CN102716666A - 多相光催化处理废气的净化系统 - Google Patents
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Abstract
一种多相光催化处理废气的净化系统，涉及二氧化钛光催化降解处理废气的净化系统。本发明为充盈型和喷淋型两种废气净化系统，主要由鼓风机、废气分散器、反应室、紫外灯管、纳米二氧化钛混悬液等组成。本发明具有结构简单，使用灵活方便；能处理各种有机废气或还原性废气，适用于各种工业废气的处理；废气处理彻底，净化率高，无二次污染问题，有利于环保；适用性强，便于推广应用等特点。本发明可广泛应用于大、中、小型工厂中处理各种工业废气的处理，是理想的气-液-固多相光催化处理废气的净化系统。
Description
技术领域
本发明属于废气处理技术领域，具体涉及二氧化钛光催化降解处理废气的净化系统。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，工业制造业日益强大，在为人类造福的同时，会产生大量的废气，其成分通常为醛、有机胺、苯系物等挥发性有机气体。这些废气排放所造成的环境污染，给生态环境和人类身体健康造成了严重的危害，因而成为人们关注的焦点。就目前的工业水平而言，还无法完全避免这些气体污染物的排放，因此人们迫切需要研制出一种高效、环保、简便的废气处理系统。
现有二氧化钛光催化降解处理废气的净化系统，如2011年2月2日公布的公开号为CN101961601 A的“光催化滤塔废气净化系统”专利，公开的系统包括长方形的塔体、用石英玻璃块分隔并连通的滤室、垂直于塔体底部设置的并负载有纳米二氧化钛薄膜的长方形陶瓷棒光催化剂阵列，装设于塔体上端并平行于塔体底部的套有石英玻璃管套的低压长效汞齐灯。废气在滤塔中各滤室穿行时呈正弦波状运行的过程中，废气中的污染物被吸附到长方形陶瓷棒光催化剂的表面后被降解，或在长方形陶瓷棒光催化剂表面的附近被降解，从而使废气净化。该专利的主要缺点是：(1)二氧化钛只是覆盖于陶瓷棒表面，与废气的接触面积小，降解率较低；(2)长形陶瓷棒负载纳米二氧化钛，在固-气催化体系中，气体停留时间较短，二氧化钛的利用率低。
发明内容
本发明的目的是针对现有二氧化钛光催化降解处理废气净化系统的不足，提供一种多相光催化处理废气的净化系统。本发明具有高效的反应室以及可调节纳米二氧化钛混悬液中二氧化钛固含量、pH值等特点，是一种能处理各种有机废气或还原性废气，且净化率高、净化效果好的气-液-固多相光催化处理废气的净化系统。
实现本发明目的的技术方案是：一种多相光催化处理废气的净化系统，分为充盈型和喷淋型两种废气净化系统。
所述充盈型的多相光催化处理废气的净化系统，主要包括鼓风机、排气口、废气分散器、反应室、紫外灯管、纳米二氧化钛混悬液等。
所述的鼓风机为市购元件，所述的鼓风机的出口与所述的反应室底端的进气口连通，待处理废气通过所述的鼓风机和连接管，从所述的进气口通入并经所述的废气分散器分散后进入所述的反应室内进行处理、净化。
所述的反应室的材料为不锈钢，所述反应室的形状为长方形或圆形。
所述长方形的反应室的长度为1000～2000mm、宽度为440～1800mm、高度为600～2000mm、不锈钢壁厚为1～3mm。在所述长方形的反应室位于所述的鼓风机一侧的底端设有一孔径为60～250mm的圆通孔(即进气口)，以便通过连接管与所述的鼓风机的出口连通。在所述长方形的反应室内垂直于所述的进气口的上方横向并交错地固接有间距为100～300mm的所述的导气隔板，每块所述的导气隔板长度为700～1850mm(所述的导气隔板的前沿端离所述长方形的反应室内腔壁150～300mm)、宽度为与所述长方形的反应室内腔的宽度相匹配、厚度为1～3mm、材料为不锈钢板，在所述长方形的反应室内腔顶端下表面和每块所述的导气隔板的下表面分别固接有间距为50～100mm的相互平行的所述的紫外灯管阵列，每支紫外灯管的功率为30～300W。其中，位于所述长方形的反应室内底端的所述第一块导气隔板的缺口，位于所述长方形的反应室的进气口侧，并在所述的所述第一块导气隔板的缺口与所述的进气口的底端之间固接一块与所述的导气隔板的材料和宽度相匹配的引气板，用以确保待处理废气只能从所述第一块导气隔板的缺口进入所述长方形的反应室内进行处理、净化。在所述第一块导气隔板的缺口处固接一所述的废气分散器。所述的废气分散器长度为150～300mm、宽度与所述长方形的反应室内腔的宽度相匹配、厚度为1～3mm、材料为不锈钢板。在所述的废气分散器上按行、列均匀设置间距为30～50mm孔径为0.5～5mm的圆通孔，以便将待处理废气分散成微小气泡后在所述长方形的反应室从低端到顶端弯曲前行，充分与所述的紫外灯管接触，进行净化后，再排出，用以提高废气的净化率。