CN108404620A - 一种高效光氧催化废气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效光氧催化废气处理系统，涉及一种废气处理系统，包括进气管、与进气管相连的光氧催化单元、与光氧催化单元相连的风机以及与风机相连的出气管，所述光氧催化单元包括光氧催化室；光氧催化室的底部设置有碱液池，碱液池中装有用于吸收废气中酸性气体的碱溶液，所述碱液池的池底设置有与所述进气管连接的曝气管；光氧催化室在碱液池的上方设置有高能离子发生器、催化剂网板、紫外灯以及喷洒装置，喷洒装置内装有金属过氧化物；本发明能有效提高废气的净化效率，同时能对减少二氧化碳的排放量，给企业处理有机废气带来了较大的便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种废气处理系统，特别涉及一种高效光氧催化废气处理系统。
背景技术
近几年，我国化工企业的建造进入了一个快速兴起的阶段。在工业生产中，如一些橡胶生产企业，通常都会产生一定有毒有害的废气，该废气中存在大量的如苯、甲苯、二甲苯等有机气体以及少量的如二氧化硫等无机酸性气体，若这些废气被排放出去，则会严重危害地球的大气环境，并且威胁到人类的身体健康，因此在废气排放之前就需要对废气进行处理。
传统的处理此类废气的方法有高温焚烧、生物降解、活性炭吸附等，以上方法处理有机废气虽然有一定的效果，但其净化效率较低，进而使得企业花费更多的人力物力以达到废气的排放标准。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效光氧催化废气处理系统，其提高了废气的分净化效率，给企业处理有机废气带来了较大的便利。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高效光氧催化废气处理系统，包括进气管、与进气管相连的光氧催化单元、与光氧催化单元相连的风机以及与风机相连的出气管，所述光氧催化单元包括光氧催化室；光氧催化室的底部设置有碱液池，碱液池中装有用于吸收废气中酸性气体的碱溶液，所述碱液池的池底设置有与所述进气管连接的曝气管；光氧催化室在碱液池的上方设置有高能离子发生器、催化剂网板、紫外灯以及喷洒装置，喷洒装置内装有金属过氧化物。
采用上述方案，废气通过进气管通入至碱液池的曝气管中，碱液池中的碱溶液先对废气中的二氧化硫、硫化氢等酸性气体吸收，剩余的有机气体溢出于碱溶液中；
与此同时，高能离子发生器在光氧催化室中产生高能电场，在催化剂的作用下，离子从电场中获能，通过激发过离子将能量转移到有机气体的分子中，获得能量的有机气体分子被激发或被电离，从而成为活性基团；
紫外灯发射紫外线作用于与废气一同进入的空气中的氧气分子，将氧气分子分解成游离氧，游离氧与氧气结合生成臭氧，臭氧具有极强的氧化性，其与有机废气形成的活性基团作用，将有机废气氧化分解成二氧化碳、水等无害小分子物质，同时能有效杀灭有机废气中的细菌等微生物；
喷洒装置将金属过氧化物均匀的喷洒于光氧催化室中，金属过氧化物与二氧化碳、水发生反应生成碳酸盐、氧气和碱，从而将光氧催化产生的二氧化碳加以吸收，减缓大气的温室效应；其生成的氧气能为光氧催化提供充足的催化因子，从而提高了有机废气的净化效率，给企业处理有机废气带来了较大的便利；其生成的碱能对碱液池中的碱溶液加以补充，减少碱液的补充频率，降低废气的处理成本。
进一步优选为：所述金属过氧化物为过氧化钙粉末。
采用上述方案，过氧化钙粉末与有机气体分解产生的二氧化碳发生反应，生成碳酸钙、氧气以及氢氧化钙，其氢氧化钙能对碱液池内的碱溶液加以补充，氢氧化钙能与废气中的二氧化硫等反应生成稳定的亚硫酸钙沉淀，亚硫酸钙再被溶解于碱形溶液中的臭氧氧化生成硫酸钙，使得反应往正向进行，从而提高光氧催化单元对酸性气体的吸收效果。
进一步优选为：所述金属过氧化物为过氧化钠粉末。
采用上述方案，过氧化钠粉末与有机气体分解产生的二氧化碳发生反应，生成碳酸钠、氧气以及氢氧化钠，其中碳酸钠和氢氧化钠溶解后均能电离处较多的氢氧根离子，进而为碱液池的碱溶液提供充足的氢氧根离子，能够对废气中的酸性气体进行有效吸收。
