CN201823097U - 异味气体处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及异味气体处理装置。该装置包括：具备用于产生离子氧的多个电极以使得产生与异味气体分子进行反应的氧离子的离子氧发生器(2)；设置在离子氧发生器的电极上并且用于降解异味气体分子的光触媒层(3)；根据异味气体的风量和反应后气体的浓度调节离子氧的产生量的气体分配控制装置(7)；用于将气体中的大颗粒物去除后送入离子氧发生器的初效过滤网(1)；对经过离子氧发生器(2)和光触媒层(3)处理后的气体进一步过滤其中的杂质和带电物质的静电过滤网(4)；用于收集气体并保证异味气体处理装置处于负压状态的风机(5)。根据，本实用新型，能够提供一种高效率处理各种大风量、多组分异味气体的异味气体处理装置。

Description

异味气体处理装置

技术领域

本实用新型涉及异味气体处理装置，具体涉及一种利用离子氧脉冲放电和光催化来处理异味气体的异味气体处理装置。

背景技术

异味污染是一种大气污染。异味物质种类繁多，来源广泛，对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等还能使人体产生畸变、癌变。异味普遍存在于生活垃圾处理、生活废水和工业废水处理过程。涉及畜禽养殖、转运、屠宰、卫生处理厂以及公厕、交通运输、旅游等各种与人民日常生活关系密切环境。

随着经济的发展和社会的进步，社会对异味污染控制的要求越来越高，异味污染已成为当前我国城镇居民投诉最强烈的环境问题之一，如何净化处理这些有毒有害气体已成为环境保护领域中一个急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够高效率处理各种大风量、多组分异味气体的异味气体处理装置。

本实用新型的异味气体处理装置，其特征在于，包括：离子氧发生器，该离子氧发生器具备用于产生离子氧的电极，以使得产生与异味气体分子进行反应的氧离子；光触媒层，设置在所述离子氧发生器的电极上，用于降解异味气体分子；以及气体分配控制装置，能够按照异味气体的风量和反应后气体的浓度调节离子氧的产生量。

优选地，本实用新型的异味气体处理装置还具备：初效过滤网，用于将气体中的大颗粒物去除后送入所述离子氧发生器；静电过滤网，对经过所述离子氧发生器和所述光触媒层处理后的气体进一步过滤其中的杂质和带电物质；风机(5)，用于收集气体并保证异味气体处理装置处于负压状态。

优选地，所述光触媒层由纳米多孔陶瓷板、以及涂敷在所述纳米多孔陶瓷板上的纳米催化剂构成，所述光触媒层利用所述离子氧发生器产生离子氧时的电晕放电使得所述纳米催化剂发生光催化反应。

优选地，所述纳米催化剂为二氧化钛或者二氧化锰。

优选地，所述离子氧发生器的电极为平行间隔排列，间距为1～6cm。

优选地，所述气体分配控制装置具备用：于测量异味气体的风量风速计；以及用于测量反应后气体中臭氧的浓度的臭氧检测仪。

优选地，所述静电过滤网为高分子纳米复合材料或者无纺布滤材构成，网目数为90～150目，所述初效过滤网为网目数为60～120。

优选地，本实用新型的异味气体处理装置还具备：用于消除异味气体处理装置工作时产生的噪声的消声器。

优选地，所述电极为板式电极或者管式电极，由耐腐蚀材料构成，例如不锈钢。

优选地，在所述板式电极或者管式电极的正极或负极的一侧镀有银层。

根据本实用新型，通过组合离子氧发生器与光触媒层，能够使活性氧离子的净化效率充分发挥，同时，光触媒层不但能进一步净化脉冲放电过程中可能生成的有害的中间物质，又能对离子氧发生器未能除去的异味气体进行净化。

根据本实用新型，通过设置初效过滤网、静电过滤网能够去除气体中的大颗粒杂质以及带电杂质，能够更有效地对异味气体进行处理。

附图说明

图1是表示本实用新型的第一实施方式的异味气体处理装置的结构方框图。

图2是表示本实用新型的第二实施方式的异味气体处理装置的结构方框图。

图3表示本实用新型的第二实施方式的异味气体处理装置的平面示意图。

具体实施方式

第一实施方式

图1是表示本实用新型的第一实施方式的异味气体处理装置的结构方框图。

如图1所示，本实用新型的第一实施方式的异味气体处理装置包括离子氧发生器2、光触媒层3和气体分配控制装置7。被处理的异味气体通过进口进入离子氧发生器2之后，进一步通过光触媒层3，从出口排出。

在本实用新型中，离子氧发生器2能够产生与异味气体分子进行反应的氧离子。一般地，离子氧发生器2具备平行间隔排列的多个电极，作为电极，可以采用板式电极或者管式电极，由耐腐蚀材料构成，如不锈钢材料。例如，通常可以采用厚度为1～4mm不锈钢板电极。