在所述长方形的反应室的顶端面上并位于所述长方形的反应室内顶端的所述最后一块导气隔板的缺口的另一端处，设置一孔径为60～300mm的圆通孔(即排气口)。当待处理废气在所述的鼓风机的作用下，从所述长方形的反应室的底端一侧的进气口鼓入并通过废气分散器分散进入所述长方形的反应室内，在导气隔板作用下，沿紫外灯管从左侧导向右侧，再进入上一个导气隔板，在此导气隔板作用下，沿紫外灯管再从右侧导向左侧，如此循环，按需处理的废气量设置导气隔板和紫外灯管阵列数量，处理后的废气最后从所述长方形的反应室顶端一侧的排气口排出。
所述圆形的反应室的外径为75～1500mm、高度为1000～2000mm、不锈钢壁厚为1～3mm。在所述圆形的反应室的底端轴心处设一孔径为20～250mm的圆通孔(即进气口)，以便通过连接管与所述的鼓风机的出口连通。在所述圆形的反应室内的底端并距底端100～300mm处固接所述的废气分散器。所述的废气分散器的直径与所述圆形的反应室内腔相匹配、厚度为1～3mm、材料为不锈钢板。在所述的废气分散器上，从圆周至圆心分层均匀设置间距为30～50mm孔径为0.5～5mm的圆通孔，以便将待处理废气分散成微小气泡后进入所述圆形的反应室，再从下往上流动，充分与所述的紫外灯管接触，进行净化后，再排出，用以提高废气的净化率。在所述圆形的反应室的顶端上并位于所述的废气分散器的上方，固接有所述的紫外灯管阵列。所述的紫外灯管阵列为从圆周向圆心分层均匀纵向装设且间距为50～100mm的相互平行的紫外灯管，每支紫外灯管的功率为30～300W。在所述圆形的反应室的顶端面上的一侧处设置一孔径为20～300mm的圆通孔(即排气口)。当待处理废气在所述鼓风机的作用下，从反应室的底端轴心处的进气口鼓入并通过废气分散器分散进入所述圆形的反应室内，沿紫外灯管从下往上缓慢流动，按需处理的废气量设置紫外灯管阵列数量，处理后的废气最后从所述圆形的反应室的顶端的排气口排出。
所述的纳米二氧化钛混悬液充满在所述的反应室的内腔中。所述的纳米二氧化钛混悬液由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-4～10-2∶10-4～10-2的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛为市购材料或按专利号为201110083821.2“一种制备高稳定性混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法”制得；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即FeCl3或K2CrO7或Na2S2O3或Ce(NO3)3等；吸附材料为白炭黑(即二氧化硅)或介孔材料等。
所述喷淋型的多相光催化处理废气的净化系统，主要包括鼓风机、废气分散器、反应室、紫外灯管、纳米二氧化钛混悬液和喷淋、循环装置等组成。其特征是：
所述的反应室的形状为长方形，所述长方形的反应室的长变为500～2000mm、宽变为300～800mm、高变为1000～3000mm、不锈钢壁厚为1～3mm。所述的废气分散器装设在所述长方形的反应室内的底部距底面60～300mm(即与所述进气口的孔径等高)处。在所述的废气分散器上按行、列均匀设置间距为50～100mm、孔径为0.5～5mm的圆通孔。所述的紫外灯管呈阵列地装设在所述长方形的反应室内，同排相邻紫外灯管间间距为70～100mm，排间距为100～300mm，相邻两排紫外灯管呈现犬牙交叉。在所述长方形的反应室内的顶部装设有所述的喷淋装置的混悬液分布器，用以将所述的纳米二氧化钛混悬液分散、喷淋到所述长方形的反应室内。在所述长方形的反应室的顶端设有所述的混悬液分布器；在所述长方形的反应室的顶端对应所述的进气口的另一侧底部设置一孔径为60～200mm的圆通孔(即排液口)，以便所述的纳米二氧化钛混悬液在喷淋装置的循环泵的作用下，在所述长方形的反应室内循环。
所述的喷淋装置主要由混悬液分布器、循环泵、储液池组成。所述的混悬液分布器由不锈钢水管、淋蓬组成。所述的不锈钢水管的长度与所述长方形的反应室的内腔长度相匹配，不锈钢是水管下部接有淋蓬，淋蓬之间间隔500-1000mm。其中，所述的淋蓬为市购元件，用以将纳米二氧化钛混悬液分散均匀进入所述长方形的反应室的内腔，提高纳米二氧化钛混悬液的利用率。不锈钢水管与所述的循环泵的出口连通。所述的循环泵的进口通过连接管与盛有所述纳米二氧化钛混悬液的所述的储液池连通，所述长方形的反应室的底部的排液口通过连接管与所述的储液池连通。所述的储液池为长度为500～1000mm、宽度为300～400mm、高度为1000～2500mm、壁厚为1～3mm的封闭的不锈钢长方形储液池。当待处理废气在鼓风机的作用下，从反应室的底端一侧的进气口鼓入并通过废气分散器分散进入所述长方形的反应室内，穿过犬牙交错的紫外灯管阵列自下向上移动；并所述的纳米二氧化钛混悬液通过反应室顶端的进液口经混悬液分布器分散、喷淋到所述长方形的反应室内，从上至下流动，按需处理掉的废气量设置紫外灯管阵列数量，处理后的废气最后从顶部的排气口排出。