进一步优选为：所述碱溶液为氢氧化钙溶液。
采用上述方案，氢氧化钙溶液为强碱，其能电离产生较多的氢氧根离子，能有效收集废气中的酸性气体，氢氧化钙还能与过氧化钠反应生成的碳酸钠反应生成稳定的碳酸钙沉淀以及氢氧化钠，氢氧化钠的碱性以及溶解度均比氢氧化钙大，进而能更好的吸收废气中的酸性气体。
进一步优选为：所述光氧催化室的顶部设置有冲刷管道和连接于冲刷管道上的若干用于喷洒水的冲刷喷头。
采用上述方案，冲刷喷头将水喷洒于光氧催化室中，将粘附于光氧催化室中各部件表面的反应产物进行冲刷，减小遮挡于各部件表面的反应产物，保证各部件良好的工作效率。
进一步优选为：所述碱液池的相对两侧分别设置有补料口和换料口。
采用上述方案，补料口和换料口的设置使得碱溶液在碱液池中形成一个动态平衡，方便碱液池中碱溶液的及时补充和更换，使得碱液池中保持充足的氢氧根离子，具有良好的废气吸收效率。
进一步优选为：所述补料口和换料口伸入于所述碱液池中的一端设置有过滤罩。
采用上述方案，过滤罩能有效减少碱溶液中的沉淀进入至补料口和换料口处中的沉淀量，进而降低补料口和换料口堵塞的可能性，提高碱液池补料和换料的效率。
进一步优选为：所述进气管与曝气管之间设置有充氧管。
采用上述方案，充氧管通入氧气，氧气先对废气进行初步氧化，使得废气中的二氧化硫等低价硫氧气体氧化成三氧化硫等高价硫氧气体，便于后期碱液池的吸收更加彻底；多余的氧气还能为紫外线光氧催化提供充足的生成臭氧的氧气，增加废气光氧催化效率。
进一步优选为：所述光氧催化单元与风机之间设置有喷淋单元，喷淋单元包括喷淋室、安装于喷淋室内喷淋组件、与喷淋组件连接的储水盒以及承接于喷洒组件下方的承接盘。
采用上述方案，光氧催化单元中的金属过氧化物在喷洒时可能有少量随着风机的带动而被带出，喷淋单元中的水能对这部分金属过氧化物进行处理，减少金属过氧化物粘附于风机内部造成风机的腐蚀，延长了风机的使用时间。
进一步优选为：所述喷淋单元和风机之间设置有除雾室。
采用上述方案，金属过氧化物与水反应生成碱，碱在溶解于水中在喷淋时形成碱性的水雾，除雾室将碱性的水雾进行凝集，降低流向风机的气体碱性，对风机产生良好的防护作用，从而延长了风机的使用时间。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过光氧催化室、碱液池、曝气管、高能离子发生器、催化网板、紫外灯以及喷洒装置的设置，能有效提高废气的净化效率，同时能对减少二氧化碳的排放量，给企业处理有机废气带来了较大的便利；
2、本发明中冲刷管道和冲刷喷头保证光氧催化室中各部件良好的工作效果，补料口、换料口和过滤罩便于碱溶液的更替，充氧管对废气进行初步氧化以增加废气与碱溶液的反应效果，以此提高了废气处理的整体效率；
3、本发明通过喷淋单元、除雾板的设置，减少金属过氧化物及其碱溶液粘附于风机内部造成风机的腐蚀，对风机产生良好的防护作用，从而延长了风机的使用时间。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是光氧催化单元的结构示意图；
图3是图2在A处放大图；
图4是喷淋单元的结构示意图；
图5是除雾室的结构示意图。
图中，1、进气管；2、光氧催化单元；3、喷淋单元；4、风机；5、出气管；6、充氧管；7、除雾室；21、光氧催化室；22、碱液池；221、补料口；222、换料口；223、过滤罩；23、曝气管；231、竖向管；232、横向管；233、支管；2331、通气孔；24、高能离子发生器；241、高能离子发生管；242、第一防水罩；25、催化剂网板；26、紫外灯；261、紫外线发射管；262、第二防水罩；27、喷洒装置；271、储料盒；272、压送管；273、喷洒盘；28、冲刷管道；281、进水口；29、冲刷喷头；31、喷淋室；32、喷淋组件；321、进水管；322、分布管；323、喷淋头；33、储水盒；34、承接盘；71、PVC除雾板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一
