CN207591590U - 一种复合光分解-催化氧化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合光分解‑催化氧化设备，包括废气预处理，光分解废气大分子链，过渡均风段，光催化氧化区和终过滤吸附区；具体是通过预处理工序得到洁净的废气；光分解废气大分子链中短波段的紫外线灯管发射出一定波长的紫外光首先将废气中的大分子链打断成小分子链，提高了废气分子的断链率，降低了后续废气处理的困难程度；在光分解废气大分子链和光催化氧化区设有一定长度的过渡均风段，可以避免光催化氧化区对光分解废气大分子链的影响；小分子链的废气分子再通过复合波段紫外线灯管并配合有光触媒，发生催化氧化反应，进一步将小分子链的废气分子进行分解和氧化，整个反应过程具有时间短，反应快，能量利用率高，净化率高等特点。

Description

一种复合光分解-催化氧化设备

技术领域

本实用新型涉及环境废气治理技术领域，特别涉及一种专注于工业有机废气净化治理装置。

背景技术

在人类的日常生产中都会伴有大量的废气产生，其中这些废气大都是有害或有异味的气体，这些气体如得不到及时处理，直接排放到大气中，人类长期暴露在这样的环境中，将会对人类的健康和生活产生严重影响，

废气成分主要分为有机废气和无机废气两大类。

有机废气是石油化工、喷漆、制药、印刷等行业排放的主要污染物，挥发性有机废气是指沸点在50～260℃，室温下饱和蒸气压超过130bar的易挥发性有机化合物的总称。这些有机废气会造成空气污染，危害人体，其中绝大多数有机废气都会对人的身体造成严重危害，甚至致癌，如苯、多环芳烃、氯乙烯等。当前工业生产所产生的废气种类繁多，有时甚至不能够完全确定其成份，这就给废气治理带来相当大的难度。

目前，在废气治理行业应用最多的就是将废气燃烧，使其转化为一些无害物质后排放，但是处理效率和净化彻底程度还有待提高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种复合光分解-催化氧化设备，能够提高废气处理效率和净化彻底程度。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种复合光分解-催化氧化设备，包括光分解废气大分子区、光催化-氧化废气段和连接在两者之间的过渡均风段；

所述光分解废气大分子区能够将废气中的大分子链打断成小分子链；

所述光催化-氧化废气段能够将所述小分子链的废气分子氧化为无害物质。

优选的，所述光分解废气大分子区设置有短波段紫外线灯管。

优选的，所述短波段紫外线灯管的数量为多个，呈三角状分布构成若干个三角辐射单元。

优选的，多个所述短波段紫外线灯管沿直线排列构成灯组，所述灯组的数量为多个并平行，且相邻两个所述灯组中的所述短波段紫外线灯管错位相对。

优选的，各所述灯组均能够独立控制。

优选的，还包括安装在废气入口处的浓度检测仪，所述浓度检测仪通讯连接于所述复合光分解-催化氧化设备的控制系统，所述控制系统能够根据所述浓度检测仪提供的废气实时浓度调节所述灯组的开启数量。

优选的，所述过渡均风段内安装有均风板。

优选的，所述光催化-氧化废气段设置有复合波段紫外线灯管和光触媒。

优选的，还包括连接于所述光分解废气大分子区上游的废气预处理机构。

优选的，还包括连接于所述光催化-氧化废气段下游的终过滤吸附区。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的复合光分解-催化氧化设备，具体是将短波段紫外线和复合波段紫外线灯管应用在废气治理工艺上。紫外线灯能够发射出一定波段的紫外线，将大分子废气分子链断裂为小分子链，小分子链的废气分子再经过复合波段紫外线灯管并配合光触媒，进一步将废气分子催化氧化为水和二氧化碳，整个处理过程反应时间短，废气净化效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的复合光分解-催化氧化设备的原理图；

其中，1-除尘过滤器；2-除油过滤器；3-光分解废气大分子区；4-过渡均风段；5-光催化-氧化废气段；6-板式过滤器；

图2为本实用新型实施例提供的光分解工序短波段紫外线灯管布置图；

其中，31-短波段紫外线灯管；32-三角辐射单元；33-不同组紫外线灯管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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，本领域普通技术人员在没有做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。