本发明采用上述技术方案，主要有以下效果：
(1)本发明系统处理废气的纳米二氧化钛：无毒、廉价易得、耐光腐蚀和化学腐蚀及光活性强，尤其是纳米二氧化钛因明显的量子效应而具有比普通二氧化钛更高的光催化活性。纳米二氧化钛受紫外光激发产生活性很高的光生电子和空穴，它们可无选择性地将难以化学分解的“三致”有机污染物彻底氧化为CO2、H2O和无毒害的无机小分子，无二次污染问题，有利于环境保护；
(2)本发明采用独特的气-液-固光催化处理系统，引入水作为反应介质，与现有的气-固系统相比，一方面纳米二氧化钛与水能够被紫外光作用产生更多的自由基，另一方面能够延长废气在反应体系中的停留时间，使废气处理更加彻底，净化率高；
(3)由紫外灯管(形成阵列)作为反应室，可通过紫外灯管的疏密布置和反应室长、宽、高三个方向进行拓展设置，达到调整光催化剂数量和废气与自由基反应时间的目的，从而使反应室适应不同气量和污染物浓度的废气净化，应用范围广，适用各种工业废气的处理；
(4)本发明在降解装置中加入了吸附材料，这样就可避免因为废气流量大而无法有效处理的问题，进一步提高净化率，并扩大了应用范围；
(5)本发明通过调节纳米二氧化钛混悬液中二氧化钛的固含量、pH值，并在混悬液中加入少量的电子或空穴俘获剂，能处理各种有机废气或还原性废气，达到更好的净化效果；
(6)本发明的充盈型和喷淋型净化系统，结构简单，其型式根据处理废气量大小及所含污染物浓度的高低决定。应用范围广，适用性强。
本发明可广泛应用于大、中、小型工厂中各种工业废气的处理，是一种理想的废气净化系统。
附图说明
图1为本实施例1的结构示意图；
图2为图1中废气分散器的局部放大图；
图3为本实施例2的结构示意图；
图4为图3的A-A剖视放大图；
图5为实施例3的结构示意图。
图中：1鼓风机，2排气口，3反应室，4导气隔板，5紫外灯管，6纳米二氧化钛混悬液，7废气分散器，8混悬液体分布器，9循环泵，10储液池，11圆通孔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
实施例1
如图1所示，一种多相光催化处理废气的净化系统，为充盈型废气处理净化系统，所述充盈型的多相光催化处理废气的净化系统，主要包括鼓风机1、排气口2、反应室3、紫外灯管5、纳米二氧化钛混悬液6、废气分散器7等。
所述的鼓风机1为市购元件，所述的鼓风机1的出口与所述的反应室3底端的气体入口连通，待处理废气通过所述的鼓风机1和连接管，从所述的进气口通入并经所述的废气分散器7分散后进入所述的反应室3内进行处理、净化。
所述的反应室3的材料为不锈钢，所述反应室3的形状为长方形。所述长方形的反应室3的长度为1500mm、宽度为1000mm、高度为1200mm、不锈钢壁厚为2mm。在所述长方形的反应室3位于所述的鼓风机1一侧的底端设有一孔径为100mm的圆通孔(即进气口)，以便通过连接管与所述的鼓风机1的出口连通。在所述长方形的反应室3内垂直于所述的进气口的上方横向并交错地固接有间距为200mm的所述的导气隔板4，每块所述的导气隔板4长度为1300mm、宽度为与所述长方形的反应室3内腔的宽度相匹配、厚度为2mm、材料为不锈钢板，在所述长方形的反应室3内腔顶端下表面和每块所述的导气隔板4的下表面分别固接有间距为70mm的相互平行的所述的紫外灯管5阵列，每支紫外灯管5的功率为100W。其中，位于所述长方形的反应室3内底端的所述第一块导气隔板4的缺口，位于所述长方形的反应室3的进气口侧，并在所述的所述第一块导气隔板4的缺口与所述的进气口的底端之间固接一块与所述的导气隔板4的材料和宽度相匹配的引气板，用以确保待处理废气只能从所述第一块导气隔板4的缺口进入所述的反应室3内进行处理、净化。如图2所示，在所述第一块导气隔板4的缺口处固接一所述的废气分散器7。所述的废气分散器7长度为200mm、宽度与所述长方形的反应室3内腔的宽度相匹配、厚度为2mm、材料为不锈钢板。在所述的废气分散器7上按行、列均匀设置间距为40mm孔径为3mm的圆通孔11，以便将待处理废气分散成微小气泡后在所述长方形的反应室3从低端到顶端弯曲前行，充分与所述的紫外灯管5接触，进行净化后，再排出，用以提高废气的净化率。