一种高效光氧催化废气处理系统，参见图1，包括进气管1、与进气管1相连的光氧催化单元2、与光氧催化单元2相连的喷淋单元3、与喷淋单元3相连的风机4以及与风机4相连的出气管5。
参见图2，光氧催化单元2包括矩形状的光氧催化室21，光氧催化室21的底部设置有一个碱液池22，碱液池22中装有用于吸收废气中酸性气体的碱溶液。其中，碱溶液为饱和的氢氧化钙溶液，除此之外还可为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等。
参见图2和图3，碱液池22在池底设置有一个曝气管23，曝气管23包括固定安装于碱液池22一侧的竖向管231、水平连接于竖向管231底部的横向管232以及沿着横向管232的轴向水平间隔连接于横向管232一侧的若干支管233。竖向管231的顶部与进气管1连接，支杆上均匀开设有若干通气孔2331，废气依次通过进气管1、竖向管231、横向管232均分于各个支管233中，随后再通过通气孔2331排出至氢氧化钙溶液中。
进气管1与竖向管231的连接处设置有一个充氧管6，三者连接处形成一个空心的球状体，以此便于废气与氧气的充分混合，使得废气中的二氧化硫等低价硫氧气体氧化成高价硫氧气体，进而便于氢氧化钙溶液吸收生成稳定的硫化钙沉淀。
碱液池22的相对两侧分别设置有一个补料口221和一个换料口222，且补料口221位于碱液池22侧壁的顶部，换料口222位于碱液池22侧壁的底部且位于支管233的上方，以便于增加氢氧化钙溶液的更替效果。补料口221和换料口222的一端均伸入于碱液池22中，并在该端部固定罩设有一个过滤罩223，阻止氢氧化钙与二氧化硫等生成的钙盐沉淀进入至补料口221或换料口222中而造成两者的堵塞。
光氧催化室21在碱液池22的上方设置有高能离子发生器24、催化剂网板25、紫外灯26、喷洒装置27、冲刷管道28以及冲刷喷头29。高能离子发生器24固定安装于光氧催化室21内的顶部，包括若干均匀间隔设置的高能离子发生管241，高能离子发生管241水平设置，并在其两端分别套设有一个第一防水罩242，以阻止液体沿着高能离子发生管241端部处的缝隙进入至其内部。
催化剂网板25设置于高能离子发生管241的下方，催化剂网板25为堇青石蜂窝陶瓷板，该堇青石蜂窝陶瓷板以堇青石原料作为第一载体，以γ-氧化铝作为第二载体，添加有金属钯粉、金属铂粉、PVA粘合剂，经混合搅拌挤出成型，以此加快有机废气的降解。
紫外灯26设置于光氧催化室21远离喷淋单元3的一侧内壁上，包括若干间隔设置的紫外线发射管261，紫外线发射管261竖直设置，并在其两端分别套设有一个第二防水罩262，以阻止液体沿着紫外线发射管261端部处的缝隙进入至其内部。
喷洒装置27包括储料盒271、压送管272以及喷洒盘273。储料盒271安装于光氧催化室21外侧的顶部，储料盒271中装有金属过氧化物，且该金属过氧化物为过氧化钙粉末；压送管272的一端连接于储料盒271的底部，另一端竖向穿过光氧催化室21的顶部悬伸于催化剂网板25的下方；喷洒盘273连接于压送管272的底部，将过氧化钙粉末间歇式均匀的喷洒于光氧催化室21中。
冲刷管道28设置有两个，且分别设置于光氧催化室21相对两侧的顶部，每个冲刷管道28的中部设置有一个竖向延伸出光氧催化室21的进水口281，冲刷管道28上均匀间隔设置有若干冲刷喷头29，冲刷水通过冲刷管道28流向各个冲刷喷头29中，以此对光氧催化室21内各个部件进行清洗，且在两次过氧化钙喷洒的间隔期间，冲刷喷头29喷射一次喷洒水。
参见图4，喷淋单元3包括喷淋室31、安装于喷淋室31内喷淋组件32、与喷淋组件32连接的储水盒33以及承接于喷洒组件下方的承接盘34。喷淋组件32包括穿设于喷淋室31顶部的进水管321、连接于进水管321底部的若干分布管322以及间隔安装于各个分布管322上的若干喷淋头323；分布管322沿着气体流动方向水平间隔固定于喷淋室31的内侧顶部，使得喷淋头323在喷淋室31中形成若干水幕。参见图1和图5，喷淋单元3与风机4之间还设置有一个除雾室7，除雾室7内间隔设置有若干PVC除雾板71，以此将碱性的水雾进行凝集。
