CN109908751A

CN109908751A - 一种除味装置

Info

Publication number: CN109908751A
Application number: CN201910329520.XA
Authority: CN
Inventors: 陈树沛; 廖仲强; 吴侨旭; 张亦桉
Original assignee: Jiangmen Kaishen Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangmen Kaishen Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2019-06-21

Abstract

本发明提供一种除味装置，包括，风道组件，具有中空且透光的管道，管道具有进风口和出风口；风力组件，与风道组件连接，带动管道内的气体由进风口向出风口方向流动；反应组件，包括设置于管道内的光催化剂，以及设置于管道外侧的光源部件，光源部件向光催化剂照射紫外线光。废气通过管道时，在光催化剂和紫外线光的作用下，废气中的恶臭物质被分解成低分子物质、水和二氧化碳，实现了垃圾发酵的废气除味处理。

Description

一种除味装置

技术领域

本发明涉及废弃处理装置技术领域，特别是，涉及一种除味装置。

背景技术

有机易腐垃圾主要指生活和生产过程中产生易腐败和易生物降解的废弃物，包括厨余垃圾、水果、蔬菜和肉类加工废弃物等。有机易腐垃圾最大的特点是水分含量和有机质含量较高，利用生物发酵技术来就地处理有机易腐垃圾是目前比较受欢迎的处置方式，其可以实现有机易腐垃圾无害化、减量化，对于经济社会的可持续发展和保护生态环境安全具有极其重要的作用。

但微生物发酵处理有机易腐垃圾期间会产生一些具有特殊难闻的气体，常见的恶臭成分有硫化氢、硫醇类、有机胺、有机酸等多种含臭有机物。这些恶臭物质造成环境空气污染，进入环境空气后使人恶心、致病、严重影响居民身心健康。因此，必须对有机易腐垃圾发酵处理产生的臭气进行治理。

相比集中收集处理的项目，市面上有机易腐垃圾就地发酵处理的设备因处理量不大(0.5吨以内)，产生的废气量较少，排放风量不高，所以该类型的有机易腐垃圾处理装置鲜少配搭臭气处理系统。而市面上少数搭配的或以单一工艺处理为主，处理效果不理想，体积较大。针对有机易腐垃圾就地处置的一些特殊环境，比如处理空间小、费用承担有限等环境时，上述装置便具有一定的局限性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的少量垃圾发酵除味装置缺失的问题，从而提供一种能够适用于低风量环境，便于与发酵系统连接且易拆装组合的除味装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种除味装置，包括，

风道组件，具有中空且透光的管道，所述管道具有进风口和出风口；

风力组件，与所述风道组件连接，带动所述管道内的气体由所述进风口向所述出风口方向流动；

反应组件，包括设置于所述风道组件内的光催化剂，以及设置于所述管道外侧的光源部件，所述光源部件向所述光催化剂照射紫外线光。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述风道组件包括填料段和吸附段，所述填料段与所述吸附段可拆卸连接，所述进风口位于所述填料段的一端。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述风道组件还包括文丘里段，所述文丘里段包括加速部和连接部，所述连接部可拆卸地连接在吸附段的一端，所述加速部的管径小于所述连接部的管径。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述风力组件包括风机，

所述风机固定设置于所述出风口处，驱动所述管道内的气体向出风口方向流动。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述填料段内设有若干载体，所述载体上设有所述光催化剂，所述填料段内设有留置网，所述留置网与所述吸附段形成留置空间，所述载体设置于所述留置空间内。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述吸附段内设有吸附材料，所述吸附材料上设有所述光催化剂；所述吸附材料之间留有孔隙，所述气体通过所述孔隙向所述出风口方向移动。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述管道为石英玻璃材质，所述管道的侧壁上设有光催化剂。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述光源部件包括，