在所述长方形的反应室3的顶端面上并位于所述长方形的反应室3内顶端的所述最后一块导气隔板4的缺口的另一端处，设置一孔径为200mm的圆通孔(即排气口2)。当待处理废气在所述的鼓风机1的作用下，从所述长方形的反应室3的底端一侧的进气口鼓入并通过废气分散器7分散进入所述长方形的反应室3内，在导气隔板4作用下，沿紫外灯管5从左侧导向右侧，再进入上一个导气隔板4，在此导气隔板4作用下，沿紫外灯管5再从右侧导向左侧，如此循环，按需处理的废气量设置导气隔板4和紫外灯管5阵列数量，处理后的废气最后从所述长方形的反应室3顶端一侧的排气口2排出。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述反应室3的内腔中。所述纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-3∶10-3的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛为市购材料；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即FeCl3；吸附材料为白炭黑(即二氧化硅)。
该多相光催化处理废气的净化系统用于处理重庆某家俱厂有机废气，VOC降低约90％，完全达到国家标准。
实施例2
一种多相光催化处理废气的净化系统，同实施例1，其中：
所述长方形的反应室3的长度为1000mm、宽度为440mm、高度为600mm、壁厚为1mm。在所述长方形的反应室3位于所述的鼓风机1一侧的底端设有一孔径为60mm的圆通孔(即进气口)。在所述长方形的反应室3内垂直于所述的进气口的上方横向并交错地固接有间距为100mm的所述的导气隔板4，每块所述的导气隔板4长度为700mm、宽度为与所述长方形的反应室3内腔的宽度相匹配、厚度为1mm、材料为不锈钢板，在所述长方形的反应室内腔顶端下表面和每块所述的导气隔板4的下表面分别固接有间距为50mm的相互平行的所述的紫外灯管5阵列，每支紫外灯管5的功率为30W。所述的废气分散器7长度为300mm、宽度与所述长方形的反应室3内腔的宽度相匹配、厚度为1mm、材料为不锈钢板。在所述的废气分散器7上按排、列均匀设置间距为30mm孔径为0.5mm的圆通孔11。在所述长方形的反应室3的顶端面上并位于所述长方形的反应室3内顶端的所述的最后一块导气隔板4的缺口的另一端处，设置一孔径为60mm的圆通孔(即排气口2)。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述反应室3的内腔中。所述纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-4∶10-4的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛为市购材料；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即K2CrO7；吸附材料为白炭黑(即二氧化硅)。
该多相光催化处理废气的净化系统用于实验室废气的处理，VOC降低约79％，基本达到国家标准。
实施例3
一种多相光催化处理废气的净化系统，同实施例1，其中：
所述长方形的反应室3的长度为2000mm、宽度为1800mm、高度为2000mm、壁厚为3mm。在所述长方形的反应室3位于所述的鼓风机1一侧的底端设有一孔径为250mm的圆通孔(即进气口)。在所述长方形的反应室3内垂直于所述的进气口的上方横向并交错地固接有间距为300mm的所述的导气隔板4，每块所述的导气隔板4长度为1850mm、宽度为与所述长方形的反应室3内腔的宽度相匹配、厚度为3mm、材料为不锈钢板，在所述长方形的反应室内腔顶端下表面和每块所述的导气隔板4的下表面分别固接有间距为100mm的相互平行的所述的紫外灯管5阵列，每支紫外灯管5的功率为300W。所述的废气分散器7长度为150mm、宽度与所述长方形的反应室3内腔的宽度相匹配、厚度为3mm、材料为不锈钢板。在所述的废气分散器7上按排、列均匀设置间距为50mm孔径为5mm的圆通孔11。在所述长方形的反应室3的顶端面上并位于所述长方形的反应室3内顶端的所述的最后一块导气隔板4的缺口的另一端处，设置一孔径为300mm的圆通孔(即排气口2)。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述反应室3的内腔中。所述纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-2∶10-2的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛按专利号为201110083821.2“一种制备高稳定性混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法”制得；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即Na2S2O3；吸附材料为介孔材料。
