一种气体除臭净化装置
技术领域
本实用新型涉及一种净化空气的设备,特别是用于气体除臭净化的装置。
背景技术
大气污染是我国目前最突出的环境问题之一。其中工农业废气是大气污染物的重要来源。主要来源于石油、化工行业、污水厂、食品加工、制造业、农业特别是养殖等生产过程中排放的废气,特点是数量较大,有一定毒性,有的还有恶臭,某些有机废气的排放还会引起臭氧层的破坏。
有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后,能对人体呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性和永久性损害,甚至致癌。这些有机废气除了造成直接的大气污染外,还会在日照的作用下通过一些列复杂的反应生成有害的二次污染物,所以有机废气的处理与净化问题亟待得到有效解决。
此外,室内空气净化也是一个长期存在的问题,且当如在许多封闭空间比如船、车、办公室、航空器和医院中利用再循环的空气时,问题尤其严重。
传统的有机废气的净化技术有吸附、冷凝、膜分离等,新技术有低温等离子体、光催化氧化、生物处理等。
其中,吸附法是目前应用最广、技术最成熟的方法,一般首选活性炭作为吸附剂,具有吸附能力强、原料充足等优点。目前,采用两段循环流化床吸附VOCs废气,运行稳定,效果良好。而对活性炭进行氧化、还原和负载化合物等改性再生处理,可以进一步提高其吸附能力。但目前,由于国内活性炭再生技术的局限性,绝大部分活性炭一次使用后作为固废弃置,形成二次污染并造成资源的极大浪费,造成其成本高,使用寿命短,使活性炭吸附技术的推广应用受到制约。
冷凝法的原理是利用气态污染物不同的蒸气压,通过调节温度和压力使目标污染物过饱和而发生凝结作用,从而实现净化和回收。该技术对部分有机物具有良好的处理效果,并且有利于回收有用原料。但是该法能耗较大,对于低浓度有机废气处理成本较高、回收率较低,因而未能得到广泛应用。
膜分离技术的原理是利用VOCs废气各组分在压力推动下通过选择性膜的不同速率,使目标污染物得到分离。该法适用于处理量较小、浓度较高的有机废气处理,并且投资和维护成本高。
生物法处理VOCs废气的原理是遁过控制适宜的环境条件,培养并驯化出特定的微生物,并利用废气中的污染物作为碳源和能源,维持其生命活动,同时将污染物转化为无机物,从而达到净化的目的。生物法处理废气,具有处理效果好、运行费用低、无二次污染等优点。但该法运营管理较复杂,停机后系统须较长时间才能恢复处理能力,占地面积大,因而较难应用于大型有机废气处理工程。
近年来,国内外已经有许多技术方案试图改进空气的净化,国内外不少的学者和企业都研制了用于有机物废气净化的设备。
如在美国专利US4017736中公开了一种空气净化系统,该系统在利用风扇迫使空气经过屏蔽罩时,利用预滤器金属网和亚微层流单元去除颗粒和高强度紫外线发生器杀死微生物。这种早期装置是用于开放区域的独立式单元,但没有公开可以适用于再循环的空气。
中国实用新型专利申请01812652.9提出了一种空气再循环系统,该系统包括在其导管内设置的紫外线发射部分,该紫外线发射部分与抗菌涂层一起净化空气。