灯架，设置与所述管道周围；

紫外线光源，通过所述灯架固定设置在所述管道外侧，向所述光催化剂照射紫外线光。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述紫外线光源为无极紫外线灯管，所述无极紫外线灯管为环形，沿所述管道的周向设置；所述无极紫外线灯管发射的紫外线光波长为100nm～200nm。

作为本发明所述除味装置的一种优选方案，其中：所述无极紫外线灯管包括第一灯管和第二灯管，所述第一灯管和所述第二灯管分别围绕在所述填料段与所述文丘里段外侧；所述第二灯管附近设有反光板，将所述第二灯管的光反射至所述吸附段和/或所述填料段上。

本发明的有益效果：本发明提供的除味装置，解决了少量垃圾发酵时恶臭气体处理的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为实施例1中除味装置的结构示意图；

图2为实施例2中管道的结构示意图；

图3为实施例2中文丘里段的结构示意图；

图4为实施例2中风力组件的结构示意图；

图5为实施例2中填料段的结构示意图；

图6为实施例2中吸附段的结构示意图；

图7为实施例2中光源部件的结构示意图；

图8为实施例2中无极紫外线灯管的结构示意图。

附图标记说明

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

本实施例提供一种除味装置，其结构如图1所示，具有一个两端开口的箱体400，箱体400内设有风道组件100、风力组件200和反应组件300。风道组件100包括中空的管道101，管道101两端具有进风口101a和出风口101b，通过支架401与固定设置在箱体400内，进风口101a与垃圾发酵装置的通风口相连接。风力组件200与风道组件100连接，产生负压，带动管道101内的气体由所述进风口101a向所述出风口101b方向流动，使得垃圾发酵装置内的废气通过管道101。反应组件300包括设置于管道101内的光催化剂，以及设置于管道101外侧的光源部件301，光源部件301向光催化剂照射紫外线光。废气通过管道101时，在光催化剂和紫外线光的作用下，废气中的恶臭物质被分解成低分子物质、水和二氧化碳，实现了垃圾发酵的废气除味处理。

本实施例中的光催化剂为二氧化钛(TiO₂)，涂覆在管道101内壁上。管道101为透明材质，使得光源部件301发出的紫外线光能够透过管道101壁照射在管道101内的二氧化钛上，产生光触催化反应，激发产生羟基，并生成臭氧，可以迅速氧化很多恶臭物质。另外臭氧获得复合离子光子的能量后，能极为迅速地分解，产生氧化能力更强的羟基自由基，与恶臭气体发生一系列协同、连锁反应的过程，在很短的时间内可完成。极大地提升和加强了紫外光波的能量聚变，在更加高能高效地裂解废气和恶臭气味分子的同时，催化产生更多的活性氧和臭氧，对废气和恶臭气味进行更彻底地催化氧化分解反应，使其降解转化成低分子化合物、水分子和二氧化碳，从而达到脱臭及杀灭细菌的目的。

作为优选的方案，本实施例中的紫外线光采用真空紫外线光(UVD)，波长为185nm。由于185nm的紫外线光光子能量为647kJ/mol，比大多数的有机废气气体的分子共价键键能大，可以将大部分的有机废气气体分子的共价键直接打断，引起分子断链。与此相配合的管道101使用石英玻璃作为管壁材料。石英玻璃对于在185-250nm波段范围内紫外线光无吸收带，可以确保185nm的真空紫外线光穿孔管壁。通过设置石英玻璃为管壁材料，可以将紫外线光的光源部件301设置在管道101外部，避免了光源部件301与气体直接接触，便于光源部件301的维护。