随着人们对环保事业的重视，投入的人力物力财力也相应提高，涌现出很多新的治理技术，其中光分解-催化技术在治理废气行业中扮演着日渐重要的作用。

本实用新型实施例提供的复合光分解-催化氧化设备，其核心改进点在于，包括光分解废气大分子区3、光催化-氧化废气段5和连接在两者之间的过渡均风段4，其结构可以参照图1所示；

光分解废气大分子区3能够将废气中的大分子链打断成小分子链；

光催化-氧化废气段5能够将小分子链的废气分子氧化为无害物质。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的复合光分解-催化氧化设备，光分解废气大分子区3将废气中的大分子链打断成小分子链，明显提高了废气分子的断链率，降低了后续废气处理的困难程度；过渡均风段4将光分解废气大分子区3和光催化-氧化废气段5明显隔开，避免了光催化-氧化废气段5对光分解废气大分子区3作用产物(如臭氧)的影响(如吸收)，从而保证了较高的臭氧含量，可以避免光催化-氧化废气段5对光分解废气大分子链的影响；光催化-氧化废气段5实现了废气的无害化转化；整个反应过程具有时间短，反应快，能量利用率高，净化率高等特点。

作为优选，光分解废气大分子区3设置有短波段紫外线灯管31。即光分解废气大分子链采用短波段紫外线灯管31，在本实施例中该灯管能够产生185nm短波的紫外线，该波长的紫外线能够将空气中的氧气分子氧化为臭氧，臭氧具有极强的氧化性，能够将废气中的大分子链氧化断裂为小分子链，明显提高废气分子的断裂率，为后续的处理做好准备。

在本实施例中，短波段紫外线灯管31的数量为多个，呈三角状分布构成若干个三角辐射单元32，其结构可以参照图2所示。就每一个三角辐射单元32来讲，空间内照射强度较呈直线排列的更高，提高短波段紫外线灯管31的利用率，同时可节约紫外线灯管数量25％。这样的布置方式，可以明显提高每一组辐射单元32中紫外线光的强度。

具体的，多个短波段紫外线灯管31沿直线排列构成灯组，灯组的数量为多个并平行(优选为垂直于废气流动方向)，且相邻两个灯组中的短波段紫外线灯管31错位相对，其结构可以参照图2所示。可以理解的是，错位相对是指某个灯组(称为第一灯组)中短波段紫外线灯管31在其相邻灯组(称为第二灯组)所在直线上的投影，与该相邻(即第二灯组)中的任意短波段紫外线灯管31均不重合，则此时相邻两组的紫外线灯管在空间上呈三角布置。

为了进一步优化上述的技术方案，各灯组均能够独立控制，能够依据废气浓度的变化，实时调整打开或关闭紫外线灯管的组数，大大降低了运行成本，节约能源。

本实用新型实施例提供的复合光分解-催化氧化设备，还包括安装在废气入口处的浓度检测仪，该浓度检测仪通讯连接于复合光分解-催化氧化设备的控制系统，控制系统能够根据浓度检测仪提供的废气实时浓度调节灯组的开启数量，从而实现了实时监测和自动控制。

作为优选，过渡均风段4内安装有均风板，保证废气均匀等量的进入光催化-氧化废气段5，其结构可以参照图2所示。

具体的，光催化-氧化废气段5设置有复合波段紫外线灯管和光触媒，两者配合作用，将小分子链的废气分子进一步氧化为无害物质(H₂O和CO₂)，从而实现了废气的无害化转化。

本实用新型实施例提供的复合光分解-催化氧化设备，还包括连接于光分解废气大分子区3上游的废气预处理机构。可以理解的是，上游是按照废气的流动方向。该废气预处理机构能够去除废气中的粉尘、油污等成分，避免其对装置中主要元器件的影响，从而提高装置的运行稳定性和主要元器件的维护周期和使用寿命。

本实用新型实施例提供的复合光分解-催化氧化设备，还包括连接于光催化-氧化废气段5下游的终过滤吸附区，可以将残留或遗漏的少量废气分子再次进行过滤吸收，从而达到彻底净化废气的目的，进一步确保排放到大气中的气体是不含粉尘的，为装置的绿色环保增加一道保险。