如中国专利CN201210337346.1的一种应用光化学技术处理有机废气的装置,该装置提供一种应用光化学技术处理有机废气的装置,由其说明书附图可见其反应腔的主体结构为一个圆柱形筒体,等离子反应器、液雾增湿器、高强度保安滤网、紫外线灯管和催化反应网等装置安装在所述圆柱形筒体内部,综合利用了多种技术结合处理有机物废气,具有处理效果较好,利用圆筒形反应器腔体,其耐受压力水平高的优点,但同时也由于其应用了多种手段,设备结构相对复杂,投资和运行成本高,并且其中,紫外线灯管水平地安装在圆柱形筒体内部,不易安装和制造,并且由于紫外线灯管与气流的流向平行,不利于在气流流动过程形成紊流,容易造成气流中紫外线辐射不均匀、紫外辐射效率低的不足,同时也使光化学反应不能充分进行,导致整个设备效率有限。现有技术中也有将紫外线灯管直接垂直地装设在圆柱形简体上的做法,该安装方式能够使气流与紫外线灯管垂直,使气流中形成紊流,使其接受充分的紫外线照射,提高辐射效率,但由于圆柱体侧面的原因,造成紫外线灯管的一部分有效弧长暴露于圆柱形筒体的外侧,一方面造成紫外线辐射功率的浪费,另一方面也造成灯管的干烧,影响灯管寿命和设备安全,并且在圆柱面上安装,其安装和密封的难度加大,也造成设备的制造难度和成本增加,因此,该两种方式都不实用。
对于紫外线辐射而言,构成长方体形的气流通道,能够使流经通道的气流得到均匀的紫外线辐射,辐射效果均等且稳定。如中国专利,201220228390.4的光氧催化协同恶臭气体、工业废气净化设备,其反应器腔体是个长方体形的箱体,紫外线灯管水平地安装在箱体内,有利于形成长方体形的气流通道,但长方体形的箱体耐受压力能力较圆筒形筒体差,并且长方体形箱体不易制造,因此,其也不适于处理大流量的工业废气。
因此,目前急需一种能够实现有机物废气高效净化且结构简单、易制造、成本低的设备来满足日益增大的有机废气处理的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种至少能够克服上述不足之一的气体除臭净化装置,结构简单、易制造安装、成本低、耐压强度高、长寿命且辐射效果均等稳定气体除臭净化装置。
实现本实用新型目的的气体除臭净化装置可以采用以下两个方案:
方案一:
本实用新型所述的气体除臭净化装置的技术方案一是这样的:一种气体除臭净化装置,包含反应器腔体和若干个辐射源,所述辐射源安装在反应器腔体内,所述反应器腔体的主体为一个圆柱形简体,所述反应器腔体的圆柱面上沿与圆柱形简体的轴线平行的方向开设若干个第一开口,所述第一开口上设有与所述第一开口的形状和尺寸相配合的第一开口辐射源安装板,所述第一开口辐射源安装板与第一开口在接触处密封,所述第一开口的四周边沿设置第一开口密封板用于第一开口和反应器腔体的圆柱形筒体之间空隙的密封,所述第一开口辐射源安装板上设置若干个第一开口辐射源安装板辐射源安装孔,所述辐射源安装于第一开口辐射源安装板辐射源安装孔内。
为了更好的技术效果,方案一所述的气体除臭净化装置的具体技术特点还可以具体为以下技术特征:
1.在反应器腔体内部,在每个第一开口中,在第一开口所在平面和与所述第一开口所在平面相对的内侧圆柱面之间设置一组相对的第一隔板和第二隔板,所述第一隔板、第二隔板与反应器腔体的内侧面之间的空隙由挡流板堵塞,所述第一开口辐射源安装板、第一隔板、第一开口所在平面相对的反应器腔体的另一侧圆柱面和第二隔板共同围合成一个沿反应器腔体轴向延伸的气流通道。
2.所述第一开口辐射源安装板是平面状的。
3.所述反应器腔体内,与第一开口所在平面相对的内侧圆柱面上设置第三隔板,第三隔板与反应器腔体的内侧面之间的空隙由挡流板堵塞。
4.进一步地,所述第三隔板与第一开口辐射源安装板相互平行。
5.进一步地,所述第一开口辐射源安装板和第三隔板是平面状的。
6.进一步地,所述第一隔板、第二隔板为平面状、相互平行且同时与第一开口辐射源安装板垂直。
