一種光誘導催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種光誘導催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，包括外部箱體以及設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)部設置循環(huán)泵，且所述循環(huán)泵通過噴淋管路與設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)部設置光解腔體，且所述光解腔體內(nèi)部設置除霧裝置；所述外部箱體頂端設置設備出口，且所述外部箱體側(cè)壁設置設備入口；所述設備入口頂端設置導流裝置，且所述導流裝置頂端設置套管式紫外光燈；所述外部箱體側(cè)壁開設觀察口；所述循環(huán)水槽一側(cè)連接pH計，且所述pH計一側(cè)設置補液口；所述循環(huán)水槽一側(cè)設置儲液罐，且所述儲液罐頂端通過計量泵與所述循環(huán)水槽連通。本實用新型處理廢氣快速高效、操作簡單及凈化效果好。
【專利說明】
一種光誘導催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種廢氣凈化工藝與裝置，具體為一種光誘導催化氧化的廢氣凈 化工藝與裝置，屬于廢氣凈化處理技術應用領域。
【背景技術】
[0002] 近年來隨著經(jīng)濟的發(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，導致了大量工業(yè)有機廢氣的排放，引起異味污染，嚴重影響大氣環(huán)境質(zhì)量，危害人體健 康，對有機廢氣的治理，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、化學氧化法因設備簡單，造價低，使用方便等優(yōu)點，近年來，光催 化氧化技術和化學氧化法在噴涂、化工、惡臭廢氣等領域大量應用。光催化技術原理是: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)生光波的波長主要 是253.7nm和185nm，特定波長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O 2也會吸收光波生成03,氧化分解污染物質(zhì);②催化劑的催化作用：當一定能量的光 照射到半導體時，價帶電子受激發(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)到導帶的電子形成電子/空穴對，它們可運動到半導體粒子的表面，生 成具有氧化能力的高活性自由基，加速反應系統(tǒng)中反應物的降解作用?；瘜W氧化法技術原 理是:利用化學氧化劑如雙氧水、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑的強氧化作用，將氧化劑導入反 應裝置，并與廢氣中的污染物接觸發(fā)生氧化反應。
[0003] 但在實際工程應用中，直接光解、光催化技術和化學氧化法對工業(yè)上廢氣凈化效 果并不理想，對光技術而言，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， 對污染物有直接分解作用的波長為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 際起作用的光為185nm光。但對低壓萊燈而言，185nm光相對福射強度極低，在有限的萊燈裝 機量下，難以滿足廢氣凈化要求，對污染物處理效率低，若要達到理想的處理效率，理論裝 機量龐大；
[0005] (2)紫外光利用率低下，由于廢氣中的水分、氧氣等也會吸收185nm光，因而導致 185nm光在反應區(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光解下會產(chǎn)生氧原子、臭氧、羥基自由基等，但這些活性基團在與污 染物發(fā)生反應時，受控于碰撞幾率、反應速率等因素，這種間接氧化反應對廢氣凈化效果的 貢獻有限。
[0006] (3)253.7nm光相對輻射強度比185nm光大的多，為提高對253.7nm光的利用效率， 光催化反應也得到應用，所用催化劑多為固體狀態(tài)，但這種反應裝置的凈化效果受控于污 染物擴散到催化劑表面的速率，而且，只有光照的區(qū)域才會發(fā)生作用，因此，光催化技術的 應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，導致催化劑失活失 效；
[0008] (5)反應過程中，易產(chǎn)生過量臭氧，短時間內(nèi)難以反應除去，使出氣口臭氧濃度有 時會超標。
[0009] 對化學氧化法而言，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，化學氧化劑與污染物接觸幾率低 降低了化學反應速率。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氧化劑 的噴淋強度，從而引起帶液問題。
[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)有的光有關處理技術或化學氧化法對有機廢氣的治理均存在一 定的缺陷，為避免現(xiàn)有技術中的不足之處亟需提供一種凈化效果好、高效實用的廢氣凈化 處理裝置。 【實用新型內(nèi)容】
