CN118001921B - 一种光催化降解氨气的降解装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氨气降解领域，尤其涉及一种光催化降解氨气的降解装置，包括降解箱，降解箱一侧设置有气瓶，气瓶通过进气管路与降解箱相连通，降解箱内设置有多组降解构件，每组降解构件由若干降解容器上下组装形成，降解容器内部的中央设置有锥形部，锥形部侧壁上周向贯穿设置有通孔，锥形部顶端转动安装有转动块，转动块两侧通过连接部设置有扫刮板，扫刮板底面与通孔的高度位置相平齐，转动块内贯穿设置有空心转轴套，空心转轴套与转动块形成限位配合，空心转轴套的内腔中设置有光源管。本发明能够利用上下分层的降解容器实现对氨气的多级降解过程，大大提高了对氨气的降解效率和降解效果。

Description

一种光催化降解氨气的降解装置

技术领域

本发明涉及氨气降解技术领域，尤其涉及一种光催化降解氨气的降解装置。

背景技术

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急剧增加，已成为环境的主要污染源并引起了各界的关注。由于氨氮的存在给水处理带来了困难，如何经济有效地控制氨氮废水污染已经成为当今环境工作者所面临的重大课题。光催化技术具有能耗低、操作简便、反应条件温和、无二次污染等突出优点，因而被许多研究人员应用于氨氮的处理研究中。

目前利用光催化技术降解氨气的过程中，经常用到二氧化钛作为催化剂，利用溶胶-凝胶法制备二氧化钛薄膜，然后在光照条件下通入氨气，便可对氨气进行降解过程。但是二氧化钛光催化的降解效率降低，且现有降解设备不能直观反映针对不同浓度氨气其降解效果之间的差异。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化降解氨气的降解装置，旨在解决上述技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种光催化降解氨气的降解装置，包括降解箱，所述降解箱一侧设置有气瓶，所述气瓶内填充有从氨氮废水中抽滤出的氨气，所述气瓶通过进气管路与降解箱相连通，所述降解箱内设置有多组降解构件，每组降解构件由若干降解容器上下组装形成，所述降解容器内部的中央设置有锥形部，所述锥形部侧壁上周向贯穿设置有通孔，所述锥形部顶端转动安装有转动块，所述转动块两侧通过连接部设置有扫刮板，所述扫刮板底面与通孔的高度位置相平齐，所述转动块内贯穿设置有空心转轴套，所述空心转轴套与转动块形成限位配合，所述空心转轴套的内腔中设置有光源管，所述降解箱顶部设置有箱盖，所述箱盖上固定安装有电机，所述空心转轴套顶端与电机输出端相连接，所述空心转轴套底端与降解箱转动配合。

所述降解容器底端设置有定位块，所述降解容器顶端设置有与定位块相对应的定位孔，上方降解容器的定位块与下方降解容器的定位孔相配合以完成组装，上下相邻的降解容器之间设置有密封垫，最上方所述降解容器的一侧贯穿连通有出气管路，所述出气管路另一端与吸收溶液箱相连通，其他所述降解容器的一侧贯穿连通有检测管路，所述检测管路上方设置有试纸支架。

作为本发明进一步的方案：所述进气管路连接有多个进气支管，所述进气支管与降解构件一一对应设置，每个所述进气支管上均设置有进气流量阀，所述降解箱内的底部贯穿设置有与降解容器相对应的进气孔，所述进气孔内设置有密封管套，所述进气支管安装在密封管套内并与进气孔相连通。

作为本发明进一步的方案：所述出气管路包括出气支管和出气主管，所述出气支管一端与每组降解构件中最上方的降解容器相连通，所述出气支管另一端与出气主管一端相连通，所述出气主管另一端通入到吸收溶液箱内的吸收溶液中，每个所述出气支管上均设置有开关阀以及氨气浓度检测计。

作为本发明进一步的方案：所述转动块外侧周向设置有转动环凸，所述锥形部内壁上周向设置有转动环槽，所述转动环凸适配转动安装于转动环槽内。

作为本发明进一步的方案：所述转动块内壁上设置有限位槽，所述空心转轴套外侧设置有限位块，所述限位块适配滑动安装于限位槽内。

作为本发明进一步的方案：所述降解箱一侧设置有延伸板，所述吸收溶液箱固定设置在延伸板上，所述试纸支架两端通过固定座架置在延伸板上方，所述试纸支架上设置有安装槽，所述安装槽内设置有湿润石蕊试纸，所述检测管路的出气端正对着湿润石蕊试纸。

作为本发明进一步的方案：所述降解箱内的底部设置有与最下方降解容器的定位块相适配的安装孔，所述箱盖盖合在最上方降解容器的顶端，且所述箱盖与降解容器之间设置有密封垫。