7.更进一步地,第三隔板与第一隔板、第二隔板同时垂直,所述第一隔板、第二隔板、第三隔板与第一开口辐射源安装板在圆柱形筒体内部首尾相接并密封围合成长方体形通道。
8.所述第一开口为矩形。
9.所述辐射源为紫外灯管或紫外灯管组。
10.所述辐射源安装板上还设置若干个喷淋装置。
11.所述各个第一开口中的一组对边与圆柱形筒体的轴线平行。
方案二:
本实用新型所述的气体除臭净化装置的技术方案二是这样的:一种气体除臭净化装置,包含反应器腔体和若干个辐射源,所述辐射源安装在反应器腔体内,所述反应器腔体的主体为一个圆柱形简体,所述反应器腔体的圆柱面上沿与轴线平行的方向开设若干个第一开口,所述第一开口上设有与所述第一开口形状和尺寸相配合的第一开口辐射源安装板,所述第一开口辐射源安装板与第一开口在接触处密封,所述第一开口的四周边沿设置第一开口密封板用于第一开口和反应器腔体的圆柱形筒体之间空隙的密封,所述第一开口辐射源安装板上设置若干个第一开口辐射源安装板辐射源安装孔;在反应器腔体内部,在每个第一开口中,与第一开口所在平面相对的另一侧圆柱面上的对应位置开设一个第二开口,第二开口上设有与其形状和尺寸相配合的第二开口辐射源安装板,所述第二开口辐射源安装板与第二开口之间密封,所述第二开口的四周边沿设置第二开口密封板用于第二开口和反应器腔体的圆柱形筒体之间空隙的密封,第二开口辐射源安装板上设置若干个第二开口辐射源安装板辐射源安装孔,所有的第一开口辐射源安装板辐射源安装孔和所有第二开口辐射源安装板辐射源安装孔一一对应,所述辐射源的两端安装于第一开口辐射源安装板辐射源安装孔和第二开口辐射源安装板辐射源安装孔内。
进一步地,为了更好的技术效果,上述方案二所述的气体除臭净化装置的特点可以具体为以下特征:
1.所述反应器腔体内部,,每组对应的第一开口和第二开口中,所述第一开口所在平面和第二开口所在平面之间设置一组相对的第一隔板和第二隔板,第一隔板、第二隔板与反应器腔体的内侧面之间的空隙由挡流板堵塞,第一开口辐射源安装板、第一隔板、第二开口辐射源安装板和第二隔板共同围合成一个沿反应器腔体轴向延伸的气流通道。
2.所述每个第二开口所在的平面与对应第一开口所在的平面相互平行,且所述第二开口与第一开口的尺寸和形状相同。
3.所述第一开口和第二开口为矩形。
4.所述每个第二开口所在的平面与第一开口所在的平面相互平行。
5.进一步地:所述第一隔板、第二隔板同时与第一开口辐射源安装板和第二开口辐射源安装板垂直。
6.进一步地,在所述反应器腔体内部,每组对应的第一开口和第二开口的两个端部平齐,所述第一开口辐射源安装板、第一隔板、第二开口辐射源安装板和第二隔板在反应器腔体内部首尾相接并密封围合成沿反应器腔体轴向延伸的长方体形的气流通道。
7.所述第一开口辐射源安装板和第二开口辐射源安装板是平面状的。
8.所述第一开口辐射源安装板与第二开口辐射源安装板之间的距离不大于紫外线灯管的弧长的有效辐射区域。
9.所述辐射源为紫外灯管或紫外灯管组。
10.辐射源安装板上还设置若干个喷淋装置。
11.所述第一开口中,第一开口的一组对边与圆柱形筒体的轴线平行。
采用上述两个实用新型技术方案的气体除臭净化装置具有如下技术效果:
1.在圆柱形简体中构建一个长方体形或近似长方体形的气流通道即辐射源的辐射区域,提高辐射源的有效辐射效率的同时,能减少辐射的死角,显著提高设备的处理效果;
2.采用上述结构,可以有效利用辐射源的弧长,提高辐射源的有效辐射效率;
3.采用上述结构,可以有效利用辐射源的弧长,并且能避免辐射源暴露于圆柱形简体外导致干烧,有效延长辐射源寿命;并能防止因辐射源暴露产生的危险;
