CN207838707U - 一种净化废气的光催化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种净化废气的光催化装置。该光催化装置包括套装布置以形成夹套结构的反应内管段、反应外管段，所述夹套结构连通有废气输入通道和净化气输出通道；反应内管段内设有光源，夹套结构内填充有催化剂颗粒，催化剂颗粒之间形成供废气通过的废气通道。本实用新型的净化废气的光催化装置，通过在夹套结构内填充催化剂颗粒，使废气从催化剂颗粒之间的废气通道通过，进而提高废气与催化剂的接触时间和接触面积，增强光催化净化效果。
Description
技术领域
本实用新型属于废气的净化装置领域，具体涉及一种净化废气的光催化装置。
背景技术
如今，环境污染问题已经成为全球丞待解决的问题，其中大气污染是我国目前最突出的问题之一。随着经济的高速发展，污染废气的排放量不断增加，毒性也越来越强。污染废气来源于各个领域，主要有能源工业、化学工业、交通等，这些废气中多含有难降解的有机物，具有致癌、致畸、致毒的危害，难以处理。
光催化技术因为其绿色无毒的特性引起了广泛的关注。光催化技术主要是指催化剂在紫外光或可见光的照射下，催化剂内部产生电子空穴对，从而在催化剂表面产生羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O2)等自由基，进而将与催化剂接触的有机物氧化分解为CO2和H2O等小分子无机物。在各种半导体催化剂中，TiO2由于具有较高的催化活性和生化稳定性、无毒、廉价、来源广泛等优点，成为目前应用最广泛的光催化剂。基于光催化剂的光催化装置也受到越来越多的关注。
授权公告号为CN205570090U的专利公开了用于一种光催化反应器，包括内外设置的反应内管段、反应外管段，反应内管段内设有光源，反应外管段的内壁上固定有负载纳米二氧化钛的改性活性炭纤维物，反应外管段的下端设有废气进口，上端设有净化气出口。废气由废气进口进入反应器后，经净化气出口排出。该光催化反应器中，废气与光催化剂、光源的接触面积和接触时间有限，光催化剂净化效果有待进一步提高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种净化废气的光催化装置，从而解决现有光催化装置中，催化剂与废气的接触时间短、接触面积有限的问题。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种净化废气的光催化装置，包括套装布置以形成夹套结构的反应内管段、反应外管段，所述夹套结构连通有废气输入通道和净化气输出通道；反应内管段内设有光源，夹套结构内填充有催化剂颗粒，催化剂颗粒之间形成供废气通过的废气通道。
本实用新型的净化废气的光催化装置，通过在夹套结构内填充催化剂颗粒，使废气从催化剂颗粒之间的废气通道通过，进而提高废气与催化剂的接触时间和接触面积，增强光催化净化效果。
所述催化剂颗粒为球状。所述催化剂颗粒包括载体球和附着在载体球上的光催化剂层。通过使用球状催化剂颗粒，可在保证较大处理流量的同时，进一步增大与催化剂、光源的接触面积和接触时间，提高光催化净化效果。使用载体球形式的催化剂颗粒，制备工艺简单、性能稳定，催化剂的装填和更换工作易于进行。
夹套结构的两端对应设有第一端盖和第二端盖，第一端盖上连接所述废气输入通道，第一端盖还设有用于对进入废气进行缓冲的缓冲腔，所述缓冲腔通过连通通道与夹套结构相连通。
优选的，第一端盖包括底板、顶板以及设于底板、顶板之间的侧壁板，底板、顶板、侧壁板之间形成所述缓冲腔，顶板具有支撑夹套结构内催化剂颗粒的支撑面，顶板上设有所述连通通道。进一步优选的，所述连通通道为呈环形排布的多个通气孔。
采用上述结构的缓冲腔，结构简单，对进入的废气具有缓冲和均匀排布作用，进一步优化了废气催化净化性能。采用分体设置的端盖结构和夹套结构，安装、更换、维修便捷，实用性好。
两端盖上分别具有供反应内管段从相应端部穿出的定位穿孔，反应内管段上穿出相应端盖的端部均设有散热开口。所述光源朝向第一端盖的一端延伸至所述夹层结构的相应端部。采用两端开口的反应内管段，可及时将光源产生的热量及时疏散。
所述光源为紫外光源或可见光源。
所述反应外管段为有机玻璃材质。所述反应内管段为石英材质。采用石英材料的反应内管段，对于光的吸收少，可增加的光的透过性。
附图说明
图1为本实用新型的净化废气的光催化装置的结构示意图；
图2为图1中第一端盖的俯视图；
图3为图1中第一端盖的主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型的净化废气的光催化装置的具体实施例，如图1至图3所示，包括套装布置以形成夹套结构的反应内管段4、反应外管段3，反应内管段4内设有紫外光源5，夹套结构内填充有催化剂颗粒8，所述催化剂颗粒包括载体球和附着在载体球上的光催化剂层，催化剂颗粒之间形成供废气通过的废气通道。