该多相光催化处理废气的净化系统应用于处理某工厂的废气，VOC降低约92％，完全达到国家标准。
实施例4
如图3所示，一种多相光催化处理废气的净化系统，为充盈型废气处理净化系统，所述充盈型的多相光催化处理废气的净化系统，主要包括鼓风机1、排气口2、反应室3、紫外灯管5、纳米二氧化钛混悬液6、废气分散器7等。特征是：
所述的反应室3的材料为不锈钢，所述的反应室3的形状为圆形。所述圆形的反应室3的外径为1000mm、高度为1500mm、不锈钢壁厚为2mm。在所述圆形的反应室3的底端轴心处设一孔径为100mm的圆通孔(即进气口)，以便通过连接管与所述的鼓风机1的出口连通。在所述圆形的反应室3内的底端并距底端150mm处固接所述的废气分散器7。所述的废气分散器7的直径与所述圆形反应室3内腔壁相匹配、厚度为2mm、材料为不锈钢板。在所述的废气分散器7上，从圆周至圆心分层均匀设置间距为40mm孔径为3mm的圆通孔11，以便将待处理废气分散成微小气泡后进入所述圆形的反应室3，再从下往上流动，充分与所述的紫外灯管5接触，进行净化后，再排出，用以提高废气的净化率。如图4所示，在所述圆形的反应室3的顶端上并位于所述的废气分散器7的上方，固接有所述的紫外灯管5阵列。所述的紫外灯管5阵列为从圆周向圆心分层均匀纵向装设且间距为70mm的相互平行的紫外灯管5，每支紫外灯管5的功率为100W。在所述圆形的反应室3的顶端面上的一侧处设置一孔径为100mm的圆通孔(即排气口2)。当待处理废气在所述的鼓风机1的作用下，从反应室3的底端轴心处的进气口鼓入并通过废气分散器7分散进入所述反圆形的反应室3内，沿紫外灯管5从下往上缓慢流动，按需处理的废气量设置紫外灯管5阵列数量，处理后的废气最后从所述圆形的反应室3的顶端的排气口2排出。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述反应室3的内腔中。所述纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-3∶10-3的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛为市购材料；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即FeCl3；吸附材料为白炭黑(即二氧化硅)。
该多相光催化处理废气的净化系统用于处理某工厂的有机废气，VOC降低约85％，达到国家排放标准。
实施例5
一种多相光催化处理废气的净化系统，同实施例4，其中：
所述圆形的反应室3的外径为75mm、高度为1000mm、不锈钢壁厚为1mm。在所述圆形的反应室3的底端轴心处设一孔径为20mm的圆通孔(即进气口)。在所述圆形的反应室3内的底端并距底端100mm处固接所述的废气分散器7。所述的废气分散器7的直径与所述圆形反应室3内腔壁相匹配、厚度为1mm、材料为不锈钢板。在所述的废气分散器7上，从圆周至圆心分层均匀设置间距为30mm孔径为0.5mm的圆通孔11。所述的紫外灯管5阵列为从圆周向圆心分层均匀纵向装设且间距为50mm的相互平行的紫外灯管5，每支紫外灯管5的功率为30W。在所述圆形的反应室3的顶端面上的一侧处设置一孔径为20mm的圆通孔(即排气口2)。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述反应室3的内腔中。所述纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-4∶10-4的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛为市购材料；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即K2CrO7；吸附材料为白炭黑(即二氧化硅)。
该多相光催化处理废气的净化系统用于处理重庆大学某实验室有机废气，VOC降低约80％，达到国家排放标准。
实施例6
一种多相光催化处理废气的净化系统，同实施例4，其中：