4.圆柱形筒体的圆柱面上开设矩形开口并设置平面状的安装板,使辐射源的安装面由圆柱面改变为平面,有效解决在圆柱面上辐射源安装和密封难的技术问题。
5.以圆柱形筒体为反应器腔体,与方形的反应器腔体相比,能显著提高系统的耐压,使净化装置适应高压力的气体处理场合,扩大设备的应用范围。
附图说明:
图1是本实用新型第一个实施例的立体示意图
图2是本实用新型第一个实施例的主视图
图3是本实用新型第一个实施例的俯视图
图4是本实用新型第一个实施例的左视图
图5是本实用新型第一个实施例的A-A剖面视图
图6为本实用新型第一个实施例的B-B剖面视图
图7是本实用新型第一个实施例的立体示意图
图8是本实用新型第一个实施例的主视图
图9是本实用新型第一个实施例的后视图
图10是本实用新型第一个实施例的俯视图
图11是本实用新型第一个实施例的左视图
图12是本实用新型第一个实施例的A-A剖面视图
图13为本实用新型第一个实施例的B-B剖面视图
图1-6中,1为气体除臭净化装置,101为进气端,102为出气端,2为反应器腔体,3为辐射源,201为第一开口,4为圆柱形筒体轴线,5为第一开口辐射源安装板,501为第一开口辐射源安装板辐射源安装孔,502为第一开口外腔,7为第一开口密封板,8为喷淋装置,9为反应器腔体的支脚,10为第一隔板,11为第二隔板,12为第三隔板,13为气流通道,14为导风板,15为布气装置,16为挡流板。
图7-12中,1为气体除臭净化装置,2为反应器腔体,3为辐射源,201为第一开口,202为第二开口,4为圆柱形筒体轴线,5为第一开口辐射源安装板,501为第一开口辐射源安装板辐射源安装孔,502为第一开口外腔,6为第二开口辐射源安装板,601为第二开口辐射源安装板辐射源安装孔,602为第二开口外腔,7为第一开口密封板,9为反应器腔体的支脚,10为第一隔板,11为第二隔板,12为第三隔板,13为气流通道,8为喷淋装置,14为导风板,15为布气装置,16为挡流板。
具体实施方式:
以下结合附图1-13对本实用新型的两个实施例进行详细描述。
第一实施例:
如图1-6所示的一种气体除臭净化装置1,包含反应器腔体2和若干个辐射源3,所述辐射源3安装在反应器腔体2内,所述反应器腔体2的主体为一个圆柱形筒体,反应器腔体2的两端设置进气端101和出气端102。如图1-2中所示,所述反应器腔体2的圆柱面上沿与圆柱形简体的轴线4平行的方向开设两个矩形的第一开口201。所述每个第一开口201中,第一开口201的一组对边2011、2012与圆柱形筒体的轴线4平行,第一开口201上设有与所述第一开口201形状和尺寸相配合的第一开口辐射源安装板5,本实施例中,所述第一开口辐射源安装板5是平面状的。所述第一开口辐射源安装板5与第一开口201在接触处密封,所述第一开口201的四周边沿设置第一开口密封板7用于第一开口201和反应器腔体2的圆柱形筒体之间空隙的密封,所述第一开口辐射源安装板5上设置若干个第一开口辐射源安装板辐射源安装孔501,所述辐射源3安装于第一开口辐射源安装板辐射源安装孔501内,在气体除臭净化装置1的进气端101设置布气装置15。
进一步地,在反应器腔体2内部,在每个第一开口中,在第一开口201所在平面和与所述第一开口所在平面相对的内侧圆柱面之间设置一组相对的第一隔板10和第二隔板11,所述第一隔板10、第二隔板11与反应器腔体2的内侧面之间的空隙由挡流板16堵塞,所述第一开口辐射源安装板5、第一隔板10、第一开口201所在平面相对的反应器腔体的另一侧圆柱面和第二隔板11共同围合成一个沿反应器腔体轴向延伸的气流通道13,与反应器腔体2的进气端和出气端相邻的气流通道的端部设置导风板14。