进一步，为了增加电离能力提高异味处理效果，也可以在浓度高的气体一侧的电极上镀银层，该银层的厚度可以为0.1～0.3mm。

离子氧发生器2采用高频高压电源，例如可以采用脉冲前沿小于50ns、脉冲半宽约为150ns、重复频率0～20kHz可调、0～15kV可调的高压高频脉冲。

在高频高压脉冲的作用下，离子氧发生器2平行排列的多个电极之间产生电场，发生电晕放电，产生大量离子氧(等离子体)。在电晕放电的瞬时高能量作用下，能够打开某些有害气体分子的化学键，使其直接分解成单质原子、基团或无害分子。同时，位于离子氧附近的催化载体，在脉冲放电过程中产生的电磁波(尤其是紫外光)的作用下，形成大量高能电子、离子、激发态粒子和氧自由基、氢氧自由基(自由基因带有不成对电子而具有很强的活性)，如OH、O、H等，这些活性基团与异味气体分子(例如，甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨气、硫化氢等)强烈碰撞，使得异味气体分子发生离解、氧化、中和等复杂的物理和化学反应，最终将气态污染物分子氧化成为H₂O和CO₂等具有极低浓度的无害小分子。由此，能够有效地去除异味气分子，而且完全不存在二次污染。

光触媒层3设置在离子氧发生器2的电极上，用于降解异味气体分子。光触媒层3利用离子氧发生器2产生离子氧时的电晕放电使得纳米催化剂发生光催化反应。在异味气体通过该光触媒层3时，利用纳米粒子表面的剩余化学健力和纳米粒子表面羟基或吸附水的高活性使得光生载流子容易被捕获，能够进一步处理异味气体。

在本实用新型中，光触媒层3由纳米多孔陶瓷板以及涂敷在所述纳米多孔陶瓷板上的纳米催化剂构成。多孔陶瓷板例如其厚度可以为1～3mm，通过烧结将陶瓷板设置在离子氧发生器2的电极上。

进一步，在陶瓷板的表面通过等离子体喷涂工艺涂敷纳米催化剂涂层，纳米催化剂涂层的粒度可以为100～200nm。

这里，作为纳米催化剂可以采用二氧化钛或者二氧化锰等。例如，二氧化钛(TiO₂)，它在光的作用下可以被激发跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴(h⁺)。随后h⁺和e^-与吸附在二氧化钛表面上的H₂O等发生作用，生成OH、O₂-等高活性集团，这些具有极强氧化作用的活性氧和氢氧自由基，能将甲醛、甲胺等有害有机物、污染物臭气、细菌等氧化分解成H₂O和CO₂等的无害小分子，即能够降解有害异味气体分子。

气体分配控制装置6主要具备用于测量异味气体的风量风速计(未图示)和用于测量反应后气体中臭氧的浓度的臭氧检测仪(未图示)。由此，气体分配控制装置6能够根据异味气体的风量和反应后气体的浓度调节反应进程以调控离子氧和臭氧的产生量。

在本实用新型中，通过组合离子氧发生器2与光触媒层3，能够使离子氧产生的寿命相对较短的活性物质如正负离子、自由基和原子等在接触光催化剂前能充分与空气中的污染物作用，使活性氧离子的净化效率充分发挥；同时，让脉冲放电过程中产生的臭氧等寿命相对较长的分子类活性物质能到达光触媒层3，促进光催化反应，同时光触媒层3不但能进一步净化脉冲放电过程中可能生成的有害的中间物质(即非完全氧化的物质)，又能对离子氧发生器2未能除去的异味气体进行净化。

第二实施方式

图2是表示本实用新型的第二实施方式的异味气体处理装置的结构方框图。图3表示本实用新型的第二实施方式的异味气体处理装置的平面示意图。

本实用新型的第二实施方式的异味气体处理装置是在第一实施方式的基础上进一步增加设置了初效过滤网1、静电过滤网4、风机5。

如图2、3所示，初效过滤网1设置在进口和离子氧发生器2之间，用于将气体中的大颗粒物初步过滤、去除之后再送入离子氧发生器2。初效过滤网1的网目数可以为60～120目。

如图2、3所示，静电过滤网4设置在离子氧发生器2之后，对经离子氧发生器2和光触媒层3处理后的气体进一步过滤其中的杂质和带电物质。

作为静电滤网4的材料可以采用高分子纳米复合材料或者无纺布滤材，这样不但能够高效地过滤带电尘埃等，而且能湮灭离子氧体中的带电物质，尤其是带负电性的物质。作为静电滤网4的网目数可以为90～150目。

