CN207025024U - 净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种净化装置，包括废气导入组件、废气处理组件和气体导出组件，其中，废气导入组件包括集气罩和与集气罩连接的废气输送管道；废气处理组件包括沿废气流向依次设置的相互连通的低温等离子氧化仓和催化氧化仓，低温等离子氧化仓的气体输入端与废气输送管道连接；气体导出组件包括设置在催化氧化仓的气体输出端的抽风机。通过设置低温等离子氧化仓可以对有机废气进行分解，使有机废气部分被完全分解，剩余部分被分解为小分子，而设置催化氧化仓则可以对分解后的废气进行彻底分解和氧化，使有机废气被完全净化。对比现有技术，此净化装置具有占地面积小、运行成本低、处理量大、净化效率高且不会产生二次污染的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及合成革与人造革生产废气处理技术领域，尤其涉及一种净化装置。
背景技术
在合成革和人造革的生产中，因工艺需要使用大量的有机溶剂，生产过程中会散发出大量的挥发性有机气体，例如：DMF(二甲基甲酰胺)、苯、甲苯、二甲苯等有机气体，严重的危害人体的健康和污染环境。
目前行业内净化治理皮革生产过程中的废气的净化手段主要包括：
1.洗涤吸收法
洗涤吸收法是通过让含污染物的气体与液体吸收剂(如水)充分接触从而达到使污染物从气相转变为液相的一种操作方式。洗涤吸收法采用的设备主要是填料塔、板式塔或喷雾塔等吸收装置，此类吸收装置可用来处理大风量的污染物，体积分数范围在3×10-2～5×10-9不等，去除率根据吸收剂和污染物组分不同而相差较大，一般大于50％，有的可高达98％。该工艺本身是一种典型的分离问题，因此，存在液体吸收剂再生与处理的问题。
2.活性炭吸附法
活性炭吸附法一般用来处理大风量、低温(一般小于50℃)、低体积分数(一般低于5×10-4)的有机废气，而DMF(二甲基甲酰胺)的体积分数比5×10-4高很多，温度也超过了50℃。另外为了降低运行成本，一般对有用的有机污染物采取蒸汽脱附回收的再生手段，并配有2套相同的系统并联操作(一套用于运行，一套用于再生)，因此该工艺流程长，操作费用高，再生操作时需要稳定的蒸汽源也增加了操作难度。可见从技术性、经济性的角度出发，该方法不适用于DMF废气的处理。
3.燃烧法
燃烧法主要用于净化处理可燃组分含量较高的有害气体，燃烧处理时需要辅助燃料，其处理温度一般在600～800℃.该工艺的技术优势是净化效率高，设备构造简单，维护容易；但该工艺存在运行费用高，经济效益小，易造成二次污染等缺陷，特别是在缺氧燃烧时净化效果大大降低。
综上所述，现有技术中对皮革生产过程中的废气处理方法及处理设备存在投资高、运行成本高、处理量小、工作状态不稳定、占用空间大、净化效率低、存在安全隐患以及二次污染等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种净化装置，其能高效处理皮革生产过程中的废气，运行成本低、处理量大且无二次污染。
为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
提供一种净化装置，包括：
废气导入组件，包括集气罩和与所述集气罩连接的废气输送管道，所述集气罩远离所述废气输送管道的一端与大气连通；
废气处理组件，包括沿废气流向依次设置的相互连通的低温等离子氧化仓和催化氧化仓，所述低温等离子氧化仓可对有机废气进行分解，所述催化氧化仓可对分解后的所述有机废气进行催化氧化，其中，所述低温等离子氧化仓的气体输入端与所述废气输送管道连接；
气体导出组件，包括设置在所述催化氧化仓的气体输出端的抽风机。
作为净化装置的一种优选方案，所述低温等离子氧化仓内部沿废气流向依次设置除尘板和至少一个等离子模块。
作为净化装置的一种优选方案，所述等离子模块为低温等离子模块；和/或，所述除尘板为304初效过滤器。
作为净化装置的一种优选方案，所述催化氧化仓内设置发射管、镇流器和催化模块，每个所述催化模块上对应至少一个所述发射管和至少一个所述镇流器，所述发射管与所述镇流器数量相同，且一一对应。
作为净化装置的一种优选方案，所述发射管为紫外线发射管；和/或，所述催化模块为镍基二氧化钛催化模块。
作为净化装置的一种优选方案，所述催化氧化仓内还设置有冷凝水排放口，所述冷凝水排放口与水箱连接。
作为净化装置的一种优选方案，还包括喷雾氧化仓，所述喷雾氧化仓内设置高压微型水泵和氧化剂储存箱，在所述催化氧化仓的顶部设置至少一个雾化喷嘴，所述雾化喷嘴与所述高压微型水泵的出水端连接，所述高压微型水泵的入水端与所述氧化剂储存箱连接。