紫外线光照射气体，使得气体中的臭气分子直接裂解，反应过程如下，

R+hv(185nm)→R₁+R₂

同时，185nm紫外线光子照射氧气分子，将氧气共价键均裂分解成氧原子后，氧原子又与周围的氧分子O₂结合形成含有3个氧原子的臭氧O₃。

反应过程如下：

O₂+hv(185nm)→O+O

O+O₂→O₃

3O₂+hv(185nm)→2O₃

臭氧具有较强的氧化功能，能够将一部分有机废气直接氧化分解，反应过程如下，

R+O₃→R_n+R_M→…→CO₂+H₂O+O₂

R+O·→R_n+R_M→…→CO₂+H₂O

R+O₃→R₁+R₂+O₂

当能量高于半导体禁带宽度的光子照射半导体时，半导体的价带电子发生带间跃迁，从价带跃迁到导带，从而产生带正电荷的光致空穴和带负电荷的光生电子。光致空穴的强氧化能力和光生电子的还原能力导致半导体光催化剂引发一系列光催化反应的发生。

即当二氧化钛(TiO₂)等半导体粒子与水接触时，半导体表面产生高密度的羟基。由于羟基的氧化电位在半导体的价带位置以上，而且又是表面高密度的物种，因此光照射半导体表面产生的空穴首先被表面羟基捕获，产生强氧化性的羟基自由基(·OH)，反应过程如下，

TiO₂+hv→e^-+TiO₂(h⁺)

TiO₂(h⁺)+H₂O→TiO₂+H⁺+·OH

TiO₂(h⁺)+OH^-→TiO₂+·OH

羟基自由基(·OH)诱发一系列的自由基链反应，氧化分解所有的有机物，最终将其降解为CO₂、H₂O和微量无机盐。羟基自由基(·OH)参与的化学反应属于游离基反应，化学反应速度极快，反应时间小于1s。同时羟基自由基(·OH)也能杀灭各种微生物，反应过程如下，

R+·OH→R_Ox→R_n+R_M→…→CO₂+H₂O

在紫外线光的照射下废气分子发生裂解，氧气分子转变为臭氧分子，臭氧分子参与氧化分解废气分子。加之光催化的作用下，产生羟基自由基进行分解消毒作用。多重的氧化分解作用下，废气分子被彻底分解，变成无害的CO₂、H₂O以及其他小分子，实现了废气的无害化处理。

作为可替换的实施方式，本实施例中的二氧化钛光催化剂也可以掺杂在石英玻璃中制成管道101。

实施例2

具体的，本实施例中的光催化剂为二氧化钛(TiO₂)，涂覆在管道101内壁上。管道101为透明材质，使得光源部件301发出的紫外线光能够透过管道101壁照射在管道101内的二氧化钛上，产生光触催化反应，激发产生羟基，并生成臭氧，可以迅速氧化很多恶臭物质。另外臭氧获得复合离子光子的能量后，能极为迅速地分解，产生氧化能力更强的羟基自由基，与恶臭气体发生一系列协同、连锁反应的过程，在很短的时间内可完成。极大地提升和加强了紫外光波的能量聚变，在更加高能高效地裂解废气和恶臭气味分子的同时，催化产生更多的活性氧和臭氧，对废气和恶臭气味进行更彻底地催化氧化分解反应，使其降解转化成低分子化合物、水分子和二氧化碳，从而达到脱臭及杀灭细菌的目的。

风力组件200驱使垃圾发酵装置内的气体流动，将垃圾发酵装置中的废气引入除味装置中，再将处理完成后的气体排出，可以根据臭气污染物种类、浓度高低和风量大小，适当调节广泛应用于其他小型挥发性有机物、恶臭气体和室内空气治理的场合。

风道组件100、风力组件200和反应组件300集成在一个箱体400内，使得其与垃圾发酵装置的结合变得快捷方便。

本实施例中的反应组件300复合了臭氧UV光解、与吸附净化多种工艺，通过设计填料段102来增加臭气的净化时间，利用紫外线光的光降解、光催化，自由基和臭氧氧化、臭氧催化氧化的作用，使得装置具有较高的净化效率，降解彻底，高效稳定；

作为可替换的实施方式，本实施例中的光催化剂也可以设为氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO₂)，二氧化锆(ZrO₂)，硫化镉(CdS)等。

