CN113522018A - 一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，涉及废气处理设备技术领域，所述微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置包括：微波降解单体，微波降解单体包括箱体、通气管、微波发射装置和催化结构，其中，通气管设置于箱体的内部，通气管的两端分别连接进气口和出气口，催化结构设置在通气管的内部，微波发射装置连接在箱体的顶部，微波发射装置发射的微波能够穿透通气管并作用于催化结构。通过在箱体的顶部设置微波发射装置，微波发射装置发射的微波进入箱体的内部，并穿透通气管，作用于催化结构，使催化结构上的催化剂能够达到活性温度，并在气体从通气管内通过时，对气体进行降解，从而能够减少耗能和设备成本。

Description

一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置
技术领域
本发明涉及废气处理设备技术领域，尤其涉及一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置。
背景技术
在VOCs废气处理中常用的方法为焚烧法、催化氧化法、吸附法、光降解法等方法，目前最为常用的方法为催化氧化的方法，也是目前最有效的方法。因为催化剂存在一定的活性区间，所以要对催化剂进行加热达到活性温度，待处理的废气与催化剂接触发生催化氧化反应，VOCs被转化为无害的无机小分子。
相关技术中，对催化剂的加热采用的是电加热的方式，这种方式是通过热传导的方式进行传热，形成由外向内的温度梯度，这种方式存在加热过程中所需消耗的能量大，设备维护成本高、占地面积大等缺点。
发明内容
本发明实施例提供一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，旨在使用微波作用于催化结构，进而对通气管中的气体进行降解，以减少耗能和设备成本。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，包括：
微波降解单体，所述微波降解单体包括箱体、通气管、微波发射装置和催化结构；
所述箱体的相对的两端分别开设有进气口和出气口；
所述通气管设置于所述箱体的内部，所述通气管的两端分别连接所述进气口和所述出气口；
所述催化结构设置在所述通气管的内部；
所述微波发射装置连接在所述箱体的顶部，所述微波发射装置发射的微波能够穿透所述通气管并作用于所述催化结构。
可选地，所述箱体的进气口一侧连接有进气管，所述箱体的出气口一侧连接有出气管。
可选地，所述箱体的进气口、所述箱体的出气口、所述进气管和所述出气管上均设置有法兰盘；
所述箱体的进气口和所述进气管通过所述法兰盘连接，所述箱体的出气口和所述出气管通过所述法兰盘连接。
可选地，所述微波降解单体多个连用，多个所述微波降解单体依次连接，以形成微波降解组。
可选地，所述微波降解组的端部的进气口一侧连接有进气管，所述微波降解组的端部的出气口一侧连接有出气管。
可选地，所述微波降解组的进气口、所述微波降解组的出气口、所述进气管和所述出气管上均设置有法兰盘，所述微波降解组的进气口和所述进气管通过所述法兰盘连接，所述微波降解组的出气口和所述出气管通过所述法兰盘连接。
可选地，所述微波发射装置包括微波发生器和激励腔；
所述激励腔与所述微波发生器连接，所述激励腔的底部与所述箱体的顶部连通。
可选地，所述催化结构包括催化剂和催化剂载体；
所述催化剂载体为多孔材料；
所述催化剂附着在所述催化剂载体上。
可选地，相邻两个所述箱体的进气口和出气口之间设置有金属屏蔽网。
可选地，所述箱体的进气口和出气口处均设置有圆柱型截止波导。
采用本申请提供的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，包括微波降解单体，微波降解单体包括箱体、通气管、微波发射装置和催化结构，其中，箱体的相对的两端分别开设有进气口和出气口，通气管设置于箱体的内部，通气管的两端分别连接进气口和出气口，催化结构设置在通气管的内部，微波发射装置连接在箱体的顶部，微波发射装置发射的微波能够穿透通气管并作用于催化结构。通过在箱体的顶部设置微波发射装置，并在箱体内部设置通气管，通气管内设置催化结构，微波发射装置发射的微波进入箱体的内部，并穿透通气管，作用于催化结构，使催化结构上的催化剂能够达到活性温度，并在气体从通气管内通过时，对气体进行降解，从而能够减少耗能和设备成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置的内部结构示意图；
图2是本发明实施例中另一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置的内部结构示意图；
图3是本发明实施例中一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置的立体结构示意图。
附图标记说明：