下面结合具体实施例对本方案做进一步介绍:

本专利提供了一种光分解-催化装置，包括废气预处理，光分解废气大分子链，过渡均风段，光催化氧化区和终过滤吸附区，以及PLC控制操作系统。

废气预处理采用高效板式除尘过滤器1和高效除油过滤器2，能够有效去除废气中的粉尘，油污等成分，避免其对装置中主要元器件的影响，从而提高装置的运行稳定性和主要元器件的维护周期和使用寿命。

3是采用短波段紫外线灯管的光分解废气大分子区，光分解废气工序是由多组短波段紫外线灯管组成，各组紫外线灯管在空间上呈三角布置，这样的布置方式，可以明显提高每一组辐射单元中紫外线光的强度。

短波段紫外线灯管发射出的紫外线光可以将大分子废气链打断成小分子链，提高废气分子的断裂率。另外多组紫外线灯管进行独立控制，依据废气浓度的变化，实时调整打开或关闭紫外线灯管的组数，大大降低了运行成本，节约能源。

4是均风过渡段，均风过渡段可以将光分解废气大分子链和光催化氧化区明显隔开，避免了光催化氧化区中复合波段紫外线灯管对臭氧的吸收，从而保证了较高的臭氧含量，在过渡均风区域安装有均风板，保证废气均匀等量的进入光催化氧化区。

5是采用复合波段紫外线灯管和光触媒的光催化-氧化废气段，光催化氧化废气工序，采用复合波段紫外线灯管和光触媒配合作用，将小分子链的废气分子进一步氧化为无害物质(H2O和CO2)，从而实现了废气的无害化转化。

6是板式过滤器即终过滤吸附区，终过滤吸附区是本装置最后一道过滤工序，采用新型吸附材料，比表面积大，容尘量大，可以将残留或遗漏的少量废气分子再次进行过滤吸收，从而达到彻底净化废气的目的，进一步确保排放到大气中的气体是不含粉尘的，为装置的绿色环保增加一道保险。

PLC控制操作系统，采用PID控制，能够根据废气中有害物质含量多少，动态调整灯管的功率，即可以动态调整灯管的开启数量，也可通过变频器来控制离心风机的风量，这种设计能够严格控制能耗，保证装置低耗、平稳、可靠的运行。

具体工作工程说明如下：

本设备的废气接口与车间的废气收集主管道连接，废气进入装置后先经过高效板式除尘过滤器1和高效板式除油过滤器2的废气预处理工序，将废气中的尘埃粒子和油污过滤掉；洁净的废气经过有短波段紫外线灯管组成的光分解废气大分子区3，将大分子链的废气分子打断成小分子链，提高废气分子的断裂率；小分子链废气分子经过安装在废气过渡均风段4的均风板，可以保证废气均匀等量的进入光催化氧化区，提高光触媒的有效作用面积；进入光催化-氧化废气段5的小分子链废气分子在光触媒和复合紫外线灯管的配合下，将废气氧化成水和二氧化碳，经过终过滤吸附区板式过滤器6的过滤吸附，直接将处理后气体排放到大气中。

综上所述，废气经过本设备后，可以实现完全彻底的净化，且该设备具有处理效率高，适应性强等特点。废气在设备中经过分解和催化氧化过程，可以最大程度地降低废气中的有害物质。短波段紫外线灯管将废气大分子链断开，提高废气分子链的断裂率；复合波段紫外线灯管将附着在具有三维立体结构的光触媒上的废气分子完全彻底氧化为水和二氧化碳。

本实用新型专利具有以下创新点：

1.在预处理阶段采用新型玻璃纤维滤布，过滤精度高，容尘量大，同时可以去除油污、水汽、尘埃等杂质；

2.整个设备设计有实时监测装置，装置入口处安装有废气浓度检测仪，在光分解工序设置多组短波段紫外线灯管，各组短波段紫外线灯管独立控制，依据废气的实时浓度，可以接入不同组数的短波段紫外线灯管，节约了能源，并提高了短波段紫外线灯管组的利用率；