本发明的有益效果：

（1）通过设置上下组装的降解容器，由于扫刮板底面与通孔的高度位置相平齐，并且空心转轴套与转动块限位配合，当电机带动空心转轴套旋转时，每个降解容器内的转动块都开始同步带动，并利用扫刮板将溶胶液进行均匀涂刮，保证每个降解容器内的二氧化钛溶胶涂刮一致，在降解过程中，氨气从与溶胶液面平齐的通孔进入降解容器，从而使得氨气能够充分在溶胶表面流动，并在光照条件下进行有效降解，由于氨气比空气轻，此过程中未及时降解的氨气将向上流动并经过通孔进入上方的降解容器内继续进行降解吸收，从而能够利用上下分层的降解容器实现对氨气的多级降解过程，大大提高了对氨气的降解效率和降解效果。

（2）通过设置进气管路和出气管路，在进气过程中，通过控制不同进气支管的进气流量阀开启不同的开度，使得进入不同降解构件中的氨气浓度也有所不同，氨气在经过降解后，同步打开出气支管上的开关阀，利用氨气浓度检测计测定在相同条件下经过相同反应后的氨气浓度，通过比较每组氨气前后浓度的差值大小，可以直观反映出当前降解环境下对不同浓度氨气降解效果之间的差异，从而有利于针对不同浓度氨气对降解环境进行有利调整。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的另一整体结构示意图。

图3是本发明中降解箱的内部结构示意图。

图4是图3中A处的放大结构示意图。

图5是图3中B处的放大结构示意图。

图6是图3中C处的放大结构示意图。

图7是本发明中降解容器的结构示意图。

图8是本发明中转动块的结构示意图。

图9是本发明中降解箱的截面示意图。

图10是本发明中出气管路的结构示意图。

图中：1、降解箱；101、箱盖；102、电机；103、延伸板；104、进气孔；105、密封管套；2、气瓶；3、进气管路；301、进气支管；302、进气流量阀；4、出气管路；401、出气支管；402、出气主管；403、开关阀；404、氨气浓度检测计；5、检测管路；6、吸收溶液箱；7、降解容器；701、锥形部；7011、通孔；7012、转动环槽；702、转动块；7021、连接部；7022、扫刮板；7023、转动环凸；7024、限位槽；703、定位块；704、定位孔；705、密封垫；8、空心转轴套；801、光源管；802、限位块；9、试纸支架；901、安装槽；902、湿润石蕊试纸。

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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4所示，本发明为一种光催化降解氨气的降解装置，包括降解箱1，降解箱1一侧设置有气瓶2，气瓶2内填充有从氨氮废水中抽滤出的氨气，气瓶2通过进气管路3与降解箱1相连通，降解箱1内设置有多组降解构件，每组降解构件由若干降解容器7上下组装形成，降解容器7内部的中央设置有锥形部701，锥形部701侧壁上周向贯穿设置有通孔7011，锥形部701顶端转动安装有转动块702，转动块702两侧通过连接部7021设置有扫刮板7022，扫刮板7022底面与通孔7011的高度位置相平齐，转动块702内贯穿设置有空心转轴套8，空心转轴套8与转动块702形成限位配合，空心转轴套8的内腔中设置有光源管801，降解箱1顶部设置有箱盖101，箱盖101上固定安装有电机102，空心转轴套8顶端与电机102输出端相连接，空心转轴套8底端与降解箱1转动配合。

如图5和图9所示，降解容器7底端设置有定位块703，降解容器7顶端设置有与定位块703相对应的定位孔704，上方降解容器7的定位块703与下方降解容器7的定位孔704相配合以完成组装，上下相邻的降解容器7之间设置有密封垫705，最上方降解容器7的一侧贯穿连通有出气管路4，出气管路4另一端与吸收溶液箱6相连通，其他降解容器7的一侧贯穿连通有检测管路5，检测管路5上方设置有试纸支架9。

具体的，通过设置上下组装的降解容器7，在降解之前，首先在最上方的降解容器7内灌入提前制备的二氧化钛溶胶，溶胶液会从通孔7011滴入到下方的降解容器7内，直到所有降解容器7都添加了适量的溶胶液，由于扫刮板7022底面与通孔7011的高度位置相平齐，并且空心转轴套8与转动块702限位配合，当电机102带动空心转轴套8旋转时，每个降解容器7内的转动块702都开始同步带动，并利用扫刮板7022将溶胶液进行均匀涂刮，保证每个降解容器7内的二氧化钛溶胶涂刮一致，并打开光源管801，然后氨气通过进气管路3从气瓶2开始通入到最下方的降解容器7内，氨气从与溶胶表面平齐的通孔7011进入降解容器7，从而使得氨气能够充分在溶胶表面流动，并在光照条件下进行有效降解，由于氨气比空气轻，此过程中未及时降解的氨气将向上流动并经过通孔7011进入上方的降解容器7内继续进行降解吸收，从而能够利用上下分层的降解容器7实现对氨气的多级降解过程，大大提高了对氨气的降解效率和降解效果。