更进一步地,在反应器腔体2内部,与第一开口所在平面相对的内侧圆柱面上设置第三隔板,所述第三隔板12与反应器腔体2的内侧面之间的空隙同样由挡流板堵塞,所述第一开口辐射源安装板5、第一隔板10、第三隔板12和第二隔板11在反应器腔体2内部首尾相接并密封围合成一个沿反应器腔体2轴向延伸的近似于长方体形的气流通道。
如图6中所示。更进一步地,为了取得更好的技术效果,本实施例中,第一开口辐射源安装板5与第三隔板12为平面状且相互平行,第一开口辐射源安装板5沿反应器腔体2轴线方向的两个端部与第三隔板12沿反应器腔体2轴线方向的两个端部平齐。所述第一隔板10与第二隔板11也为平面状且相互平行且各自沿反应器腔体2轴线方向的两个端部与第一开口辐射源安装板5沿反应器腔体2轴线方向的两个端部平齐,所述第一隔板10和第二隔板11同时与第一开口辐射源安装板5和第三隔板12垂直,第一隔板10、第二隔板11、第三隔板12与第一开口辐射源安装板5在反应器腔体2的圆柱形筒体内部首尾相接并密封围合成长方体形通道13。
本实施例中的第三隔板12为盲板。实际应用中,为了更好地固定安装辐射源,可以根据需要在所述第三隔板12上设置第三隔板辐射源安装孔1201,第三隔板辐射源安装孔1201与第一开口辐射源安装板辐射源安装孔501一一对应。
本实施例中所述辐射源为紫外灯管或紫外灯管组,所述第一开口外侧设置圆筒形的第一开口外腔502,暴露于反应器腔体2外部的紫外灯管的接线端及其紫外灯管的镇流器等配件处于第一开口外腔502中。
为了方便制造,所述第一开口201优选为矩形或正方形。本实施例中,所述第一开口201为矩形。实际应用中,第一开口的形状可以为其他形状,如圆形、椭圆形或多边形。
本实施例中,第一开口和第二开口的数量为两个。在实际应用中,可以根据需要增加或减少第一开口和第二开口的数量及与其配套的辐射源及其安装板等装置。
第二实施例:
如图7-13所示的本实用新型第二实施例的一种气体除臭净化装置1,包含反应器腔体2和若干个辐射源3,所述辐射源3安装在反应器腔体2内,所述反应器腔体2的主体为一个圆柱形简体,反应器腔体2的两端设置进气端101和出气端102。如图7-9中所示,所述反应器腔体2的圆柱面上沿与轴线4平行的方向开设两个矩形的第一开口201。所述每个第一开口201中,第一开口201的一组对边2011、2012与圆柱形简体的轴线4平行,所述第一开口201上设有与所述第一开口201形状和尺寸相配合的第一开口辐射源安装板5,所述第一开口辐射源安装板5是平面状的。所述第一开口辐射源安装板5与第一开口201在接触处密封,所述第一开口201的四周边沿设置第一开口密封板7用于第一开口201和反应器腔体2的圆柱形筒体之间空隙的密封,所述第一开口辐射源安装板5上设置若干个第一开口辐射源安装板辐射源安装孔501。在气体除臭净化装置1的进气端101设置布气装置15。
与实施例一中不同的是,如图7-9中所示,在反应器腔体2内部,在每个第一开口中,与第一开口201所在平面相对的另一侧圆柱面上的对应位置开设一个第二开口202,所述第二开口202上设有与其形状和尺寸相配合的第二开口辐射源安装板6,所述第二开口辐射源安装板6与第二开口202之间密封,与第一开口中相同地,所述第二开口202的四周边沿设置第二开口密封板用于第二开口202和反应器腔体2的圆柱形简体之间空隙的密封,第二开口辐射源安装板6上设置若干个第二开口辐射源安装板辐射源安装孔601,所有的第一开口辐射源安装板辐射源安装孔501和所有第二开口辐射源安装板辐射源安装孔601一一对应,所述辐射源3的两端安装于第一开口辐射源安装板辐射源安装孔501和第二开口辐射源安装板辐射源安装孔601内。本实施例中,所述第二开口辐射源安装板6是平面状的。
