CN114797444A - 臭氧增强微波催化氧化处理废气的方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了臭氧增强微波催化氧化处理废气的方法及其控制系统，涉及废气处理技术领域，该方法包括：获取臭氧浓度与进气口气体风量；基于臭氧浓度与进气口风量，确定微波源的第一功率；基于第一功率，对反应腔中的废气进行处理。本发明基于获取的臭氧浓度和进气口废气的风量，控制微波源的使用功率，提高了废气的处理效率，降低了反应能耗，装置结构简单，应用范围更加广泛。

Description

臭氧增强微波催化氧化处理废气的方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体而言，涉及臭氧增强微波催化氧化处理废气的方法及其控制系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，环境污染问题日益显著。传统的能源消耗较大，污染物排放量仍旧是最大的问题，突出的环境问题严重制约了我国的经济可持续发展问题，因此环境治理问题得到的各部门的重视。

现有技术中，为了提高对废气的处理效率，从而使得排放达到国家排放标准，该领域的研究者发明了众多的方法提高废气的处理能力。例如，通过将活性炭颗粒投放到处理设备中，通入臭氧氧化气体，在活性炭的推动下，在设备的内外筒形成空间循环，对废气进行处理。

然而，现有技术中，基于臭氧氧化处理废气的技术中存在废气处理效率差，常常因为了保证处理效果，增加了设备制作成本，增加处理费用的问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中飞灰的处理存在的不足，提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气方法及其控制系统，以解决现有技术中存在废气处理效率差，常常因为了保证处理效果，增加了设备制作成本，增加处理费用的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了臭氧增强微波催化氧化处理废气方法，所述方法应用于臭氧增强微波催化氧化处理废气装置，所述方法包括：

获取臭氧浓度与进气口气体风量；

基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率；

基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。

可选的，所述基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理，之后还包括：

获取出气口处气体浓度与所述反应腔的温度；

基于所述气体浓度，调节所述微波源的功率，得到目标功率；

基于所述目标功率对所述废气进行处理。

第二方面，本发明公开了臭氧增强微波催化氧化处理废气控制系统，所述控制系统包括：获取模块、确定模块和处理模块，其中，

所述获取模块，用于获取臭氧浓度与进气口气体风量；

所述确定模块，用于基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率；

所述处理模块，用于基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。

第三方面，本发明还公开了臭氧增强微波催化氧化处理废气装置，所述装置包括：进气口、臭氧发生器、混合腔、反应腔、微波源、催化剂载体和出气口；

其中，所述微波源设置在所述反应腔的外壁；所述混合腔与所述反应腔连接；所述催化剂载体设置在所述反应腔内；所述臭氧发生器与所述混合腔连接；废气从所述进气口进入所述混合腔，与所述臭氧发生器中产生的臭氧混合后，经所述反应腔的处理从所述出气口排出。

第四方面，本发明又公开了电子设备，所述电子设备包括：包括处理器、存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述装置执行如第一方面所述的臭氧增强微波催化氧化处理废气方法。

第五方面，本发明还公开了计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行如第一方面所述的臭氧增强微波催化氧化处理废气方法。

本发明的有益效果是：臭氧增强微波催化氧化处理废气的处理方法及其控制系统，该方法包括：获取臭氧浓度与进气口气体风量；基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率；基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。本发明基于获取的臭氧浓度和进气口废气的风量，控制微波源的使用功率，提高了废气的处理效率，降低了反应能耗，装置结构简单，应用范围更加广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气方法流程示意图；

图2为本发明另一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气装置示意图；

图3为本发明另一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气控制系统示意图；

图4为本发明另一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气设备示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气方法流程示意图；图2为本发明另一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气装置示意图；图3为本发明另一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气控制系统示意图；图4为本发明另一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气设备示意图。以下将结合图1至图4，对本发明实施例所提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气过程进行详细说明。

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。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的实施例提供了臭氧增强微波催化氧化处理废气方法，应用于臭氧增强微波催化氧化处理废气装置中。下面结合图1，对该方法包括的步骤进行具体介绍。

步骤101：获取臭氧浓度与进气口气体风量。

本发明实施例中，臭氧增强微波催化氧化处理废气装置的进气口位置处设置浓度传感器，臭氧发生器产生臭氧，并将产生的臭氧通入混合腔中，混合腔中还设置浓度传感器，浓度传感器用于检测臭氧的浓度，并将获取的浓度和风量信息发送至控制器。

