CN203829903U - 用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器 - Google Patents
用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，该反应器的进气口和出气口分别连接在箱体的两端，在箱体内沿着气流方向垂直安装有多级可开启式吸附光催化幕帘，并通过幕帘固定装置安装在箱体的内壁上，同时在箱体的内壁通过灯管卡固定有多根紫外灯管，箱体的外部设有与紫外灯连接的电路板，控制紫外灯的开启与关闭；可开启式吸附光催化幕帘与幕帘转轴相连并固定在一起，由设置在箱体外部的步进电机控制，幕帘可沿幕帘转轴旋转。有益效果是该反应器通过吸附和光催化氧化降解达到对有机废气的去除目的，同时使活性炭纤维充分再生，能够循环吸附，光催化作用反应时间长，光催化效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于有机废气污染控制与治理技术，特别是一种用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器。
背景技术
有机废气包含挥发性有机物（VOCs）和半挥发性有机物等。其中挥发性有机物（VOCs）具有光化学活性，排放到大气中是形成细粒子（PM2.5）和臭氧的重要前体物质，增强温室效应，在环境中的具有累积性和持久性等特点。VOCs对大气环境质量的影响已引起国内大气化学科学家们的共同重视。随着经济的发展，由工业、居民生活等人为源排放的VOCs总量正逐年增加，导致光化学烟雾、城市雾霾等复合大气污染问题日益严重。
除了环境毒性以外，工业排放常见的VOCs如三苯类、卤代烃类、硝基苯类、苯胺类等都对人体具有较大的危害作用，长期接触会严重影响人们的身体健康。此外，很大一部分的挥发性化合物具有异味，会严重影响人们的生活质量。控制VOCs污染，是改善大气环境质量和维护人们健康和生活质量的需要。
吸附技术、催化燃烧技术和热力焚烧技术是传统的有机废气治理技术。吸收技术由于存在二次污染和安全性差等缺点，目前在有机废气治理中已经较少使用。冷凝技术只是在极高浓度下直接使用才有意义，通常作为吸附技术或催化燃烧技术等的辅助手段使用。生物技术较早被应用于有机废气的净化，目前技术上比较成熟，为VOCs治理的主流技术之一。等离子体破坏技术近年来已经相对发展成熟，并在低浓度有机废气治理中得到了大量的应用；光催化技术和膜分离技术在大气量的有机废气治理中尚没有实际应用。
光催化氧化法主要是利用光催化剂（例如TiO2）的光催化性，氧化吸附在催化剂表面的VOCs。利用特定波长的光（通常为紫外光）照射光催化剂，激发出“电子-空穴”的高能粒子对，这种高能粒子对与水、氧发生化学反应，产生具有极强氧化能力的自由基活性物质，将吸附在催化剂表面上的有机物氧化为二氧化碳和水等无毒无害物质。但VOCs浓度较低时，很难有效富集到光催化剂表面，从而影响光催化剂对挥发性有机物的光催化效率。
活性炭纤维（activated carbon fiber，ACF）是一种优秀炭质吸附材料，可吸附低浓度的挥发性有机物，但存在吸附达到饱和后必须通过再生才能恢复其吸附能力的问题。
ACF-光催化氧化技术能够吸附富集有机物并将其降解为二氧化碳和水，且不需要更换再生。但是目前此技术大部分只是用于室内空气净化，尚未用于处理大气量的有机废气，并且由于光催化氧化技术存在反应效率慢的缺点，在有机废气处理过程中，若有机废气在反应器中没有充足的停留时间，会导致吸附在ACF上的有机废气不能被有效氧化降解。
现有的吸附-光催化处理装置所用的ACF-TiO2过滤层由于是固定安装在光催化器中，虽然在相邻两过滤层间安装有紫外灯，但在过滤层首层吸附废气饱和后，由于后续废气持续进入处理装置，在急需催化再生的首层VOCS吸附的速率要远大于紫外灯光催化降解的速率，在实际生产应用中只能使处理装置停止运行，各过滤层同时进行光催化再生处理，需要很长的再生时间，影响后续使用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，以利于提高光催化氧化技术反应速率，可有效延长有机废气在反应器的停留时间，使氧化降解反应充分，提高废气处理效率。该装置能吸附富集并光催化降解有机废气，同时可使不同层的活性炭纤维依次实现近乎原位的光催化再生，确保先吸附饱和的ACF-TiO2过滤层先光生降解，同时后续废气仍可源源不断进入处理装置，确保充足的光催化时间使吸附的VOCS能够降解，其处理效率高，成本低。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，其中：该反应器包括箱体、进气口、出气口、多级可开启式吸附光催化幕帘、幕帘固定装置、幕帘转轴、幕帘驱动电机、紫外灯；所述进气口和出气口分别连接在箱体的两端，在箱体内沿着气流方向垂直安装有多级可开启式吸附光催化幕帘，并通过幕帘固定装置安装在箱体的内壁上，同时在所述箱体的内壁通过灯管卡固定有多根紫外灯管，所述箱体的外部设有与所述紫外灯连接的电路板，控制所述紫外灯的开启与关闭；可开启式吸附光催化幕帘与幕帘转轴相连并固定在一起，由设置在所述箱体外部的步进电机控制，可开启式吸附光催化幕帘可沿幕帘转轴旋转90度，实现可开启式吸附光催化幕帘的开启与闭合。
本实用新型的效果是该反应器通过吸附和光催化氧化降解达到对有机废气的去除目的，同时使活性炭纤维充分再生，能够循环吸附，光催化作用反应时间长，光催化效率高。例如，处理10000m3/h VOCs含量为2400mg/m3的有机废气，在两台反应器并联使用、反应器截面积为2m2、吸附-光催化幕帘设置5-15层，每层厚度为1-5cm时，各层幕帘的光催化时间可长达60-90min。
附图说明
图1为本实用新型的反应器的结构示意图。