所述圆形的反应室3的外径为1500mm、高度为2000mm、壁厚为3mm。在所述圆形的反应室3的底端轴心处设一孔径为250mm的圆通孔(即进气口)。在所述圆形的反应室3内的底端并距底端300mm处固接所述的废气分散器7。所述的废气分散器7的直径与所述圆形反应室内腔壁相匹配、厚度为3mm、材料为不锈钢板。在所述的废气分散器7上，从圆周至圆心分层均匀设置间距为50mm孔径为5mm的圆通孔。所述的紫外灯管5阵列为从圆周向圆心分层均匀纵向装设且间距为100mm的相互平行的紫外灯管5，每支紫外灯管5的功率为300W。在所述圆形的反应室3的顶端面上的一侧处设置一孔径为300mm的圆通孔(即排气口2)。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述反应室3的内腔中。所述纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-2∶10-2的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛按专利号为201110083821.2“一种制备高稳定性混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法”制得；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即Na2S2O3；吸附材料为介孔材料。
该多相光催化处理废气的净化系统用于处理某涂料厂的废气，VOC降低约88％，达到国家排放标准。
实施例7
如图5所示，一种多相光催化处理废气的净化系统，为喷淋型废气处理净化系统，所述喷淋型的多相光催化处理废气的净化系统，主要包括鼓风机1、排气口2、反应室3、紫外灯管5、纳米二氧化钛混悬液6、废气分散器7、混悬液分布器8、循环泵9等组成。特征是：
所述的反应室3的材料为不锈钢，所述反应室3的形状为长方形。所述的反应室3的形状为长方形，所述长方形的反应室3的长变为1000mm、宽变为500mm、高变为2000mm、壁厚为2mm。所述的废气分散器7装设在所述长方形的反应室3内的底部距底面150mm(即与所述进气口的孔径等高)处。在所述的废气分散器7上按行、列均匀设置间距为70mm、孔径为3mm的圆通孔11。所述的紫外灯管5呈阵列地装设在所述反应室3内，所述的紫外灯管5的阵列为9排、每排5或6支，同排相邻紫外灯管5间间距为80mm，排间距为200mm，相邻两排紫外灯管5呈现犬牙交叉。在所述长方形的反应室3内的顶部装设有所述的喷淋装置的混悬液分布器，用以将所述的纳米二氧化钛混悬液6分散、喷淋到所述长方形的反应室3内。在所述长方形的反应室3的顶端设有所述的混悬液分布器8；在所述长方形的反应室3的对应所述的进气口的另一侧底部设置一孔径为100mm的圆通孔(即排液口)，以便所述的纳米二氧化钛混悬液6在喷淋装置的循环泵9的作用下，在所述长方形的反应室3内循环。
所述的喷淋装置主要由混悬液分布器8、循环泵9、储液池10组成。所述的混悬液分布器8由不锈钢水管、淋蓬组成。所述的不锈钢管的长度与所述长方形的反应室3的内腔长度相匹配，不锈钢水管下部接有淋蓬，淋蓬之间间隔800mm。其中，所述的淋蓬为市购元件，用以将纳米二氧化钛混悬液6分散均匀进入所述长方形形的反应室3的内腔，提高纳米二氧化钛混悬液6的利用率。所述的混悬液分布器8的进液口通过连接管分别和所述长方形的反应室3的排液口，与所述的循环泵9的出口连通。所述的循环泵9的进口通过连接管与盛有所述的纳米二氧化钛混悬液6的所述的储液池10连通，所述长方形的反应室3的底部的排液口通过连接管与所述的储液池10连通。所述的储液池10为长度为700mm、宽度为350mm、高度为1800mm、壁厚为2mm的封闭的不锈钢长方形储液池10。当待处理废气在鼓风机1的作用下，从反应室3的底端一侧的进气口鼓入并通过废气分散器7分散进入所述长方形的反应室3内，穿过犬牙交错的紫外灯管5阵列自下向上移动；并所述的纳米二氧化钛混悬液6通过反应室3顶端的进液口经混悬液分布器分散、喷淋到所述长方形的反应室3内，从上至下流动，按需处理掉的废气量设置紫外灯管5阵列数量，处理后的废气最后从顶部的排气口2排出。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述长方形的反应室3的内腔中。所述的纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-3∶10-3的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛为市购材料；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即FeCl3；吸附材料为白炭黑(即二氧化硅)。