如图2所示，本实施例中的风道组件100包括填料段102和吸附段103，填料段102和吸附段103可拆卸地连接在一起，进风口101a位于填料段102的一端。填料段102与吸附段103之间通过螺纹连接，包括设于填料段102上的外螺纹和设置与吸附段103上的内螺纹。通过设置可拆卸的填料段102和吸附段103，便于管道101的安装和更换。

如图3所示，本实施例中的风道组件100还包括文丘里段104，用于加速气体在管道101中的流速，使气体的氧化反应更加充分。文丘里段104包括加速部104b和连接部104a，连接部104a通过螺纹可拆卸地连接在吸附段103的一端。加速部104b的管径小于连接部104a的管径，形成一个先收缩而后逐渐扩大的通道。气体通过加速部104b时随之截面逐渐减小，气体的压强增大，流速也随之变大，在加速部104b位置产生高速紊流，使得臭气反应面积增大，提高反应效果。

如图4所示，本实施例中的风力组件200包括风机201，风机201固定设置在风道组件100的出风口101b处，风道组件100在出风口101b处设有与文丘里段104可拆卸连接的引风段105，风机201固定设置在引风段105内，在风机201的带动下，垃圾发酵装置内的气体通过管道101形成气流，风机201将处理完的气体排入大气中。

当然作为可替换的实施方式，本实施例中的风机201也可以设置在进风口101a位置，将在于垃圾发酵装置连接的位置产生负压，使得垃圾发酵装置内的气体向风道组件100中的移动。

本实施例中的风道组件100分为填料段102、吸附段103、文丘里段104和引风段105，每当需要更换时，通过旋转螺纹可以便捷的将其拧下进行更换，方便装置的维护和安装。

如图5所示，本实施例中的填料段102内设有载体，载体上设有所述光催化剂。具体的本实施例中的载体为若干球体302，光催化剂二氧化钛涂覆于球体302表面。填料段102内设有留置网102a，留置网102a与吸附段形成留置空间102b，球体302设置于留置空间102b内。

本实施例中的球体302为石英玻璃球，石英玻璃球表面进行刻蚀，形成粗糙面，再将其与二氧化钛混合分散水中，添加适量粘结剂，300～400度烧一下，使其结合牢固，形成负载二氧化钛的玻璃球。废气在玻璃球之间的间隙通过，从而形成一个单向的曲折风道，增加了臭气在其中的停留时间，同样也增加了紫外灯组照射下的反应时间，使得臭气能够被充分地分解反应。

当需要更换填料段102中的球体302时，可以直接将填料段102从管道101中旋下，对玻璃球进行清洗和更换，降低了管道101维护成本。

同样，作为可替换的实施方式，本实施例中的载体中二氧化钛光催化剂也可以通过掺杂在石英玻璃中方式，制成具有二氧化钛光催化剂的球体302。

如图6所示，本实施例中的吸附段103设有吸附材料103a，吸附材料上设有二氧化钛光催化剂。吸附材料103a之间留有孔隙，气体通过孔隙向出风口101b方向移动。吸附材料103a为活性炭纤维、黏土矿物和分子筛等材料。当气体经过吸附材料时，气体中的臭气分子被吸附固定，在光催化剂的作用下被紫外线光及紫外线光产生的臭氧分子氧化分解，使得反应进行的更为充分。相比单纯的吸附，可以同时进行吸附和处理所吸附的污染物，吸附层可以一直使用，必要时也可以旋下吸附段103对吸附层进行更换。

如图7所示，本实施例中的光源部件301包括，灯架301a和紫外线光源，灯架301a，设置与管道101周围。紫外线光源通过灯架301a固定设置在管道101外侧，向光催化剂照射紫外线光。紫外线光源为无极紫外线灯管，无极紫外线灯管为环形，沿管道101的周向设置。本实施例中灯架301a具有四个，与管道101方向平行的设置在箱体400的四个内侧面上。