图中：
1、箱体1-1、进气口1-2、出气口2、可开启式吸附光催化剂幕帘
3、幕帘固定装置4、紫外灯5、幕帘转轴6、幕帘驱动电机
具体实施方式
结合附图对本实用新型的用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
图1中箭头表示气体流向。
如图1所示，本实用新型的用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器结构是，该反应器包括箱体1、进气口1-1、出气口1-2、多级的可开启式吸附光催化幕帘2、幕帘固定装置、幕帘转轴、幕帘驱动电机、紫外灯。
所述箱体截面为矩形形状，所述进气口1-1和出气口1-2分别连接在箱体1的两端，在箱体1内沿着气流方向垂直安装有多级可开启式吸附光催化幕帘2，并通过幕帘2固定装置安装在箱体1的内壁上，同时在所述箱体1的内壁通过灯管卡固定有多根紫外灯管，所述箱体的外部设有与所述紫外灯4连接的电路板，控制所述紫外灯的开启与关闭；可开启式吸附光催化幕帘2与幕帘转轴相连并固定在一起，由设置在所述箱体1外部的步进电机控制，可开启式吸附光催化幕帘2可沿幕帘转轴旋转90度，实现可开启式吸附光催化幕帘的开启与闭合。
所述可开启式吸附光催化幕2开启角度为90度，可开启式吸附光催化幕帘2上填充纳米TiO2光催化剂的活性碳纤维ACF。所述幕帘固定装置是由螺栓将金属固定支架连接在箱体上，所述紫外灯管安装在灯管卡上，灯管卡固定在箱体上。
本实用新型的用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器功能是这样实现的：
该反应器包括箱体1，箱体1是截面为矩形的金属筒体，两端分别设有进气口1-1和出气口1-2，有机废气从进气口1-1进入箱体1，贯通箱体1之后从出气口1-2排出。箱体1的内部竖直安装有多层可开启式吸附光催化幕帘2，开启式吸附光催化幕帘2由幕帘固定装置3固定在箱体1上。有机废气进入反应器后利用活性炭纤维的高吸附性能对有机废气进行吸附富集。当废气经过可开启式吸附光催化幕帘2一定时间后，由设在箱体1上的幕帘驱动电机6控制幕帘转轴5带动最先接触废气的第一级可开启式吸附光催化幕帘2做90度运动，当可开启式吸附光催化剂幕帘2移动至与箱体壁板平行时停止运动，此时安装在箱体1内壁上的紫外灯4开启，对第一级可开启式吸附光催化剂幕帘2进行紫外光照射，通过紫外灯的照射使富集在活性碳纤维上的有机物发生光催化反应，对其氧化降解，同时使ACF再生。此时后续废气仍继续进入反应器进行处理，再经过一定时间后，第二级可开启式吸附光催化剂幕帘2亦由幕帘驱动电机6控制收起，进行紫外灯照射，以此类推，各级可开启式吸附光催化剂幕帘依次收起进行紫外灯照射进行再生，再生完毕后幕帘回到原位参与废气吸附，紫外灯自动熄灭，可循环吸附。由于最先接触废气的第一级可开启式吸附光催化剂幕帘2最早实施光催化再生，而此时反应器仍保持运行状态，废气继续被后续各级幕帘进行吸附处理，从而实现了活性炭纤维的逐次光催化再生，使光催化再生环节不再占用一个独立的时间段，而是与废气处理时间实现了合理融合，延长了光催化反应时间，缩短了设备整体再生周期，保证了负载在各层吸附材料上的光催化剂与有机废气反应充分、完全，提高了光催化氧化效果。
Claims (5)
1.一种用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，其特征是：该反应器包括箱体、进气口、出气口、多级可开启式吸附光催化幕帘、幕帘固定装置、幕帘转轴、幕帘驱动电机、紫外灯；
所述进气口和出气口分别连接在箱体的两端，在箱体内沿着气流方向垂直安装有多级可开启式吸附光催化幕帘，并通过幕帘固定装置安装在箱体的内壁上，同时在所述箱体的内壁通过灯管卡固定有多根紫外灯管，所述箱体的外部设有与所述紫外灯连接的电路板，控制所述紫外灯的开启与关闭；可开启式吸附光催化幕帘与幕帘转轴相连并固定在一起，由设置在所述箱体外部的步进电机控制，可开启式吸附光催化幕帘可沿幕帘转轴旋转90度，实现可开启式吸附光催化幕帘的开启与闭合。
2.根据权利要求1所述的用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，其特征是：所述可开启式吸附光催化幕帘开启角度为90度，可开启式吸附光催化幕帘上填充纳米TiO2光催化剂的活性碳纤维。
3.根据权利要求1所述的用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，其特征是：所述幕帘固定装置是由螺栓将金属固定支架连接在箱体上。
4.根据权利要求1所述的用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，其特征是：所述箱体截面为矩形形状。
5.根据权利要求1所述的用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，其特征是：所述紫外灯管安装在灯管卡上，灯管卡固定在箱体上。
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| CN111437708A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-07-24 | 四川轻化工大学 | 一种voc气体多功能屏障系统 |
| CN112473362A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-12 | 中物院成都科学技术发展中心 | 一种增强有机废气氧化降解的装置及方法 |
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