作为净化装置的一种优选方案，所述气体导出组件设置在所述喷雾氧化仓内，所述气体导出组件包括与所述催化氧化仓连通的气体导出管，所述抽风机安装在所述气体导出管上。
作为净化装置的一种优选方案，还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括电控箱和废气传感器，所述电控箱内设置主控制器和存储器，所述废气传感器安装在所述废气输送管道上，所述废气传感器与所述主控制器电连接。
作为净化装置的一种优选方案，还包括密闭箱体，所述废气导入组件、所述废气处理组件以及所述气体导出组件设置在所述密闭箱体内。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的净化组件通过设置低温等离子氧化仓可以对有机废气进行分解，使有机废气部分被完全分解，剩余部分被分解为小分子，而设置催化氧化仓则可以对分解后的废气进行彻底分解和氧化，使有机废气被完全净化。对比现有技术，此净化装置具有占地面积小、运行成本低、处理量大、净化效率高且不会产生二次污染的优点。
附图说明
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例所述的净化装置的结构示意图。
图2为本实用新型实施例所述的净化装置的剖视示意图。
图3为本实用新型实施例所述的净化装置中的催化模块的结构示意图。
图4为本实用新型实施例所述的净化装置中的发射管的结构示意图。
图5为本实用新型实施例所述的净化装置中的等离子模块的结构示意图。
图6为本实用新型实施例所述的净化装置的净化原理图。
图7为本实用新型实施例所述的净化装置的催化模块的催化原理图。
图中：
1、集气罩；2、废气输送管道；3、低温等离子氧化仓；4、催化氧化仓；5、抽风机；6、除尘板；7、等离子模块；8、发射管；9、镇流器；10、催化模块；101、外框；102、网板；103、把手；11、冷凝水排放口；12、电控箱；13、喷雾氧化仓；14、高压微型水泵；15、氧化剂储存箱；16、雾化喷嘴；17、气体导出管。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
如图1至5所示，于本实施例中，本实用新型所述的一种净化装置，包括：
废气导入组件，包括集气罩1和与所述集气罩1连接的废气输送管道2，所述集气罩1远离所述废气输送管道2的一端与大气连通；
废气处理组件，包括沿废气流向依次设置的相互连通的低温等离子氧化仓3和催化氧化仓4，所述低温等离子氧化仓3可对有机废气进行分解，所述催化氧化仓4可对分解后的所述有机废气进行催化氧化，其中，所述低温等离子氧化仓3的气体输入端与所述废气输送管道2连接；
气体导出组件，包括设置在所述催化氧化仓4的气体输出端的抽风机5。
废气经抽风机5的抽动通过废气导入组件的集气罩1和废气输送管道2进入废气处理组件的低温等离子氧化仓3，部分有机废气被完全分解，剩余部分有机废气被分解成较小的分子，废气再进入催化氧化仓4，催化氧化仓4将废气彻底分解氧化，净化后的空气再通过气体导出组件导出。本实用新型的净化装置占地面积小，适合于布置紧凑以及场地狭小的特殊环境，能够实现高效处理合成革和人造革生产过程中产生的废气，且运行成本低、处理量大和无二次污染。另外，本实用新型的净化装置还解决了单一等离子或紫外光催化设备净化不彻底，处理效率低的问题。
在本实用新型的一优选的实施例中，所述低温等离子氧化仓3内部沿废气流向依次设置除尘板6和至少一个等离子模块7。
进一步的，所述等离子模块7为低温等离子模块，所述除尘板6为304初效过滤器。通过将等离子模块7设置为低温等离子模块，可以在低温等离子模块的高能电子的冲击下，有机废气中的一部分待处理的气态污染物转化为无害的物质，剩下的污染物会通过电离、解离和激发等作用形成大量的等离子体和小分子碎片，以便于后续的氧化和吸收处理；通过将除尘板6设置为304初效过滤器，可大面积的过滤气体，且可以实现清洗和重复利用，减少运行成本，提高过滤效率。
低温等离子模块处理污染物的原理为：在外加电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物变为简单小分子安全物质，或使有害物质转变为无毒无害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解去除。因其电离后产生的电子平均能量在10ev，适当控制反应条件可以使得一般情况下难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速。
