CN209020111U - 一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器 - Google Patents

Abstract

一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器，包括处理器及设于处理内部的风机；所述处理器一侧面设有出风口和至少一个侧面设有进风面，所述进风面由外至内设有凹凸棒分子筛、改性活性炭和超顺磁场磁解板；所述凹凸棒分子筛设有三层结构，依次包括前层细网、中层蜂窝流通层和后层细网，所述蜂窝流通层中填充有凹凸棒颗粒，并有前层细网和后层细网包裹。本实用新型的废气处理器将凹凸棒吸附板和改性的活性碳的吸附板的吸附过滤和超顺磁场磁解板的磁解过滤相结合，废气净化率更高，凹凸棒分子筛采用凹凸棒作为吸附剂和红辉石作为表征剂，可以使凹凸棒分子筛的疏水改性技术更容易且效果更好，可以提高其对有机化合物的选择性吸附能力。

Description

一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器

技术领域

本实用新型涉及废气净化技术领域，特别是一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器。

背景技术

现有的有机废气治理技术：

1.液体吸收技术：这种治理技术的原理是经过物理吸收法和化学吸收法两种形式，实现有机废气中的有害成分与吸收剂的融合，再处理废水，实现净化治理目的。净化率<30％，而且有很重二次污染。

2.吸附技术：利用吸附剂吸附有机废气，适用于处理低浓度少量的有机废气。净化效率较低(<45％)，再生脱附较困难(易燃)，需要不断更换(3-5天/

次)，维护成本较高，能吸附的有机废气的“谱”窄，产生固废。如：各种活性炭等。

3.热破坏技术：也称之为燃烧法，分为直接燃烧法和催化氧化燃烧法。前者直接燃烧法是通过温度在650℃～850℃之间的高温容器下，直接燃烧掉有机废气中的有机物，最后生成二氧化碳、水等的其他无污染性的无害物质，如果可燃有机废气的含量较低的话，可以把废气现在焚烧炉中进行燃烧，燃烧过程中要保证可燃烧温度以及含氧量大小；

催化燃烧法，它是在催化剂的作用下，使有机化学反应速度加快，它的治理非常好，基本上是在90％～99％之间，当前在温度较低的催化燃烧中采用最广的催化剂是贵金属和非贵金属两种类型。

3.1热力燃烧法:在高温下有机废气与燃料气充分混和，实现完全燃烧。适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体，净化效率高，有机废气被彻底氧化分解，缺点：设备易腐蚀，处理成本高，易形成二次污染；

3.2催化燃烧法:在催化剂的作用下，使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳，达到治理的目的。缺点：催化剂易中毒，投入成本和维护成本高；

4.高能紫外线光解技术是通过特定波长的紫外线激发光源产生不同能量的光量子；废气物质对该光量子的强烈吸收，在大量携能光量子的轰击下使废气物质分子解离和激发；空气中的氧气和水分及外加的臭氧在该光量子的(分解)作用下可产生大量的新生态氢、活性(游离)氧和羟基氧等活性基团；因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧，臭氧对紫外线光束照射分解后的有机物具有极强的氧化作用；部分废气物质也能与活性基团反应，最终降解转化为低分子化合物CO2和H2O等无害物质。

5.生物法：利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。自然界中存在各种各样的微生物，几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。生物处理不需要再生和其他高级处理过程，与其他净化法相比，具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点，但不能回收利用污染物质。

6.低温等离子体技术：介质阻挡放电过程中，等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体，如化工、医药等行业。电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用；运行费用低；反应快，设备启动、停止十分迅速，随用随开。缺点：一次性投资较高、安全隐患大。

7.光催化氧化介绍:光氧催化处理技术是利用特种紫外线波段(C波段)，在特种催化氧化剂的作用下，将废气分子破碎并进一步氧化还原的一种特殊处理方式。废气分子先经过特殊波段高能紫外光波破碎有机分子，打断其分子链；同时，通过分解空气中的氧和水，得到高浓度臭氧，臭氧进一步吸收能量，形成氧化性能更高的自由羟基，氧化废气分子。同时根据不同的废气成分配置多种复合惰性催化剂，大大提高废气处理的速度和效率，从而达到对废气进行净化的目的.

8.紫外光废气处理:首先，产品采用特殊的高能高臭氧紫外线光束照射恶臭气体，裂解气体如氨，三甲胺，硫化氢，甲硫，甲硫醇，甲硫醚，二甲二硫，二硫化碳和二硫化碳苯乙烯，硫化氢，硫化氢，苯，甲苯，二甲苯分子链结构，使有机或无机高分子化合物分子链，高能紫外线照射，降解成低分子量化合物如CO2，H2O。利用高能高臭氧紫外线紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即由负电荷携带的游离氧携带的活性氧与负电子的不平衡和氧分子需要结合，然后产生臭氧。UV+O2→O-+O＊(活性氧)O+O2→O3(臭氧),已知臭氧具有强烈的有机物氧化，气体和其他刺激性气味的气味立即影响去除。使用高能紫外光在分子键中将气体细菌灭菌，破坏细菌核酸(DNA)，然后通过臭氧氧化，完全除臭并杀死细菌。