需注意的是，在添加溶胶液时，为了防止溶胶液从最下方降解容器7的通孔7011中渗漏，需要在组装降解容器7时，在最下方降解容器7的内壁上提前设置液位传感器，并使液位传感器的高度位置不高于通孔7011，这样在添加溶胶液时，当最下方降解容器7内溶胶液的液面高度抵达液位传感器的高度位置时，能够及时发送信号立即停止添加溶胶，避免溶胶液发生渗漏。

如图3和图6所示，进气管路3连接有多个进气支管301，进气支管301与降解构件一一对应设置，每个进气支管301上均设置有进气流量阀302，降解箱1内的底部贯穿设置有与降解容器7相对应的进气孔104，进气孔104内设置有密封管套105，进气支管301安装在密封管套105内并与进气孔104相连通。

如图10所示，出气管路4包括出气支管401和出气主管402，出气支管401一端与每组降解构件中最上方的降解容器7相连通，出气支管401另一端与出气主管402一端相连通，出气主管402另一端通入到吸收溶液箱6内的吸收溶液中，每个出气支管401上均设置有开关阀403以及氨气浓度检测计404。

具体的，通过设置进气管路3和出气管路4，在进气过程中，通过控制不同进气支管301的进气流量阀302开启不同的开度，使得进入不同降解构件中的氨气浓度也有所不同，氨气在经过降解后，同步打开出气支管401上的开关阀403，利用氨气浓度检测计404测定在相同条件下经过相同反应后的氨气浓度，通过比较每组氨气前后浓度的差值大小，可以直观反映出当前降解环境下对不同浓度氨气降解效果之间的差异，从而有利于针对不同浓度氨气对降解环境（二氧化钛溶胶浓度、光源亮度、反应时间等等）进行有利调整。

如图4所示，转动块702外侧周向设置有转动环凸7023，锥形部701内壁上周向设置有转动环槽7012，转动环凸7023适配转动安装于转动环槽7012内。

如图7和图8所示，转动块702内壁上设置有限位槽7024，空心转轴套8外侧设置有限位块802，限位块802适配滑动安装于限位槽7024内。

具体的，利用转动环凸7023与转动环槽7012的配合，能够对转动块702进行上下位移约束，避免其发生上下晃动，始终稳定地保持在锥形部701上进行转动，进而有利于提高扫刮板7022在刮涂溶胶液时的稳定性与均匀性；利用限位块802与限位槽7024的配合，使得空心转轴套8在发生旋转时能够同步带动转动块702进行转动，利用限位块802的限位约束作用以避免空心转轴套8与转动块702之间发生相对转动。

如图2和图10所示，降解箱1一侧设置有延伸板103，吸收溶液箱6固定设置在延伸板103上，试纸支架9两端通过固定座架置在延伸板103上方，试纸支架9上设置有安装槽901，安装槽901内设置有湿润石蕊试纸902，检测管路5的出气端正对着湿润石蕊试纸902。

具体的，检测管路5上靠近出气端的位置设置有阀门（图中未画出），在降解反应未完成时，该阀门始终保持关闭以避免氨气泄露，而在降解反应一段时间后，打开阀门，降解容器7内的气体会通过检测管路5排出，此时如果湿润石蕊试纸902变蓝，则说明除了最上方的降解容器7外，其它降解容器7内仍有氨气存在，要么是氨气降解不完全，要么是初始的氨气浓度过大，则可以通过湿润石蕊试纸902的颜色变化判断降解容器7内氨气的降解情况。

本实施例中，降解箱1内的底部设置有与最下方降解容器7的定位块703相适配的安装孔，箱盖101盖合在最上方降解容器7的顶端，且箱盖101与降解容器7之间设置有密封垫705。