夹套结构的两端对应设有第一端盖90和第二端盖91，第一端盖90上设有废气进口1，第一端盖90包括顶板70、底板71，以及设于顶板70、底板71之间的侧壁板，顶板70具有支撑夹套结构内催化剂颗粒的支撑面，顶板70、底板71上设有供反应内管段4从第一端盖90穿出的定位穿孔；反应内管段与侧壁板之间的环腔形成用于对进入的气体进行缓冲和均匀分散的缓冲腔6，顶板70上设有连通缓冲腔6和夹套结构的连通通道，所述连通通道为呈环形均布的多个通气孔10。夹套结构的上端设有净化气出口2，夹套结构内形成供废气进行光催化反应的密封空间。
两端盖上分别具有供反应内管段从相应端盖穿出的定位穿孔，反应内管段上穿出相应端盖的端部均设有散热开口，以及时将光源产生的热量疏散。反应内管段的中心固定有紫外光源，紫外光源朝向第一端盖的一端延伸至所述夹层结构的相应端部，紫外光源的发光波长为254nm。
所述催化剂颗粒是将二氧化钛涂覆在氧化铝球表面，氧化铝球浸入二氧化钛溶胶中，再经干燥即形成催化剂颗粒。氧化铝球为300℃煅烧的γ型氧化铝球，粒径为4mm。二氧化钛采用溶胶凝胶法制备，再在500℃下煅烧形成锐钛矿晶型的二氧化钛，具有粒径小、催化活性高的特点。
反应外管段选择有机玻璃材质，具有成本低，耐紫外性好的特点；反应内管段采用石英材质，对于光的吸收少，可增加的光的透过性。可进一步在反应外管段包覆锡箔纸，以防止紫外线泄露。
上述实施例的净化废气的光催化装置的工作原理如下：废气经干燥或加湿前处理后，由废气进口进入缓冲腔，经缓冲和均匀分散后进入夹套结构，在紫外光源下，废气中的有害成分与催化剂颗粒发生催化反应而降解，降解后的气体经净化气出口排出。
在本实用新型的净化废气的光催化装置的其他实施例中，可不设置缓冲腔，而在夹套结构的下端设置废气进口，在上端设置净化气出口；反应内管段可设置成一端开口，一端封闭的形式；光源可采用可见光源；催化剂颗粒可以制成为整体球状，或者载体球可以采用其他形状的载体；反应内管段的数量可以为多个，多个反应内管段在反应外管段内呈环形均布，在各反应内管段内分别设置紫光光源，从而可以增加紫外光透过性能；紫外光源可设置成阵列式光源。
Claims (10)
1.一种净化废气的光催化装置，包括套装布置以形成夹套结构的反应内管段、反应外管段，所述夹套结构连通有废气输入通道和净化气输出通道；反应内管段内设有光源，其特征在于，夹套结构内填充有催化剂颗粒，催化剂颗粒之间形成供废气通过的废气通道。
2.如权利要求1所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，所述催化剂颗粒为球状。
3.如权利要求2所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，所述催化剂颗粒包括载体球和附着在载体球上的光催化剂层。
4.如权利要求1～3任一项所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，夹套结构的两端对应设有第一端盖和第二端盖，第一端盖上连接所述废气输入通道，第一端盖还设有用于对进入废气进行缓冲的缓冲腔，所述缓冲腔通过连通通道与夹套结构相连通。
5.如权利要求4所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，第一端盖包括底板、顶板以及设于底板、顶板之间的侧壁板，底板、顶板、侧壁板之间形成所述缓冲腔，顶板具有支撑夹套结构内催化剂颗粒的支撑面，顶板上设有所述连通通道。
6.如权利要求5所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，所述连通通道为呈环形排布的多个通气孔。
7.如权利要求5所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，两端盖上分别具有供反应内管段从相应端盖穿出的定位穿孔，反应内管段上穿出相应端盖的端部均设有散热开口。
8.如权利要求7所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，所述光源朝向第一端盖的一端延伸至所述夹套结构的相应端部。
9.如权利要求1所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，所述光源为紫外光源或可见光源。
10.如权利要求1所述的净化废气的光催化装置，其特征在于，所述反应内管段为石英材质。
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