该多相光催化处理废气的净化系统用于处理重庆某摩托车厂喷漆产生的有机废气，达到国家标准。
实施例8
一种多相光催化处理废气的净化系统，同实施例7，其中：
所述长方形的反应室3的长变为500mm、宽变为300mm、高变为1000mm、不锈钢壁厚为1mm。所述的废气分散器7装设在所述长方形的反应室3内的底部距底面60mm(即与所述的进气口的孔径等高)处。在所述的废气分散器7上按行、列均匀设置间距为50mm、孔径为0.5mm的圆通孔11。所述的紫外灯管5呈阵列地装设在所述长方形的反应室3内，同排相邻所述紫外灯管5间间距为70mm，排间距为100mm。在所述长方形的反应室3的顶端设有所述的混悬液分布器8；在所述长方形的反应室3的对应所述的进气口的另一侧底部设置一孔径为60mm的圆通孔(即排液口)。
所述的淋蓬间间距500mm，所述的储液池10为长度为500mm、宽度为300mm、高度为1000mm、壁厚为1mm。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述长方形的反应室3的内腔中。所述的纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-4∶10-4的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛为市购材料；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即K2CrO7；吸附材料为白炭黑(即二氧化硅)。
该多相光催化处理废气的净化系统用于某实验室的处理，净化率高，净化效果明显。
实施例9
一种多相光催化处理废气的净化系统，同实施例7，其中：
所述长方形的反应室3的长变为2000mm、宽变为800mm、高变为3000mm、壁厚为3mm。所述的废气分散器7装设在所述长方形的反应室3内的底部距底面300mm(即与所述的进气口的孔径等高)处。在所述的废气分散器7上按排、列均匀设置间距为100mm、孔径为5mm的圆通孔11。所述的紫外灯管5呈阵列地装设在所述长方形的反应室3内，同排相邻所述的紫外灯管5间间距为70mm，排间距为100mm。在所述长方形的反应室3的顶端设有所述的混悬液分布器8；在所述长方形的反应室3的对应所述的进气口的另一侧底部设置一孔径为300mm的圆通孔(即排液口)。
所述的淋蓬间间距1000mm，所述的储液池10为长度为1000mm、宽度为400mm、高度为2500mm、壁厚为3mm。
所述的纳米二氧化钛混悬液6充满在所述长方形的反应室3的内腔中。所述的纳米二氧化钛混悬液6由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-2∶10-2的比例混合组成。其中：纳米二氧化钛按专利号为201110083821.2“一种制备高稳定性混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法”制得；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即Na2S2O3；吸附材料为介孔材料。
该多相光催化处理废气的净化系统用于处理某家俱厂废气，废气净化彻底，净化效果明显。
Claims (2)
1.一种多相光催化处理废气的净化系统，为充盈型废气净化系统，主要包括反应室(3)、紫外灯管(5)，其特征在于所述的充盈型废气净化系统还包括鼓风机(1)、排气口(2)、纳米二氧化钛混悬液(6)、废气分散器(7)；
所述的鼓风机(1)的出口与所述的反应室(3)底端的进气口连通，待处理废气通过所述的鼓风机(1)和连接管，从所述的进气口通入并经所述的废气分散器(7)分散后进入所述的反应室(3)内进行处理、净化；
所述的反应室(3)的材料为不锈钢，所述的反应室(3)的形状为长方形或圆形；