3.每组短波段紫外线灯管之间在空间上呈三角状分布，就每一个三角辐射单元来讲，空间内照射强度较呈直线排列的更高，提高短波段紫外线灯管的利用率，同时可节约紫外线灯管数量25％；

4.在光分解废气大分子链和光催化-氧化区之间，设计有过渡均风段，可以避免复合波段紫外线灯管发射出的254nm波长的紫外线对光分解过程中产生的强氧化剂-臭氧的吸收，使得废气分解更加彻底，提高废气分子的断裂率；

5.在均风过渡段设计有均风板，可以保证废气均匀等量的进入光催化-氧化废气区，提高复合波段紫外线灯管和光触媒板的利用率；

6.废气终过滤吸附区选用新型吸附材料，比表面积大，吸附量大，容尘能力强，更换方便。

本实用新型实施例还公开了一种工业废气的综合治理系统，包括前述的复合光分解-催化氧化设备，和其他废气处理装置(如无机废气处理装置)，通过该设备可以与其他废气处理装置进行串接使用，可以对工业废气进行完全彻底的净化，从而实现工业废气中有害气体的零排放，完成对工业废气的综合治理。

综上所述，本实用新型实施例公开了一种复合光分解-催化氧化设备，是利用紫外线灯管发射出的紫外线灯光来照射工业废气，可以将工业废气中的有害气体进行分解，最终转化为无害物质(水和二氧化碳)进行排放，从而实现了工业废气的无害化排放。该设备包括废气预处理，光分解废气大分子链，过渡均风段，光催化氧化区和终过滤吸附区，具体是废气通过预处理工序，可以将废气中的油污、尘埃粒子和水雾等杂质通过物理过滤的方法去除掉，从而得到洁净的废气；光分解废气大分子链是一种短波段的紫外线灯管发射出一定波长的紫外光首先将废气中的大分子链打断成小分子链，提高了废气分子的断链率，降低了后续废气处理的困难程度；在光分解废气大分子链和光催化氧化区设有一定长度的过渡均风段，可以避免光催化氧化区对光分解废气大分子链的影响；小分子链的废气分子再通过复合波段紫外线灯管并配合有光触媒，发生催化氧化反应，进一步将小分子链的废气分子进行分解和氧化，整个反应过程具有时间短，反应快，能量利用率高，净化率高等特点。该设备可以与其他废气处理装置进行串接使用，可以对工业废气进行完全彻底的净化，从而实现工业废气中有害气体的零排放，完成对工业废气的综合治理。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，包括光分解废气大分子区(3)、光催化-氧化废气段(5)和连接在两者之间的过渡均风段(4)；

所述光分解废气大分子区(3)能够将废气中的大分子链打断成小分子链；

所述光催化-氧化废气段(5)能够将所述小分子链的废气分子氧化为无害物质。

2.根据权利要求1所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，所述光分解废气大分子区(3)设置有短波段紫外线灯管(31)。

3.根据权利要求2所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，所述短波段紫外线灯管(31)的数量为多个，呈三角状分布构成若干个三角辐射单元(32)。

4.根据权利要求2所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，多个所述短波段紫外线灯管(31)沿直线排列构成灯组，所述灯组的数量为多个并平行，且相邻两个所述灯组中的所述短波段紫外线灯管(31)错位相对。

5.根据权利要求4所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，各所述灯组均能够独立控制。

6.根据权利要求5所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，还包括安装在废气入口处的浓度检测仪，所述浓度检测仪通讯连接于所述复合光分解-催化氧化设备的控制系统，所述控制系统能够根据所述浓度检测仪提供的废气实时浓度调节所述灯组的开启数量。

7.根据权利要求1所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，所述过渡均风段(4)内安装有均风板。

8.根据权利要求1所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，所述光催化-氧化废气段(5)设置有复合波段紫外线灯管和光触媒。

9.根据权利要求1所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，还包括连接于所述光分解废气大分子区(3)上游的废气预处理机构。

10.根据权利要求1所述的复合光分解-催化氧化设备，其特征在于，还包括连接于所述光催化-氧化废气段(5)下游的终过滤吸附区。