[0013] 本實用新型要解決的技術問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種光誘導催化氧化的廢 氣凈化工藝與裝置。
[0014] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：
[0015] 本實用新型提供一種光誘導催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，包括外部箱體以及 設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)部設置循環(huán)栗，且所述循環(huán)栗通過 噴淋管路與設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)部設置光解腔體， 且所述光解腔體內(nèi)部設置除霧裝置;所述外部箱體頂端設置設備出口，且所述外部箱體側(cè) 壁設置設備入口；所述設備入口頂端設置導流裝置，且所述導流裝置頂端設置套管式紫外 光燈;所述外部箱體側(cè)壁開設觀察口；所述循環(huán)水槽一側(cè)連接PH計，且所述pH計一側(cè)設置補 液口；所述循環(huán)水槽一側(cè)設置儲液罐，且所述儲液罐頂端通過計量栗與所述循環(huán)水槽連通。
[0016] 作為本實用新型的一種優(yōu)選技術方案，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)部設置紫外燈管;所述石英套管 一端設置套管接頭。
[0017] 作為本實用新型的一種優(yōu)選技術方案，所述導流裝置設置有若干個均勻分布的小 孔的金屬板。
[0018] 作為本實用新型的一種優(yōu)選技術方案，所述噴淋管路位于所述外部箱體內(nèi)部的部 分側(cè)壁設置有若干個均勻分布的所述高壓噴嘴。
[0019] 作為本實用新型的一種優(yōu)選技術方案，所述光解腔體內(nèi)部設置有若干個均勻分布 的所述套管式紫外光燈。
[0020] 本實用新型所達到的有益效果是：
[0021] 1、極大的提高了光波的利用效率，充分利用了 253.7nm光，實現(xiàn)光誘導快速氧化、 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、發(fā)光效率更高，通過光波誘導化學氧化劑加速了氧化反應的進行，不僅高效分 解有機污染物，而且無臭氧二次污染，具有處理廢氣快速高效、操作簡單及凈化效果好等優(yōu) 點。
【附圖說明】
[0023] 附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用 新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。
[0024] 在附圖中：
[0025] 圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本實用新型紫外燈管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖中標號：1、外部箱體;2、設備入口； 3、導流裝置;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、設備出口； 10、噴淋管路；11、循環(huán)栗；12、pH計； 13、計量栗；14、儲液罐；15、補液口； 16、循環(huán)水槽；17、石英套管；18、紫外燈管；19、套管接 頭。
【具體實施方式】
[0028] 以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu) 選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029] 實施例：如圖1-2所示，本實用新型提供一種光誘導催化氧化的廢氣凈化工藝與裝 置，包括外部箱體1以及設置在所述外部箱體1底端的循環(huán)水槽16,所述循環(huán)水槽16內(nèi)部設 置循環(huán)栗11，且所述循環(huán)栗11通過噴淋管路10與設置在所述外部箱體1內(nèi)部的高壓噴嘴6連 通;所述外部箱體1內(nèi)部設置光解腔體7，且所述光解腔體7內(nèi)部設置除霧裝置8;所述外部箱 體1頂端設置設備出口 9，且所述外部箱體1側(cè)壁設置設備入口 2;所述設備入口 2頂端設置導 流裝置3，且所述導流裝置3頂端設置套管式紫外光燈5;所述外部箱體1側(cè)壁開設觀察口 4; 所述循環(huán)水槽16-側(cè)連接pH計12,且所述pH計12-側(cè)設置補液口 15;所述循環(huán)水槽16-側(cè) 設置儲液罐14,且所述儲液罐14頂端通過計量栗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)部設置紫外燈管18;所述石英套管17-端設置套管接頭19。 [0031 ]所述導流裝置3設置有若干個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)壁設置有若干個均勻分布的高壓噴 嘴6。使內(nèi)部的噴霧更加均勻。