所述长方形的反应室(3)的长度为1000～2000mm、宽度为440～1800mm、高度为600～2000mm、壁厚为1～3mm，在所述长方形的反应室(3)位于所述的鼓风机(1)一侧的底端设有一孔径为60～250mm的圆通孔，即进气口，在所述长方形的反应室(3)内垂直于所述的进气口的上方横向并交错地固接有间距为100～300mm的所述的导气隔板(4)，每块所述的导气隔板(4)长度为700～1850mm(所述的导气隔板(4)的前沿端离所述长方形的反应室(3)内腔壁150～300mm)、宽度为与所述长方形的反应室(3)内腔的宽度相匹配、厚度为1～3mm、材料为不锈钢板，在所述长方形的反应室(3)内腔顶端下表面和每块所述的导气隔板(4)的下表面上分别固接有间距为50～100mm的相互平行的所述的紫外灯管(5)阵列，其中，位于所述长方形的反应室(3)内底端的所述的第一块导气隔板(4)的缺口，位于所述长方形的反应室(3)的进气口侧，所述的紫外灯管(5)阵列只装设在所述的第一块导气隔板(4)的上面，并在所述的第一块导气隔板(4)的缺口与所述的进气口的底端之间固接一块与所述的导气隔板(4)的材料和宽度相匹配的阻气板，在所述的第一块导气隔板(4)的缺口处固接一所述的废气分散器(7)，所述的废气分散器(7)长度为150～300mm、宽度与所述长方形的反应室(3)内腔的宽度相匹配、厚度为1～3mm、材料为不锈钢板，在所述的废气分散器(7)上按排、列均匀设置间距为30～50mm孔径为0.5～5mm的圆通孔(11)，在所述长方形的反应室(3)的顶端面上并位于所述长方形的反应室(3)内顶端的所述的最后一块导气隔板(4)的缺口的另一端处，设置一孔径为60～300mm的圆通孔，即排气口(2)；
所述圆形的反应室(3)的外径为75～1500mm、高度为1000～2000mm、壁厚为1～3mm，在所述圆形的反应室(3)的底端轴心处设一孔径为20～250mm的圆通孔，即进气口，在所述圆形的反应室(3)内的底端并距底端100～300mm处固接所述的废气分散器(7)，所述的废气分散器(7)的直径与所述圆形的反应室(3)内腔相匹配、厚度为1～3mm、材料为不锈钢板，在所述的废气分散器(7)上，从圆周至圆心分层均匀设置间距为30～50mm孔径为0.5～5mm的圆通孔(11)，在所述圆形的反应室(3)的顶端上并位于所述的废气分散器(7)的上方，固接有所述的紫外灯管(5)阵列，所述紫外灯管(5)阵列为从圆周向圆心分层均匀纵向装设且间距为50～100mm的相互平行的紫外灯管(5)，每支紫外灯管(5)的功率为30～300W，在所述圆形的反应室(3)的顶端面上的一侧处设置一孔径为20～300mm的圆通孔，即排气口(2)；
所述的纳米二氧化钛混悬液(6)充满在所述的反应室(3)的内腔中，所述的纳米二氧化钛混悬液(6)由纳米二氧化钛，电子或空穴俘获剂和吸附材料的质量比为1∶10-4～10-2∶10-4～10-2的比例混合组成，其中：纳米二氧化钛为市购材料或按专利号为201110083821.2“一种制备高稳定性混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法”制得；电子或空穴俘获剂为氧化还原性无机盐，即FeCl3或K2CrO7或Na2S2O3或Ce(NO3)3；吸附材料为白炭黑，即二氧化硅或介孔材料。
2.按照权利要求书1所述的多相光催化处理废气的净化系统，其特征在于喷淋型废气净化系统还包括喷淋循环装置；
所述的反应室(3)的形状为长方形，所述长方形的反应室(3)的长变为500～2000mm、宽变为300～800mm、高变为1000～2000mm、壁厚为1～3mm，所述的废气分散器(7)装设在所述长方形的反应室(3)内的底部距底面60～300mm，即与所述进气口的孔径等高处，在所述的废气分散器(7)上按排、列均匀设置间距为50～100mm、孔径为0.5～5mm的圆通孔(11)，所述的紫外灯管(5)呈阵列地装设在所述反应室(3)内，同排相邻紫外灯管(5)间间距为70～100mm，排间距为100～300mm，相邻两排紫外灯管(5)呈现犬牙交叉，在所述长方形的反应室(3)内的顶部装设有所述的喷淋装置的混悬液分布器(8)，在所述长方形的反应室(3)的顶端设有所述的混悬液分布器(8)；在所述长方形的反应室(3)的对应所述的进气口的另一侧底部设置一孔径为60～200mm的圆通孔，即排液口；
所述的喷淋装置主要由混悬液分布器(8)、循环泵(9)、储液池(10)组成，所述的混悬液分布器(8)由不锈钢水管、淋蓬组成，所述的不锈钢水管的长度与所述长方形的反应室(3)的内腔长度相匹配，不锈钢是水管下部接有淋蓬，淋蓬之间间隔500-1000mm，所述的混悬液分布器(8)的进液口通过连接管分别和所述长方形的反应室(3)的排液口，与所述的循环泵(9)的出口连通，所述的循环泵(9)的进口通过连接管与盛有所述的纳米二氧化钛混悬液(6)的所述的储液池(10)连通，所述长方形的反应室(3)的底部的排液口通过连接管与所述的储液池(10)连通，所述的储液池(10)为长度为500～1000mm、宽度为300～400mm、高度为1000～2500mm、壁厚为1～3mm的封闭的不锈钢长方形储液池(10)。
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