)，加熱組件與爐體的連接結(jié)構(gòu)破壞保溫層，影響電加熱區(qū)內(nèi)的保溫層的保溫效果。

16、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述加熱組件為加熱管本體和緊固螺母，所述加熱管本體為u形，所述加熱管本體的首端和尾端均穿過(guò)所述安裝板而與所述緊固螺母螺紋連接。

17、通過(guò)上述設(shè)置，u形的加熱管本體具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、熱效率高、機(jī)械強(qiáng)度好等特點(diǎn)，加熱管的首端和尾端穿過(guò)安裝板與緊固螺母連接，以將u形的加熱管本體穩(wěn)固連接于安裝板上。

18、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，位于最下端的所述催化劑層的下方設(shè)有氣體預(yù)處理組件。

19、通過(guò)上述設(shè)置，vocs在進(jìn)入光熱協(xié)同催化氧化區(qū)后，先經(jīng)過(guò)氣體預(yù)處理組件，再向上進(jìn)入催化劑層，氣體預(yù)處理組件用于攔截vocs氣流中的固態(tài)雜質(zhì)，防止固態(tài)雜質(zhì)進(jìn)入催化劑層。

20、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述催化劑層包括有從下至上依次鋪設(shè)的支撐板、所述光熱協(xié)同催化劑和所述紫外光燈管組件，所述支撐板設(shè)有若干個(gè)上下導(dǎo)通且均勻布設(shè)的通孔。

21、通過(guò)上述設(shè)置，支撐板用于支撐光熱協(xié)同催化劑，紫外光燈管組件向光熱協(xié)同催化劑發(fā)出紫外光，以激發(fā)光熱協(xié)同催化劑的光催化反應(yīng)和熱催化反應(yīng)。支撐板上的均勻布設(shè)的通孔能使vocs均勻從下往上穿入催化劑層中，在光熱協(xié)同催化劑的催化作用下完成vocs的催化氧化反應(yīng)。

22、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光熱協(xié)同催化劑在水平方向連接有所述紫外光燈管組件。

23、通過(guò)上述設(shè)置，紫外光燈管組件除了位于光熱協(xié)同催化劑的上方，還位于光熱協(xié)同催化劑在水平方向的邊沿連接，以進(jìn)一步提高光熱協(xié)同催化劑的催化效果，提高vocs的治理效率。

24、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電加熱區(qū)導(dǎo)通所述換熱區(qū)和所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)的兩端均設(shè)有溫度傳感器。

25、通過(guò)上述設(shè)置，兩個(gè)溫度傳感器分別設(shè)置于電加熱區(qū)的vocs的進(jìn)口位置和出口位置，溫度傳感器用于采集vocs氣流的實(shí)時(shí)溫度，便于人們實(shí)時(shí)調(diào)整多個(gè)加熱組件的加熱功率，在保證vocs加熱溫度的同時(shí)防止加熱過(guò)度，降低加熱所需的電量消耗。

26、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述爐體設(shè)有檢修口，所述檢修口和所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)水平導(dǎo)通。

27、通過(guò)上述設(shè)置，便于檢修人員通過(guò)檢修口對(duì)光熱協(xié)同催化氧化區(qū)內(nèi)的光熱協(xié)同催化劑、紫外光燈光組件等部件進(jìn)行檢修或更換。

技術(shù)特征：

1.一種光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，包括有爐體，所述爐體中空形成反應(yīng)腔，所述爐體設(shè)有連通所述反應(yīng)腔的進(jìn)氣口和出氣口，所述反應(yīng)腔包括有分隔設(shè)置的換熱區(qū)、電加熱區(qū)和光熱協(xié)同催化氧化區(qū)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，所述換熱區(qū)朝向所述進(jìn)氣口的一側(cè)設(shè)有氣流分布板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)有保溫層，所述保溫層鋪設(shè)于所述電加熱區(qū)和所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)對(duì)應(yīng)的所述爐體的內(nèi)壁面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，所述電加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有上下延伸的安裝板，所述安裝板和所述爐體連接，多個(gè)所述加熱組件連接于所述安裝板上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，所述加熱組件為加熱管本體和緊固螺母，所述加熱管本體為u形，所述加熱管本體的首端和尾端均穿過(guò)所述安裝板而與所述緊固螺母螺紋連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，位于最下端的所述催化劑層的下方設(shè)有氣體預(yù)處理組件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，所述催化劑層包括有從下至上依次鋪設(shè)的支撐板、所述光熱協(xié)同催化劑和所述紫外光燈管組件，所述支撐板設(shè)有若干個(gè)上下導(dǎo)通且均勻布設(shè)的通孔。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，所述光熱協(xié)同催化劑在水平方向連接有所述紫外光燈管組件。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，所述電加熱區(qū)導(dǎo)通所述換熱區(qū)和所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)的兩端均設(shè)有溫度傳感器。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱協(xié)同催化氧化vocs治理設(shè)備，其特征在于，所述爐體設(shè)有檢修口，所述檢修口和所述光熱協(xié)同催化氧化區(qū)水平導(dǎo)通。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)一種光熱協(xié)同催化氧化VOCs治理設(shè)備，包括有爐體，爐體中空形成反應(yīng)腔，爐體設(shè)有連通反應(yīng)腔的進(jìn)氣口和出氣口，反應(yīng)腔包括有分隔設(shè)置的換熱區(qū)、電加熱區(qū)和光熱協(xié)同催化氧化區(qū)；換熱區(qū)和進(jìn)氣口連通，換熱區(qū)內(nèi)設(shè)有多根豎直的換熱管，換熱管分別導(dǎo)通光熱協(xié)同催化氧化區(qū)和出氣口；電加熱區(qū)沿上下方向延伸，電加熱區(qū)沿延伸方向間距設(shè)置有若干個(gè)加熱組件，電加熱區(qū)的上端和下端分別導(dǎo)通換熱區(qū)和光熱協(xié)同催化氧化區(qū)；光熱協(xié)同催化氧化區(qū)內(nèi)設(shè)有若干個(gè)沿上下方向依次鋪設(shè)的催化劑層，每催化劑層均設(shè)有光熱協(xié)同催化劑和紫外光燈管組件。本技術(shù)能夠解決現(xiàn)有的光熱協(xié)同催化氧化技術(shù)熱損失較大及能量利用率較低的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉瑩,鐘劍平,王文亮,王克亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：20240401
技術(shù)公布日：2024/12/19