[0033]所述光解腔體7內(nèi)部設置有若干個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]本實用新型在使用時，外部箱體1上設有設備入口 2、設備出口 9和觀察口 4，廢氣從 設備入口 2進入后，經(jīng)導流裝置3后使廢氣均勻的進入光解腔體7進行反應，紫外光解裝置包 括光解腔體7和裝設在光解腔體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)導流裝置3均勻布風后的廢氣進入該區(qū)域，在此區(qū)域進內(nèi)行廢氣分解反應，化學 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噴出霧狀的化學氧化劑，在該區(qū)域紫外光波與化學氧化劑協(xié)同作用， 與廢氣中的污染物充分接觸反應，當循環(huán)水槽16內(nèi)的液位低于一定限值，補液口 15即打開 自動補液，光解腔體7的出口與除霧裝置8相接。
[0035] 自動加藥系統(tǒng)包括計量栗13和儲液罐14,化學氧化劑儲存在儲液罐14內(nèi)，通過pH 計12測定循環(huán)水槽16的pH，根據(jù)測得的值，系統(tǒng)自動開啟或停止計量栗13,向循環(huán)水槽16添 加化學氧化劑，除霧裝置8與光解腔體7的出口相接，廢氣在光解腔體7充分接觸反應后，由 于風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)設備出口 9排出，廢 氣經(jīng)過上述的濕法光催化氧化反應處理后，無污染排放，首先，廢氣通過設備入口 2進入光 解凈化區(qū);光解凈化區(qū)設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)；同時通過高效噴 嘴將化學氧化劑霧化，利用氧化劑對253.7nm光的充分吸收，使氧化劑轉(zhuǎn)化為羥基自由基等 強氧化性基團，實現(xiàn)光誘導快速氧化;有機污染分子也可以直接吸收185nm光子或直接與氧 化劑反應，實現(xiàn)光誘導快速氧化、氧化劑直接氧化、紫外光直接光解協(xié)同作用。在高能紫外 光波和強氧化自由基的協(xié)同作用下，有機污染物迅速發(fā)生吸收、裂解、催化氧化等一系列反 應，污染物逐漸降解轉(zhuǎn)變成低分子無污染化合物，如C02，H20等，隨后經(jīng)過設備中的除霧層 去霧后排出。
[0036] 最后應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本 實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員 來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征 進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種光誘導催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，包括外部箱體（1)以及設置在所述外 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)部設置循環(huán)栗（11)，且 所述循環(huán)栗（11)通過噴淋管路（10)與設置在所述外部箱體(1)內(nèi)部的高壓噴嘴(6)連通;所 述外部箱體（1)內(nèi)部設置光解腔體(7)，且所述光解腔體(7)內(nèi)部設置除霧裝置(8);所述外 部箱體（1)頂端設置設備出口（9)，且所述外部箱體（1)側(cè)壁設置設備入口（2);所述設備入 口（2)頂端設置導流裝置(3)，且所述導流裝置(3)頂端設置套管式紫外光燈(5);所述外部 箱體（1)側(cè)壁開設觀察口（4);所述循環(huán)水槽（16)-側(cè)連接pH計（12)，且所述pH計（12)-側(cè) 設置補液口（15);所述循環(huán)水槽（16)-側(cè)設置儲液罐（14)，且所述儲液罐（14)頂端通過計 量栗（13)與所述循環(huán)水槽(16)連通。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種光誘導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)部設置紫外燈管（18);所述石英套管（17) -端設置套管 接頭(19)。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種光誘導催化氧化的廢氣凈化工藝與裝置，其特征在于，所 述導流裝置(3)設置有若干個均勻分布的小孔的金屬板。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種光誘導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)壁設置有若干個均勻分布的所述高壓 噴嘴(6)。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種光誘導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)部設置有若干個均勻分布的所述套管式紫外光燈(5)。
【文檔編號】B01D53/86GK205550035SQ201620140500
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月24日
【發(fā)明人】張仁熙, 劉全軍, 朱玲, 張新忠, 袁圓
【申請人】常州大恒環(huán)?？萍加邢薰?br>