效率高,除了臭气：可有效去除挥发性有机化合物(VOC)，无机，硫化氢，氨，硫醇等主要污染物，且各种气味，除臭效率99％远高于1993年颁布的国家恶臭污染物排放标准(GB14554-93)。无需添加任何材料：只需设置适当的排气管和排气功率，气体的气味通过设备进行除臭分解净化，无需添加任何物质参与化学反应。适应高浓度，大气量，不同恶臭气体除臭净化材料可每天24小时连续工作，运行稳定可靠。但是致命的缺点是处理量小、需要恒温、废气输入的量和浓度要恒定，极易出现自动灭活、维护成本高。

而且在现有我国有机废气排放中，混和着大量的其它污染，如：尘、漆滴、水、生物废气等，在前预处理中，现有技术的废气处理的技术有：液体吸收技术、热破坏技术、物理过滤技术、静电除尘技术等等，其中物理过滤技术和静电除尘技术为现有废气处理的主流技术。

但是，现有技术的物理过滤技术过滤的颗粒大小还停留最好也是在PM2.5级别，对于PM2.5以下的颗粒，尤其是粒径在100nm以下的非极性小微粒，还是“束手无策”。而且为了达到良好的过滤效果，需要设置多级过滤，导致现有技术的物理过滤装置结构复杂、安装麻烦；而且使用寿命较短，维护成本较高，需要重新更换。

而静电除尘技术也无法处理PM2.5以下的颗粒，尤其是粒径在100nm以下的非极性小微粒，为了达到良好的过滤效果，需要接入高达上千伏的高压静电，耗电量过大，而且会产生高压静电，危及人的生命安全。

超顺磁场纳米磁解技术，这种技术利用高强度的超顺磁场，快速击碎pm2.5以下的各种废气的粒子，让其微粒的粒径在100nm以下，当微粒在纳米级以下时，微粒外周电子，不是圆周运动而是形成跳跃式运动(非圆周式运动)，产生超顺磁性，在外加磁场的作用下，所有的微粒按既定磁场力线方向击断小分子的化合鍵，“磁解”后氧化成C0₂、H₂0、0₂、N₂等无机小分子，可以彻底处理部分PM2.5微粒、PM1.0微粒以及粒径在100nm以下的非极性小微粒。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种废气净化率更高、耗电量更少、安全性能更高的利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器，其中：包括处理器及设于处理内部的风机；所述处理器一侧面设有出风口和至少一个侧面设有进风面，所述进风面由外至内设有凹凸棒分子筛、改性活性炭和超顺磁场磁解板；

所述凹凸棒分子筛设有三层结构，依次包括前层细网、中层双蜂窝流通层和后层细网，所述双蜂窝流通层之间的间隔空隙是4mm-6mm,各蜂窝流通层的厚度10mm至2mm,所述双层蜂窝流通层中填充有凹凸棒颗粒或其中一层填充有凹凸棒颗粒，另一层填充有改性的活性碳和吸附剂，并由前层细网和后层细网包裹；

所述超顺磁场磁解板由外框架和磁解内网连接组成，所述磁解内网上喷涂有纳米级金属涂层。

作为本实用新型的进一步改进：所述超顺磁场磁解板连接有静电发生器，所述静电发生器包括至少以下之一：带有18kV-25kV静电压输出的强静电发生器、或带有12V-36V静电压输出的弱静电发生器。

作为本实用新型的进一步改进：所述磁解内网是由镊、铜合金或玄武岩材料制成的多孔网状结构或发泡样不规则空囊结构。

作为本实用新型的进一步改进：所述纳米金属涂层是由纳米级铜粒子或纳米级银粒子喷涂而成。

作为本实用新型的进一步改进：所述纳米金属涂层的厚度为2-10μm，所述纳米粒子或纳米银粒子的粒度为2-4nm大小。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的废气处理器将凹凸棒吸附板的吸附过滤和超顺磁场磁解板的磁解过滤相结合，废气净化率更高，废气净化率高达99.99％以上。

凹凸棒分子筛采用凹凸棒作为吸附剂和红辉石作为表征剂，一方面可以使凹凸棒分子筛的疏水改性技术更容易且效果更好，可以提高其对有机化合物的选择性吸附能力；另一方面，相对于凹凸棒，红辉石的价格更加低廉，能够节约原料成本。

本实用新型的处理器采用超顺磁场磁解技术，主要针对PM2.5以下的颗粒，尤其是粒径在100nm以下的非极性小微粒，利用高强度的超顺磁场，快速击碎pm2.5以下的各种废气的粒子，让其微粒的粒径在100nm以下，当微粒在纳米级以下时，裂解有机分子的化合建，生成C0₂、H₂0、0₂、N₂等无机小分子；基本类同于空气成分。

本实用新型的处理器采用超顺磁场磁解技术，相对于现有的物理过滤技术，无需短时间更换，维护成本更低，理论上使用寿命可达到20年以上。除此之外，还具有结构简单、安装方便的优点，适合大规模推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为进风面的结构示意图。