本发明的工作原理：如图1-图10所示，在降解之前，首先在最上方的降解容器7内灌入提前制备的二氧化钛溶胶，溶胶液会从通孔7011滴入到下方的降解容器7内，直到所有降解容器7都添加了适量的溶胶液，由于扫刮板7022底面与通孔7011的高度位置相平齐，并且空心转轴套8与转动块702限位配合，当电机102带动空心转轴套8旋转时，每个降解容器7内的转动块702都开始同步带动，并利用扫刮板7022将溶胶液进行均匀涂刮，保证每个降解容器7内的二氧化钛溶胶涂刮一致，并打开光源管801，然后氨气通过进气管路3从气瓶2开始通入到最下方的降解容器7内，在进气过程中，通过控制不同进气支管301的进气流量阀302开启不同的开度，使得进入不同降解构件中的氨气浓度也有所不同，氨气从与溶胶表面平齐的通孔7011进入降解容器7，从而使得氨气能够充分在溶胶表面流动，并在光照条件下进行有效降解，由于氨气比空气轻，此过程中未及时降解的氨气将向上流动并经过通孔7011进入上方的降解容器7内继续进行降解吸收，从而能够利用上下分层的降解容器7实现对氨气的多级降解过程，大大提高了对氨气的降解效率和降解效果。氨气在经过降解后，同步打开出气支管401上的开关阀403，利用氨气浓度检测计404测定在相同条件下经过相同反应后的氨气浓度，通过比较每组氨气前后浓度的差值大小，可以直观反映出当前降解环境下对不同浓度氨气降解效果之间的差异，从而有利于针对不同浓度氨气对降解环境进行有利调整。最后排出的尾气经过出气主管402通入到吸收溶液箱6内的吸收溶液中，完成整个降解过程。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种光催化降解氨气的降解装置，包括降解箱（1），所述降解箱（1）一侧设置有气瓶（2），所述气瓶（2）内填充有从氨氮废水中抽滤出的氨气，所述气瓶（2）通过进气管路（3）与降解箱（1）相连通，其特征在于，所述降解箱（1）内设置有多组降解构件，每组降解构件由若干降解容器（7）上下组装形成，所述降解容器（7）内部的中央设置有锥形部（701），所述锥形部（701）侧壁上周向贯穿设置有通孔（7011），所述锥形部（701）顶端转动安装有转动块（702），所述转动块（702）两侧通过连接部（7021）设置有扫刮板（7022），所述扫刮板（7022）底面与通孔（7011）的高度位置相平齐，所述转动块（702）内贯穿设置有空心转轴套（8），所述空心转轴套（8）与转动块（702）形成限位配合，所述空心转轴套（8）的内腔中设置有光源管（801），所述降解箱（1）顶部设置有箱盖（101），所述箱盖（101）上固定安装有电机（102），所述空心转轴套（8）顶端与电机（102）输出端相连接，所述空心转轴套（8）底端与降解箱（1）转动配合；

所述降解容器（7）底端设置有定位块（703），所述降解容器（7）顶端设置有与定位块（703）相对应的定位孔（704），上方降解容器（7）的定位块（703）与下方降解容器（7）的定位孔（704）相配合以完成组装，上下相邻的降解容器（7）之间设置有密封垫（705），最上方所述降解容器（7）的一侧贯穿连通有出气管路（4），所述出气管路（4）另一端与吸收溶液箱（6）相连通，其他所述降解容器（7）的一侧贯穿连通有检测管路（5），所述检测管路（5）上方设置有试纸支架（9）；

所述进气管路（3）连接有多个进气支管（301），所述进气支管（301）与降解构件一一对应设置，每个所述进气支管（301）上均设置有进气流量阀（302），所述降解箱（1）内的底部贯穿设置有与降解容器（7）相对应的进气孔（104），所述进气孔（104）内设置有密封管套（105），所述进气支管（301）安装在密封管套（105）内并与进气孔（104）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种光催化降解氨气的降解装置，其特征在于，所述出气管路（4）包括出气支管（401）和出气主管（402），所述出气支管（401）一端与每组降解构件中最上方的降解容器（7）相连通，所述出气支管（401）另一端与出气主管（402）一端相连通，所述出气主管（402）另一端通入到吸收溶液箱（6）内的吸收溶液中，每个所述出气支管（401）上均设置有开关阀（403）以及氨气浓度检测计（404）。

3.根据权利要求1所述的一种光催化降解氨气的降解装置，其特征在于，所述转动块（702）外侧周向设置有转动环凸（7023），所述锥形部（701）内壁上周向设置有转动环槽（7012），所述转动环凸（7023）适配转动安装于转动环槽（7012）内。

4.根据权利要求3所述的一种光催化降解氨气的降解装置，其特征在于，所述转动块（702）内壁上设置有限位槽（7024），所述空心转轴套（8）外侧设置有限位块（802），所述限位块（802）适配滑动安装于限位槽（7024）内。

5.根据权利要求1所述的一种光催化降解氨气的降解装置，其特征在于，所述降解箱（1）一侧设置有延伸板（103），所述吸收溶液箱（6）固定设置在延伸板（103）上，所述试纸支架（9）两端通过固定座架置在延伸板（103）上方，所述试纸支架（9）上设置有安装槽（901），所述安装槽（901）内设置有湿润石蕊试纸（902），所述检测管路（5）的出气端正对着湿润石蕊试纸（902）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种光催化降解氨气的降解装置，其特征在于，所述降解箱（1）内的底部设置有与最下方降解容器（7）的定位块（703）相适配的安装孔，所述箱盖（101）盖合在最上方降解容器（7）的顶端，且所述箱盖（101）与降解容器（7）之间设置有密封垫（705）。