优选的，所述低温等离子氧化仓3内等间距分布多个所述等离子模块7。
在本实用新型的另一优选的实施例中，所述催化氧化仓4内设置发射管8、镇流器9和催化模块10，每个所述催化模块10上对应至少一个所述发射管8和至少一个所述镇流器9，所述发射管8与所述镇流器9数量相同，且一一对应。
进一步的，所述催化氧化仓4内沿废气流向等间距设置多个所述催化模块10，相邻催化模块10之间设置多个呈网格状排布的所述发射管8，多个呈网格状排布的所述发射管8所在的平面与所述催化模块10的表面平行。
优选的，所述发射管8为紫外线发射管，所述催化模块10为镍基二氧化钛催化模块，所述发射管8采用陶瓷灯头。
进一步的，所述催化模块10包括外框101和安装在所述外框101上的网板102，所述网板102上涂覆有至少一层固体状态的镍基二氧化钛催化剂，所述外框101为铝合金外框，其长度和宽度与所述催化氧化仓4的内部尺寸相匹配。
在所述外框101上还设置便于提取所述催化模块10的把手103。
在本实施例中，催化模块10中的二氧化钛经过高能紫外线照射表面失去电子，形成电子空穴，变为异常活跃的激发态，极易夺得废气分子中的电子使自己恢复基态，废气分子失去电子，形成活跃的游离态，其反应原理如图7所示。
其中，高能紫外线发射管8属低压水银放电管，发出的紫外射线波长为185nm，对应的光子能量为647KJ/mol，如若要裂解有机废气分子的分子键，所发射的光子能量必须比有机废气分子键的键能更高。在本实用新型的实施例中，待处理的有机废气主要包括苯、DMF(二甲基甲酰胺)、TVOC(总挥发性有机化合物)及其它有机气体，表1列出了有机废气中包含的主要分子键以及该分子键所对应的键能。从表1可以看出，高能紫外线发射管8发出的紫外线的光子能量高于表1中分子键的键能，而大多数化学物质的分子结合能比185nm波长高能紫外射线的光子能低，所以，废气能被高能紫外线裂解，在高能紫外射线照射下，有机废气进入设置有多组高能紫外射线发射管的催化氧化仓后，可在其中完成裂解反应。
表1：有机废气中的分子键及对应的键能
| 结合 | 键能(KJ/mol) | 结合 | 键能(KJ/mol) |
| H-H | 436.2 | C-H | 413.6 |
| H-C | 347.9 | C-F | 441.2 |
| C-C | 607.0 | C-N | 291.2 |
| C-S | 272 | C-O | 351.6 |
| O-O | 139.0 | O-H | 463.0 |
在本实用新型的一个优选的实施例中，所述催化氧化仓4内还设置有冷凝水排放口11，所述冷凝水排放口11与水箱连接。
在本实用新型的又一优选的实施例中，净化装置还包括喷雾氧化仓13，所述喷雾氧化仓13内设置高压微型水泵14和氧化剂储存箱15，在所述催化氧化仓4的顶部设置至少一个雾化喷嘴16，所述雾化喷嘴16与所述高压微型水泵14的出水端连接，所述高压微型水泵14的入水端与所述氧化剂储存箱15连接。
作为净化装置的一种优选方案，所述气体导出组件设置在所述喷雾氧化仓13内，所述气体导出组件包括与所述催化氧化仓4连通的气体导出管17，所述抽风机5安装在所述气体导出管17上。
在本实用新型的一实施例中，净化装置还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括电控箱12和废气传感器，所述电控箱12内设置主控制器和存储器，所述废气传感器安装在所述废气输送管道2上，所述废气传感器与所述主控制器电连接。
进一步的，所述电控箱分别与所述抽风机5、所述等离子模块7、所述发射管8、所述镇流器9、所述高压微型水泵14电连接。
废气传感器设置在废气输送管道2上，可以实时的对由集气罩1吸入的有机废气进行检测，检测有机废气的组成成分，主控制器将检测结果发送给存储器存储，并控制低温等离子氧化仓3、催化氧化仓4以及喷雾氧化仓13内的各个部件开始净化工作。
在本实用新型的另一实施例中，净化装置还包括密闭箱体，所述废气导入组件、所述废气处理组件以及所述气体导出组件设置在所述密闭箱体内。
如图6所示，本实用新型的净化装置的净化原理如下：
(1)有机废气(DMF、苯、二甲苯、VOC等)进入低温等离子氧化仓3，在等离子模块7的高能电子的冲击下，一部分待处理的气态污染物转化为无害的物质，剩下的污染物通过电离、解离和激发等作用形成大量的等离子体和小分子碎片，并产生臭氧等副产物。由于整个过程中产生大量的离子、电子、激发态原子、分子和自由基等活性物质，所以尤其适合降解VOCs这些难降解的污染物。VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。