图3为凹凸棒分子筛的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图说明与实施例对本实用新型进一步说明：

参考图1-3，一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器，包括处理器1及设于处理内部的风机；所述处理器1一侧面设有出风口11和至少一个侧面设有进风面2，所述进风面由外至内设有凹凸棒分子筛21、改性活性炭22和超顺磁场磁解板23；

所述凹凸棒分子筛设有三层结构，依次包括前层细网211、中层蜂窝流通层212和后层细网213，所述蜂窝流通层中填充有凹凸棒颗粒，并由前层细网和后层细网包裹；

所述凹凸棒分子颗粒是通过将天然凹凸棒粉碎，在搅拌机中用纯净水混合打浆和离心分离进行去杂质，均浆，加入红辉石和石墨烯进行表征，利用矗立式纳米水研磨机研磨成40-80nm纳米级粒子，再以高温喷雾碎粒机成粉，形成假性团聚，两用造粒机制成3X2X2mm的颗粒。所述凹凸棒分子颗粒的比表面积达到2000-3000m²/g。

所述超顺磁场磁解板由绝缘的外框架和磁解内网连接组成，所述磁解内网上喷涂有纳米级金属涂层。

所述超顺磁场磁解板连接有静电发生器，所述静电发生器包括至少以下之一：带有18kV-25kV静电压输出的强静电发生器、或带有12V-36V静电压输出的弱静电发生器。

所述磁解内网是由镊、铜、银等合金或玄武岩材料制成的多孔网状结构。

所述纳米金属涂层是由纳米级铜粒子或纳米级银粒子喷涂而成。

所述纳米金属涂层的厚度为2-10μm，所述纳米粒子或纳米银粒子的大小为2-4nm。

所述超顺磁场磁解板的制备方法：(1)借助于纳米银压印法制作出20-22nm尺度的纳米银晶格；(2)利用射流法往纳米银晶格中浇注粒径2nm铜磁粉和1nm的石墨烯，得到纳米铜复合原料；(3)将纳米铜复合原料喷涂在磁解内网的表面，得到喷涂有纳米铜涂层的磁解内网；(4)将喷涂有纳米铜涂层的磁解内网安装在外框架内，即得超顺磁场磁解板。

本实用新型的原理：在风机的驱动下，废气从进风面进入处理器内部，依次经过凹凸棒分子筛吸附过滤，：纳米级凹凸棒分子筛用于阻隔、吸附空气中其较大的微粒，如绝大部份PM10和部份PM2.5微粒，主要用于保护超顺磁场磁解板，使其处理负荷减少，更有利于部分PM2.5微粒和PM1.0微粒(尤其是粒径在100nm以下的非极性小微粒)得到彻底处理。

超顺磁场磁解板的磁解过滤：由静电发生器提供18kV-25kV或12V-36V的静电电压，纳米级铜粒子涂层接入静电后产生超顺磁场，利用高强度的超顺磁场，快速击碎pm2.5以下的各种废气的粒子，让其微粒的粒径在100nm以下，当微粒在纳米级以下时，裂解有机分子的化合建，生成C0₂、H₂0、0₂、N₂等无机小分子。

有机废气经过凹凸棒分子筛和改性活性炭的吸附以及超顺磁场的磁解后，由排风口排出，同时超顺磁场对活性炭和凹凸棒吸附的各种类型有机废气的化学键裂解，裂解有机分子的化合建，生成C02、H20、02、N2、氢气等无机小分子；基本类同于空气成分，排出，不产生二次污染。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本实用新型文件后，根据本实用新型的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (5)

1.一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器，其特征在于：包括处理器及设于处理内部的风机；所述处理器一侧面设有出风口和至少一个侧面设有进风面，所述进风面由外至内设有凹凸棒分子筛、改性活性炭和超顺磁场磁解板；

所述凹凸棒分子筛设有三层结构，依次包括前层细网、中层双蜂窝流通层和后层细网，所述双蜂窝流通层之间的间隔空隙是4mm-6mm,各蜂窝流通层的厚度10mm至2mm,所述双层蜂窝流通层中填充有凹凸棒颗粒或其中一层填充有凹凸棒颗粒，另一层填充有改性的活性碳和吸附剂，并由前层细网和后层细网包裹；

所述超顺磁场磁解板由外框架和磁解内网连接组成，所述磁解内网上喷涂有纳米级金属涂层。

2.根据权利要求1所述的一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器，其特征在于：所述超顺磁场磁解板连接有静电发生器，所述静电发生器包括至少以下之一：带有18kV-25kV静电压输出的强静电发生器、带有12V-36V静电压输出的弱静电发生器。

3.根据权利要求1所述的一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器，其特征在于：所述磁解内网是由肽合金或玄武岩材料制成的多孔网状结构。

4.根据权利要求1述的一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器，其特征在于：所述纳米金属涂层是由纳米级铜粒子或纳米级银粒子喷涂而成。

5.根据权利要求4的一种利用凹凸棒吸附和超顺磁场磁解的有机废气处理器，其特征在于：所述纳米金属涂层的厚度为1-10μm，所述纳米粒子或纳米银粒子的大小为2-4nm。