风机5设置在静电滤网4之后，用于收集气体并保证异味气体处理装置处于负压状态。

以下简要地说明本实用新型第二实施方式的异味气体处理装置的处理过程。

首先，本实用新型第二实施方式的异味气体处理装置对异味气体处理的过程如下：

(1)异味气体通过初效过滤网1，去除其中的粉尘等粗颗粒；

(2)使过滤后的空气通过离子氧发生器2，所产生的活性基团与气体分子(甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨气、硫化氢等)强烈碰撞，发生离解、氧化、中和等复杂的物理和化学反应，最终将气态污染物分子氧化成为H₂O和CO₂等具有极低浓度的无害小分子；

(3)利用脉冲放电产生的电磁辐射中紫外光作为光催化剂的激发光源，通过负载光催化剂的陶瓷板网，使通过的气体再经过由负载纳米催化剂的光触媒层3，利用纳米粒子表面的剩余化学健力和纳米粒子表面羟基或吸附水的高活性使得光生载流子容易被捕获，进一步处理异味；

(4)使得经过上述离子氧放电反应和光催化反应后的气体再进一步通过静电滤网4，以有效地过滤带电尘埃，并湮灭离子氧体中的带电物质，尤其是负电性物质。

在第二实施方式中，利用催化剂强化脉冲放电技术，通过在脉冲放电电极区内置固相填充物，使得放电余晖区产生催化作用，再通过静电吸附完成异味气体处理过程，由此能够具有以下的技术效果：

(1)沿面介质阻挡放电使得离子氧放电区具有高度分布的活性离子氧；

(2)能耗少，加强了催化剂的活性和选择性，延长了催化剂寿命；

(3)附着催化剂的陶瓷网板排布在离子氧放电电极之间，作为介质阻挡层，一方面是的高压脉冲放电反应更加均匀，同时使得催化剂的分散和组成状况通过在脉冲放电的电化学作用下得到优化；电离和催化两种反应协同作用，净化效率更高；

(4)催化剂可选择性的促进一些副产物的净化反应，例如离子氧放电产生的臭氧等物质，得到无污染的物质，同时不用升高温度，从而成本上更为经济；

(5)该方法及装置具有广谱性，几乎对常见的VOC_s等异味气体都具有较好的净化效果。

如上所述，利用本实施方式的异味气体处理装置能够有效地去除异味气体。为了更具备实用性，也可以如图3所示，在本实施方式的异味气体处理装置中进一步设置用于消除异味气体处理装置工作时产生的噪声的消声器6。

以上对本实用新型的各个实施方式进行了具体描述。最后，应当说明的是，以上各具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制。尽管参照上述具体实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换，而在不脱离本实用新型的技术方案的精神下，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种异味气体处理装置，其特征在于，包括：

离子氧发生器(2)，该离子氧发生器具备用于产生离子氧的多个电极，以使得产生与异味气体分子进行反应的氧离子；

光触媒层(3)，设置在所述离子氧发生器的电极上，用于降解异味气体分子；以及

气体分配控制装置(7)，能够按照异味气体的风量和反应后气体的浓度调节离子氧的产生量。

2.如权利要求1所述的异味气体处理装置，其特征在于，还具备：

初效过滤网(1)，用于将气体中的大颗粒物去除后送入所述离子氧发生器；

静电过滤网(4)，对经过所述离子氧发生器(2)和所述光触媒层(3)处理后的气体进一步过滤其中的杂质和带电物质；

风机(5)，用于收集气体并保证异味气体处理装置处于负压状态。

3.如权利要求1或2所述的异味气体处理装置，其特征在于，

所述光触媒层(3)由纳米多孔陶瓷板、以及涂敷在所述纳米多孔陶瓷板上的纳米催化剂构成，

所述光触媒层(3)利用所述离子氧发生器(2)产生离子氧时的电晕放电使得所述纳米催化剂发生光催化反应。

4.如权利要求3所述的异味气体处理装置，其特征在于，

所述纳米催化剂为二氧化钛或者二氧化锰。

5.如权利要求1或2所述的异味气体处理装置，其特征在于，

所述离子氧发生器(2)的多个电极为平行间隔排列，电极的间距为1～6cm。

6.如权利要求2所述的异味气体处理装置，其特征在于，所述气体分配控制装置(7)包括：

用于测量异味气体的风量风速计；以及

用于测量反应后气体中臭氧的浓度的臭氧检测仪。

7.如权利要求2所述的异味气体处理装置，其特征在于，

所述静电过滤网为高分子纳米复合材料或者无纺布滤材构成，网目数为90～150目，

所述初效过滤网为网目数为60～120目。

8.如权利要求2所述的异味气体处理装置，其特征在于，还具备：

用于消除异味气体处理装置工作时产生的噪声的消声器(6)。

9.如权利要求5所述的异味气体处理装置，其特征在于，

所述电极为板式电极或者管式电极，由耐腐蚀材料构成。

10.如权利要求9所述的异味气体处理装置，其特征在于，

在所述板式电极或者管式电极的正极或负极的一侧镀有银层。

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