步骤102：基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率。

本发明实施例中，第一功率是当前时间下，控制器根据废气风量和臭氧浓度对应的微波源工作功率；控制器根据接收到的传感器采集的数据，确定当前废气风量和臭氧浓度对应的微波源工作功率，并基于确定的微波功率对反应腔中的废气进行处理。

步骤103：基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。

本发明实施例中，步骤103基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理，还包括：

获取出气口处气体浓度与所述反应腔的温度；基于所述气体浓度，调节所述微波源的功率，得到目标功率；基于所述目标功率对所述废气进行处理。

本发明实施例中，反应腔内设置温度传感器，用于实时检测反应腔内部温度，并将数据发送至控制器；控制器确定当前时刻反应腔的温度大于预设温度时，发出警告信号；可选的，控制器确定当前时刻反应腔的温度大于预设温度时，降低微波源功率，从而达到降低反应腔的温度。

具体的，控制器还可以获取出气口处气体浓度，确定废气处理结果不达标时，增加微波源功率，得到目标功率，对反应腔废气进行处理。

可选的，控制器根据获取出气口处气体浓度与所述反应腔的温度同时不满足对应的预设条件时，增大微波源的工作功率的同时，开启反应腔降温开关，对反应腔进行降温，从而在高效处理废气的同时，提高了装置的安全性。

本发明实施例中，公开的臭氧增强微波催化氧化处理废气的处理方法及其控制系统，该方法包括：获取臭氧浓度与进气口气体风量；基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率；基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。本发明基于获取的臭氧浓度和进气口废气的风量，控制微波源的使用功率，提高了废气的处理效率，降低了反应能耗，装置结构简单，应用范围更加广。

在另可行的实施例中，本发明还提供了臭氧增强微波催化氧化处理废气装置，如图2所示，该臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，所述装置包括：进气口1、臭氧发生器2、混合腔3、反应腔4、微波源5、催化剂载体6和出气口7；

其中，所述微波源5设置在所述反应腔4的外壁；所述混合腔3与所述反应腔4连接；所述催化剂载体6设置在所述反应腔4内；所述臭氧发生器2与所述混合腔3连接；废气从所述进气口1进入所述混合腔3，与所述臭氧发生器2中产生的臭氧混合后，经所述反应腔4的处理从所述出气口7排出。

需要说明的是，本发明利用微波激发催化剂，臭氧在催化剂表面分解产生氧原子，并与吸附的有机物发生反应。基于该方法能增加传统微波催化氧化废气处理系统的效率，且降低反应温度和能耗，同时降低剩余臭氧浓度。

本发明实施例中，催化剂载体5为多孔陶瓷载体；催化剂载体5上附着催化剂；催化剂为金属氧化物。

示例性的，反应腔4内部均匀设置多个催化剂载体5，可选的，催化剂载体为三氧化二铝多孔陶瓷，在多孔陶瓷的表面设置金属氧化物催化剂。例如，催化剂为氧化锰、氧化镍以及三氧化二铈。

可选的，催化剂附着在催化剂载体的方法多种多样，包括直接涂覆法、溶胶-凝胶法、粘结法和粘贴法，实验表明，基于粘结法将金属氧化物催化剂附着在催化剂载体上，催化剂的流失率最低。

具体的，微波源5包括至少一个，所述微波源5还包括功分器和辐射器。

本发明实施例中，微波源5是指产生微波能量的装置称为微波源。这里，微波源5包括多个，多个微波源阵列式分布在MW-LEP处理器的顶部。微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到微波加热的目的。

采用微波加热，具有以下优点：加热时间短；热能利用率高，节省能源；加热均匀；微波源易于控制，微波还能诱导催化反应的发生。

微波是由微波源产生的，微波源主要由大功率磁控管构成。磁控管是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，能产生大功率的微波能，例如4250MHz的磁波管可以得到5MHz，而4250MHz速调管可得到30MHz，所以微波技术可以应用到废水处理技术领域。

本发明实施例中，微波源5的工作频率包括：433MHz、915MHz、2.45GHz；微波源5的功率取值范围200W-100kW。

可选的，臭氧增强微波催化氧化废气处理装置还包括控制器和传感器；所述传感器与所述控制器连接；所述传感器包括浓度传感器、风量传感器和温度传感器；其中，混合腔内设置所述浓度传感器和所述风量传感器；反应腔内设置温度传感器。