1-箱体、2-通气管、3-微波发射装置、4-催化结构、5-进气管、6-出气管、7-法兰盘、31-微波发生器、32-激励腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，对废气的处理有焚烧法、催化氧化法、吸收法、冷凝回收法等。焚烧法存在能耗高，需要大量的燃料，运行成本高；催化氧化法是用电加热的方式，存在能耗较高；吸收法净化效率不高，会带来二次污染；冷凝回收法对低浓度的处理成本较高当前各种方法都存在局限性，在能耗、成本和处理效率上都存在问题。
为克服上述问题，本申请提出一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，旨在使用微波作用于催化结构，进而对通气管中的气体进行降解，以减少耗能和设备成本。
参考图1和图2，图1是本发明实施例中一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置的内部结构示意图，图2是本发明实施例中另一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置的内部结构示意图，图3是本发明实施例中一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置的立体结构示意图，如图1至图3所示，所述微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，包括：
微波降解单体，所述微波降解单体包括箱体1、通气管2、微波发射装置3和催化结构4；
所述箱体1的相对的两端分别开设有进气口和出气口；
所述通气管2设置于所述箱体1的内部，所述通气管2的两端分别连接所述进气口和所述出气口；
所述催化结构4设置在所述通气管2的内部；
所述微波发射装置3连接在所述箱体1的顶部，所述微波发射装置3发射的微波能够穿透所述通气管2并作用于所述催化结构4。
在本实施方式中，微波降解单体包括箱体1、通气管2、微波发射装置3和催化结构4，其中，箱体1的相对的两端分别开设有进气口和出气口，进气口用于气体进入箱体1，出气口用于将处理后的废气排出箱体1内，通气管2设置于箱体1的内部，通气管2的两端分别连接进气口和出气口，以便需要处理的气体进入箱体1后，在通气管2内流动，箱体1的顶部设置微波发射装置3，并在箱体1内部设置通气管2，通气管2内设置催化结构4，微波发射装置3发射的微波进入箱体1的内部，并穿透通气管2，作用于催化结构4，使催化结构4上的催化剂能够达到活性温度，并在气体从通气管2内通过时，对气体进行降解，从而能够减少耗能和设备成本。
基于上述微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，本申请提供以下一些具体可实施方式的示例，在互不抵触的前提下，各个示例之间可任意组合，以形成一种新的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置。应当理解的，对于由任意示例所组合形成的一种新的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，均应落入本申请的保护范围。
继续参考图1至图3，在一种可行的实施方式中，所述箱体1的进气口一侧连接有进气管5，所述箱体1的出气口一侧连接有出气管6。
在本实施方式中，箱体1的进气口一侧连接有进气管5，箱体1的出气口一侧连接有出气管6，以便气体从进气管5进入箱体1，并从出气管6输出箱体1。进气口和出气口可用于与其它设备或者管路进行连接。
在一种可行的实施方式中，所述箱体1的进气口、所述箱体1的出气口、所述进气管5和所述出气管6上均设置有法兰盘7；
所述箱体1的进气口和所述进气管5通过所述法兰盘7连接，所述箱体1的出气口和所述出气管6通过所述法兰盘7连接。
在本实施方式中，箱体1的进气口、箱体1的出气口、进气管5和出气管6上均设置有法兰盘7，以便箱体1的进气口和进气管5通过法兰盘7连接，以及，箱体1的出气口和出气管6通过法兰盘7连接，从而能够方便箱体1与进气管5和出气管6之间的拆卸和安装。
在一种可行的实施方式中，所述微波降解单体多个连用，多个所述微波降解单体依次连接，以形成微波降解组。
在本实施方式中，微波降解单体有多个，多个微波降解单体依次连接，以形成微波降解组，从而能够使需要处理的气体经过多次处理，以得到更好的处理效果，具体地，微波降解单体的出气口一侧与下一个微波降解单体的进气口一侧连接，从而使多个微波降解单体依次连接，具体可使用法兰盘7连接，以方便拆装。
在一种可行的实施方式中，微波降解组的端部的进气口一侧连接有进气管5，微波降解组的端部的出气口一侧连接有出气管6，以便待处理的气体通过进气管5从微波降解组的端部进入，并依次通过多个微波降解单体的处理后，从微波降解组的另一端的出气管6排出。
在一种可行的实施方式中，微波降解组的进气口、微波降解组的出气口、进气管5和出气管6上均设置有法兰盘7，微波降解组的进气口和进气管5通过法兰盘7连接，微波降解组的出气口和出气管6通过法兰盘7连接，微波降解组通过法兰盘7与进气管5和出气管6连接，以方便拆卸和安装。