(2)催化模块10上的催化剂对废气分子具有吸附作用，等离子体降解产生的小分子碎片有利于进入到催化剂的内表面，从而增大催化剂的吸附量。
(3)催化模块10上的催化剂以及雾化喷嘴16喷出的催化剂能够吸收紫外光释放的光子能量，激发空穴-电子对。空穴-电子对可以转移到催化剂表面，并且能带的边缘符合相应的要求，发生氧化还原反应；此外，通过紫外光的照射，贵金属的表面等离子体共振使电子脱离金属，电子在费米能级的作用下直接迁移到半导体的导带，所以在金属表面形成空位，强化了降污能力。
(4)在等离子体-紫外光催化组合系统中，除了两种过程的单独作用，也可能存在两者之间的协同作用。光催化剂能够改变等离子体的放电类型和高能电子分布，另外，还会产生如超氧自由基等新的活性粒子。而低温等离子体对催化剂的物化性质会产生影响，包括改性催化剂、加强吸附过程、热激活以及触发光催化。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种净化装置，其特征在于，包括：
废气导入组件，包括集气罩和与所述集气罩连接的废气输送管道，所述集气罩远离所述废气输送管道的一端与大气连通；
废气处理组件，包括沿废气流向依次设置的相互连通的低温等离子氧化仓和催化氧化仓，所述低温等离子氧化仓可对有机废气进行分解，所述催化氧化仓可对分解后的所述有机废气进行催化氧化，其中，所述低温等离子氧化仓的气体输入端与所述废气输送管道连接；
气体导出组件，包括设置在所述催化氧化仓的气体输出端的抽风机。
2.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述低温等离子氧化仓内部沿废气流向依次设置除尘板和至少一个等离子模块。
3.根据权利要求2所述的净化装置，其特征在于，所述等离子模块为低温等离子模块；和/或，所述除尘板为304初效过滤器。
4.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述催化氧化仓内设置发射管、镇流器和催化模块，每个所述催化模块上对应至少一个所述发射管和至少一个所述镇流器，所述发射管与所述镇流器数量相同，且一一对应。
5.根据权利要求4所述的净化装置，其特征在于，所述发射管为紫外线发射管；和/或，所述催化模块为镍基二氧化钛催化模块。
6.根据权利要求4所述的净化装置，其特征在于，所述催化氧化仓内还设置有冷凝水排放口，所述冷凝水排放口与水箱连接。
7.根据权利要求4所述的净化装置，其特征在于，还包括喷雾氧化仓，所述喷雾氧化仓内设置高压微型水泵和氧化剂储存箱，在所述催化氧化仓的顶部设置至少一个雾化喷嘴，所述雾化喷嘴与所述高压微型水泵的出水端连接，所述高压微型水泵的入水端与所述氧化剂储存箱连接。
8.根据权利要求7所述的净化装置，其特征在于，所述气体导出组件设置在所述喷雾氧化仓内，所述气体导出组件包括与所述催化氧化仓连通的气体导出管，所述抽风机安装在所述气体导出管上。
9.根据权利要求7所述的净化装置，其特征在于，还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括电控箱和废气传感器，所述电控箱内设置主控制器和存储器，所述废气传感器安装在所述废气输送管道上，所述废气传感器与所述主控制器电连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的净化装置，其特征在于，还包括密闭箱体，所述废气导入组件、所述废气处理组件以及所述气体导出组件设置在所述密闭箱体内。
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|---|---|---|---|---|
| CN106902621A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-30 | 广州正虹科技发展有限公司 | 净化装置 |
| WO2020073361A1 (zh) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 李国荣 | 一种环境卫生用灰尘净化装置 |
| CN113600004A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-05 | 西安阎良之星汽车贸易有限公司 | 一种钣金喷漆生产线用有害废气净化系统 |
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