本发明实施例中，臭氧增强微波催化氧化废气处理装置中控制器连接各个传感器，并连接微波源。传感器采集数据，并将采集的数据实时上传至控制器，控制器基于获取的数据控制微波源的工作功率，实现对装置的动态调节，降低装置的功耗，更加节能。

示例性的，混合腔3中安装风量传感器和浓度传感器，用于监测混合腔3中的废气和臭氧的风量以及浓度参数，进一步的反应腔4中设置温度传感器，用于监测反应腔4的温度，进而调节微波源5的工作功率；出气口7位置处设置浓度传感器，用于检测处理后的气体是否达标，根据出气口处气体的浓度进一步调节微波源5的功率，从而实现对装置反应过程中的各项数据的实时监测，并动态调节，提高装置的处理效率，降低装置的能耗。

本实施例公开了一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，所述装置包括：进气口1、臭氧发生器2、混合腔3、反应腔4、微波源5、催化剂载体6和出气口7；其中，所述微波源5设置在所述反应腔4的外壁；所述混合腔3与所述反应腔4连接；所述催化剂载体6设置在所述反应腔4内；所述臭氧发生器2与所述混合腔3连接；废气从所述进气口1进入所述混合腔3，与所述臭氧发生器2中产生的臭氧混合后，经所述反应腔4的处理从所述出气口7排出。本发明基于微波源作用，激发催化剂的活性，使得臭氧与有机废气反应，加快了废弃的处理效率，降低了反应能耗，装置结构简单，应用范围更加广泛。

如图3所示，为本发明实施例另一实施例中提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气控制系统示意图。该控制系统包括：获取模块301、确定模块302和处理模块303，其中，

所述获取模块301，用于获取臭氧浓度与进气口气体风量；

所述确定模块302，用于基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率；

所述处理模块303，用于基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。

需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。

本发明实施例中，本发明中的臭氧增强微波催化氧化处理废气控制系统，该控制系统包括：获取模块301、确定模块302和处理模块303，其中，所述获取模块301，用于获取臭氧浓度与进气口气体风量；所述确定模块302，用于基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率；所述处理模块303，用于基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。本发明基于获取的臭氧浓度和进气口废气的风量，控制微波源的使用功率，提高了废气的处理效率，降低了反应能耗，装置结构简单，应用范围更加广。

图4为本发明另一实施例提供的臭氧增强微波催化氧化处理废气设备示意图，集成于终端设备或者终端设备的芯片。

该装置包括：存储器401、处理器402。

存储器401用于存储程序，处理器402调用存储器401存储的程序，以执行上述臭氧增强微波催化氧化处理废气方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

优选地，本发明还提供程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (6)

1.臭氧增强微波催化氧化处理废气的方法，所述方法应用于臭氧增强微波催化氧化处理废气装置，其特征在于，所述方法包括：

获取臭氧浓度与进气口气体风量；

基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率；

基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。

2.根据权利要求1所述的臭氧增强微波催化氧化处理废气的方法，其特征在于，所述基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理，之后还包括：

获取出气口处气体浓度与所述反应腔的温度；

基于所述气体浓度，调节所述微波源的功率，得到目标功率；

基于所述目标功率对所述废气进行处理。

3.一种臭氧增强微波催化氧化处理废气控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：获取模块、确定模块和处理模块，其中，

所述获取模块，用于获取臭氧浓度与进气口气体风量；

所述确定模块，用于基于所述臭氧浓度与所述进气口风量，确定微波源的第一功率；

所述处理模块，用于基于所述第一功率，对反应腔中的废气进行处理。

4.一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述装置包括：进气口、臭氧发生器、混合腔、反应腔、微波源、催化剂载体和出气口；

其中，所述微波源设置在所述反应腔的外壁；所述混合腔与所述反应腔连接；所述催化剂载体设置在所述反应腔内；所述臭氧发生器与所述混合腔连接；废气从所述进气口进入所述混合腔，与所述臭氧发生器中产生的臭氧混合后，经所述反应腔的处理从所述出气口排出。

5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：包括处理器、存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述装置执行如权利要求1至2中任一项所述的臭氧增强微波催化氧化处理废气的方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行如权利要求1至2中任一项所述的臭氧增强微波催化氧化处理废气的方法。

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