在一种可行的实施方式中，所述微波发射装置3包括微波发生器31和激励腔32，激励腔32与微波发生器相连接31，激励腔32的底部与箱体1的顶部连通，微波发生器31发出的微波通过激励腔32进入箱体1的内部。
在一种可行的实施方式中，所述微波发射装置3包括微波发生器31、激励腔32和波导33；
所述激励腔32的顶部连接所述微波发生器31，所述激励腔32的底部通过所述波导33与所述箱体1的顶部连通。
在本实施方式中，微波发射装置3包括微波发生器31、激励腔32和波导33，激励腔32的顶部连接微波发生器31，激励腔32的底部通过波导33与箱体1的顶部连通，波导33为上小下大的喇叭口状，且波导33的底部设置有石英窗，以避免杂物进入微波发射装置3，微波发生器31发出的微波通过激励腔32和波导33传入箱体1的内部。
在一种可行的实施方式中，所述催化结构4包括催化剂和催化剂载体；
所述催化剂载体为多孔材料，以便通气管2内的气体穿过所述催化剂载体；
所述催化剂附着在所述催化剂载体上。
在本实施方式中，催化结构4包括催化剂和催化剂载体，其中，催化剂载体为多孔材料，通孔用于通气管2内的气体穿过催化剂载体，催化剂设置在催化剂载体上，进入箱体1内的微波能够穿透通气管2，作用于催化剂载体上的催化剂，从而对对催化剂进行加热达到活性温度，待处理的废气与催化剂接触发生催化氧化反应，VOCs被转化为无害的无机小分子。具体地，催化剂载体可为球状，也可为蜂窝状。
在一种可行的实施方式中，相邻两个所述箱体1的进气口和出气口之间设置有金属屏蔽网，金属屏蔽网能够避免微波从进气口或出气口漏出，且不影响气体进出箱体1。
在一种可行的实施方式中，箱体1的进气口和出气口处均设置有圆柱型截止波导32，圆柱型截止波导32能够避免微波从进气口或出气口漏出，且不影响气体进出箱体1。
应当理解地，本申请说明书尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，包括：
微波降解单体，所述微波降解单体包括箱体(1)、通气管(2)、微波发射装置(3)和催化结构(4)；
所述箱体(1)的相对的两端分别开设有进气口和出气口；
所述通气管(2)设置于所述箱体(1)的内部，所述通气管(2)的两端分别连接所述进气口和所述出气口；
所述催化结构(4)设置在所述通气管(2)的内部；
所述微波发射装置(3)连接在所述箱体(1)的顶部，所述微波发射装置(3)发射的微波能够穿透所述通气管(2)并作用于所述催化结构(4)。
2.根据权利要求1所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
所述箱体(1)的进气口一侧连接有进气管(5)，所述箱体(1)的出气口一侧连接有出气管(6)。
3.根据权利要求2所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
所述箱体(1)的进气口、所述箱体(1)的出气口、所述进气管(5)和所述出气管(6)上均设置有法兰盘(7)；
所述箱体(1)的进气口和所述进气管(5)通过所述法兰盘(7)连接，所述箱体(1)的出气口和所述出气管(6)通过所述法兰盘(7)连接。
4.根据权利要求1所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
所述微波降解单体多个连用，多个所述微波降解单体依次连接，以形成微波降解组。
5.根据权利要求4所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
所述微波降解组的端部的进气口一侧连接有进气管(5)，所述微波降解组的端部的出气口一侧连接有出气管(6)。
6.根据权利要求5所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
所述微波降解组的进气口、所述微波降解组的出气口、所述进气管(5)和所述出气管(6)上均设置有法兰盘(7)，所述微波降解组的进气口和所述进气管(5)通过所述法兰盘(7)连接，所述微波降解组的出气口和所述出气管(6)通过所述法兰盘(7)连接。
7.根据权利要求1所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
所述微波发射装置(3)包括微波发生器(31)和激励腔(32)；
所述激励腔(32)与所述微波发生器相连接(31)，所述激励腔(32)的底部与所述箱体(1)的顶部连通。
8.根据权利要求1所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
所述催化结构(4)包括催化剂和催化剂载体；
所述催化剂载体为多孔材料；
所述催化剂附着在所述催化剂载体上。
9.根据权利要求4所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
相邻两个所述箱体(1)的进气口和出气口之间设置有金属屏蔽网。
10.根据权利要求4所述的微波辅助催化氧化VOCs气体降解的装置，其特征在于，
所述箱体(1)的进气口和出气口处均设置有圆柱型截止波导(32)。
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