本实施例中的无极紫外灯管发出紫外线光波长为185nm，无极紫外灯管发出的紫外线光照射纳米二氧化钛，激发产生羟基，并生成臭氧，可以迅速氧化很多恶臭物质。另外臭氧获得复合离子光子的能量后，能极为迅速地分解，产生氧化能力更强的羟基自由基，与恶臭气体发生一系列协同、连锁反应的过程，在很短的时间内可完成。同时黏土矿物可以吸附臭气中有机大分子，然后再由二氧化钛来氧化处理，处理后可重新吸附，达到循环利用。经过一系列处理后，恶臭气体最终被氧化降解为低分子物质、水和二氧化碳。

如图8所示，本实施例中的无极紫外线灯管包括第一灯管301b和第二灯管301c，第一灯管301b和第二灯管301c分别围绕在填料段102与文丘里段104外侧。第二灯管301c附近设有反光板301d，将第二灯管301c的光反射至吸附段103和填料段102上。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种除味装置，其特征在于：包括，

风道组件(100)，具有中空且透光的管道(101)，所述管道(101)具有进风口(101a)和出风口(101b)；

风力组件(200)，与所述风道组件(100)连接，带动所述管道(101)内的气体由所述进风口(101a)向所述出风口(101b)方向流动；

反应组件(300)，包括设置于所述风道组件(100)内的光催化剂，以及设置于所述管道(101)外侧的光源部件(301)，所述光源部件(301)向所述光催化剂照射紫外线光。

2.根据权利要求1所述的除味装置，其特征在于：所述风道组件(100)包括填料段(102)和吸附段(103)，所述填料段(102)与所述吸附段(103)可拆卸连接，所述进风口(101a)位于所述填料段(102)的一端。

3.根据权利要求2所述的除味装置，其特征在于：所述风道组件(100)还包括文丘里段(104)，所述文丘里段(104)包括加速部(104b)和连接部(104a)，所述连接部(104a)可拆卸地连接在吸附段(103)的一端，所述加速部(104b)的管径小于所述连接部(104a)的管径。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的除味装置，其特征在于：所述风力组件(200)包括风机(201)，

所述风机(201)固定设置于所述出风口(101b)处，驱动所述管道(101)内的气体向出风口(101b)方向流动。

5.根据权利要求4任意一项所述的除味装置，其特征在于：所述填料段(102)内设有若干载体，所述载体上设有所述光催化剂，所述填料段(102)内设有留置网(102a)，所述留置网(102a)与所述吸附段(103)形成留置空间(102b)，所述载体设置于所述留置空间(102b)内。

6.根据权利要求5所述的除味装置，其特征在于：所述吸附段(103)内设有吸附材料(103a)，所述吸附材料(103a)上设有所述光催化剂；所述吸附材料(103a)之间留有孔隙，所述气体通过所述孔隙向所述出风口(101b)方向移动。

7.根据权利要求6所述的除味装置，其特征在于：所述管道(101)为石英玻璃材质，所述管道(101)的侧壁上设有光催化剂。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的除味装置，其特征在于：所述光源部件(301)包括，

灯架(301a)，设置与所述管道(101)周围；

紫外线光源，通过所述灯架(301a)固定设置在所述管道(101)外侧，向所述光催化剂照射紫外线光。

9.根据权利要求8所述的除味装置，其特征在于：所述紫外线光源为无极紫外线灯管，所述无极紫外线灯管为环形，沿所述管道(101)的周向设置，所述无极紫外线灯管发射的紫外线光波长为100nm～200nm。

10.根据权利要求9所述的除味装置，其特征在于：所述无极紫外线灯管包括第一灯管(301b)和第二灯管(301c)，所述第一灯管(301b)和所述第二灯管(301c)分别围绕在所述填料段(102)与所述文丘里段(104)外侧；所述第二灯管(301c)附近设有反光板(301d)，将所述第二灯管(301c)的光反射至所述吸附段(103)和/或所述填料段(102)上。