处理废气时，废气集中于进气管1中，充氧管6向进气管1中通入氧气，二氧化硫等低价硫氧气体被氧化成三氧化硫，随后通过曝气管23通入氢氧化钙溶液中，氢氧化钙将酸性气体加以吸收，在氧气的作用下生成硫化钙等钙盐；剩余的有机气体向上溢出；
高能离子发生器24、催化剂网板25和紫外灯26共同作用形成臭氧对有机气体进行氧化分解，生成二氧化碳、水以及其它无毒低分子物质；喷洒装置27将过氧化钙进行喷洒，过氧化钙与二氧化碳、水反应生成碳酸钙、氢氧化钙以及氧气；冲刷组件对碳酸钙和氢氧化钙进行冲刷；
剩余的反应产生的气体在风机4的带动下进入喷淋单元3，喷淋单元3对该气体进行清洗，去除气体中携带的过氧化钙粉末，处理后的气体流经去雾室，最后通过出气管5进行排放。
实施例二
与实施例一的不同之处在于，金属过氧化物为过氧化钠，其与二氧化碳以及水反应生成碳酸钠、氢氧化钠以及氧气，碳酸钠落入碱液池22中，与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，以此提高光氧催化效率同时减少二氧化碳的排放量，减少大气的污染。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，包括进气管(1)、与进气管(1)相连的光氧催化单元(2)、与光氧催化单元(2)相连的风机(4)以及与风机(4)相连的出气管(5)，所述光氧催化单元(2)包括光氧催化室(21)；光氧催化室(21)的底部设置有碱液池(22)，碱液池(22)中装有用于吸收废气中酸性气体的碱溶液，所述碱液池(22)的池底设置有与所述进气管(1)连接的曝气管(23)；光氧催化室(21)在碱液池(22)的上方设置有高能离子发生器(24)、催化剂网板(25)、紫外灯(26)以及喷洒装置(27)，喷洒装置(27)内装有金属过氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述金属过氧化物为过氧化钙粉末。
3.根据权利要求1所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述金属过氧化物为过氧化钠粉末。
4.根据权利要求1或2所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钙溶液。
5.根据权利要求1所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述光氧催化室(21)的顶部设置有冲刷管道(28)和连接于冲刷管道(28)上的若干用于喷洒水的冲刷喷头(29)。
6.根据权利要求1所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述碱液池(22)的相对两侧分别设置有补料口(221)和换料口(222)。
7.根据权利要求6所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述补料口(221)和换料口(222)伸入于所述碱液池(22)中的一端设置有过滤罩(223)。
8.根据权利要求1所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述进气管(1)与曝气管(23)之间设置有充氧管(6)。
9.根据权利要求1所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述光氧催化单元(2)与风机(4)之间设置有喷淋单元(3)，喷淋单元(3)包括喷淋室(31)、安装于喷淋室(31)内喷淋组件(32)、与喷淋组件(32)连接的储水盒(33)以及承接于喷洒组件下方的承接盘(34)。
10.根据权利要求9所述的一种高效光氧催化废气处理系统，其特征在于，所述喷淋单元(3)和风机(4)之间设置有除雾室(7)。
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