所述每个第二开口202所在的平面和与其对应的第一开口201所在的平面相互平行,且所述每组对应的第二开口202与第一开口201的尺寸和形状相同。第二开口202上的一组对边2021、2022分别和与其对应的第一开口201上的一组对边2011、2012平行。
优选地,本实施例中,所述第一开口201和第二开口202为矩形。实际应用中,第一开口和第二开口的形状可以为其他形状,如圆形、椭圆形或多边形。
进一步地,在所述反应器腔体2内部,每组对应的第一开口和第二开口的沿反应器腔体2轴线方向的两个端部平齐,每个第一开口201所在平面和与其对应的第二开口所在的平面之间设置一组相对的第一隔板10和第二隔板11,所述第一隔板10、第二隔板11与反应器腔体2的内侧面之间的空隙由挡流板16堵塞,所述第一开口辐射源安装板5、第一隔板10、第二开口辐射源安装板6和第二隔板11共同围合成一个沿反应器腔体轴向延伸的近似于长方体形的气流通道,与反应器腔体2的进气端和出气端相邻的气流通道的端部设置导风板14。
更进一步地,为了取得更好的技术效果,本实施例中,所述各组第一隔板10、第二隔板11同时与各自对应的第一开口辐射源安装板5和第二开口辐射源安装板6垂直,且各组第一隔板10、第二隔板11沿反应器腔体2轴线方向的两个端部与各自对应的第一开口和第二开口的沿反应器腔体2轴线方向的两个端部平齐,且第一开口辐射源安装板5、第一隔板10、第二开口辐射源安装板6和第二隔板11在圆柱形筒体内部首尾相接并密封围合成沿反应器腔体轴向延伸的长方体形的气流通道13,在所述气流通道的前端和后端设置导风板14,以利于提高气流通道13内辐射源的辐射效果和处理的均匀性。
本实施例中,所述辐射源为紫外灯管,所述辐射源的两个端部安装于第一开口辐射源安装板辐射源安装孔501与第二开口辐射源安装板辐射源安装孔601内。为了更好的技术效果,第一开口辐射源安装板5与第二开口辐射源安装板6之间的距离不大于紫外线灯管的弧长。本实施例中所述第一开口辐射源安装板5与第二开口辐射源安装板6之间的距离与紫外线灯管的有效弧长相匹配,第一开口辐射源安装板辐射源安装孔501与第二开口辐射源安装板辐射源安装孔601分别处于紫外线灯管的有效弧长的两个端部,可使两个辐射源安装板之间的区域处于辐射源的有效辐射范围内并最大限度地利用紫外线灯管的有效弧长。
本实施例中所述辐射源为紫外灯管或紫外灯管组,所述第一开口5的外侧设置圆筒形的第一开口外腔502,所述第二开口6的外侧设置圆筒形的第二开口外腔602。
为了更好的紫外灯管及镇流器等配件的安装效果,安装于对应的第一开口5和第二开口6之间的所有紫外灯管及镇流器可以分成两组相向安装,所有紫外灯管的接线端及其镇流器等配件分别处于其辐射源的接线端所在的第一开口外腔502或第二开口外腔602中。
本实施例中,第一开口和第二开口的数量为两个。在实际应用中,可以根据需要增加或减少第一开口和第二开口的数量及与其配套的辐射源及其安装板等装置。
本实用新型的气体除臭净化装置可广泛应用于中央空调系统、电影院、医院、污水厂、制药厂的空气净化、工、农业有机废气的处理和垃圾站等恶臭气体的除臭等领域。