CN209155498U - 微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置，包括进口变径、过滤器、微波无极紫外设备、连接变径、多层高效催化反应器、出口变径，所述进口变径、过滤器、微波无极紫外设备、连接变径、多层高效催化反应器和出口变径依次连接，形成挥发性有机废气的通道，所述出口变径连接引风机的一端，所述引风机的另一端连接排放口。本实用新型所采用的无极灯管由石英玻璃构成，抗腐蚀性佳，寿命长，且发光效率较普通有极灯管高20％；本实用新型能利用高能紫外、臭氧、微波及热量，实现挥发性有机物的氧化分解；本实用新型所采用高效催化剂能利用臭氧副产物，使剩余的挥发性有机物或中间产物进一步氧化分解，甚至实现彻底矿化。

Description

微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置

技术领域

本实用新型涉及低浓度、难降解挥发性有机物处理技术领域，具体涉及微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置。

背景技术

挥发性有机物是近地层臭氧生成的重要前体物，对城市灰霾和光化学污染有重要贡献。针对低浓度挥发性有机物废气，催化燃烧、冷凝回收、生物法等传统技术存在一定的局限性，如投资和运行费用高、占地面积大、运行不稳定和存在二次污染等问题，难以经济、长效地去除挥发性有机物，未能有效解决我国当前日益严峻的大气污染问题。针对现行工艺的存在问题，亟需开发一种安全、简单、高效和稳定以及投资和运行费用合理的低浓度挥发性有机物理技术及装备，为大气污染治理提供强而有力的技术支撑。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置，以期达到提高紫外灯发光效率和使用寿命，实现挥发性有机物和臭氧的同时高效去除的技术效果。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置，包括进口变径、过滤器、微波无极紫外设备、连接变径、多层高效催化反应器、出口变径、引风机和排放口，所述进口变径、过滤器、微波无极紫外设备、连接变径、多层高效催化反应器和出口变径从左到右依次连接，形成挥发性有机废气的通道，所述出口变径连接引风机的一端，所述引风机的另一端连接排放口。

进一步地，所述微波无极紫外设备包括微波无极灯管、微波电源、微波发射器、谐振腔体和微波无极紫外箱体，所述微波电源和微波发射器通过电缆连接，设置在微波无极紫外箱体外，所述谐振腔体横向安装于微波无极紫外箱体内侧正对微波发射器的位置，所述谐振腔体内部设微波无极灯管安装支架，所述微波无极灯管安装于支架上。

进一步地，所述多层高效催化反应器包括导流板、催化剂保护过滤层，催化剂和反应器箱体，所述导流板设置在反应器箱体的进风侧，所述反应器箱体横向设有多层催化剂保护过滤层和催化剂。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：

(1)本实用新型采用微波无极紫外设备具有稳定性好、辐射能力强等优点；

(2)无极灯管由石英玻璃构成，抗腐蚀性佳，寿命长，且发光效率较普通有极灯管高20％；

(3)能利用高能紫外、臭氧、微波及热量，实现挥发性有机物的氧化分解；

(4)高效催化剂能利用臭氧副产物，使剩余的挥发性有机物或中间产物进一步氧化分解，甚至实现彻底矿化。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中附图标记的含义：1—过滤器，2—微波无极紫外设备，2-1—微波无极灯管，2-2—微波电源，2-3—微波发射器，2-4—谐振腔体，2-5—微波无极紫外箱体，3—多层高效催化反应器，3-1—导流板，3-2—催化剂保护过滤层，3-3—催化剂，3-4—反应器箱体，4—进口变径，5—连接变径，6—出口变径、7—引风机，8—排放口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例1：

微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置，包括进口变径4、过滤器1、微波无极紫外设备2、连接变径5、多层高效催化反应器3、出口变径6、引风机7和排放口8，所述进口变径4、过滤器1、微波无极紫外设备2、连接变径5、多层高效催化反应器3和出口变径6从左到右依次连接，形成挥发性有机废气的通道，所述出口变径6连接引风机7的一端，所述引风机7的另一端连接排放口8。

其中，所述微波无极紫外设备2包括微波无极灯管2-1、微波电源2-2、微波发射器2-3、谐振腔体2-4和微波无极紫外箱体2-5，所述微波电源2-2和微波发射器2-3通过电缆连接，设置在微波无极紫外箱体2-5外，所述谐振腔体2-4 横向安装于微波无极紫外箱体2-5内侧正对微波发射器2-3的位置，所述谐振腔体2-4内部设微波无极灯管2-1安装支架，所述微波无极灯管2-1安装于支架上。紫外光是通过微波发生器2-3产生微波激发微波无极灯管2-1产生的紫外线，微波发射器2-3与微波无极灯管2-1是两个独立模块，解决了有极紫外灯电极老化、腐蚀、使用寿命短的问题。

微波无极紫外设备2降解挥发性有机物的氧化反应：通过微波激发微波无极灯管2-1发射紫外光，包括185nm及254nm波段紫外光，这些紫外光均有很强的能量，可以分解挥发性有机物，185nm波段紫外光可将氧气变成强氧化性物质臭氧，在微波场下，提高了紫外光和臭氧氧化挥发性有机物的效率。

所述多层高效催化反应器3包括导流板3-1、催化剂保护过滤层3-2，催化剂3-3和反应器箱体3-4，所述导流板3-1设置在反应器箱体3-4的进风侧，所述反应器箱体3-4横向设有多层催化剂保护过滤层3-2和催化剂3-3，催化剂3-3 层前端设置了催化剂保护过滤层3-2，避免微波无极紫外设备2降解挥发性有机物生成的少量颗粒物污染催化剂3-3。

工作时，挥发性有机废气通过进口变径4进入过滤器1，废气经高效过滤棉去除颗粒物后进入微波无极紫外设备2。微波无极紫外设备2中的微波无极灯管 2-1在微波发射器2-3产生的微波激发下发出185nm波段紫外光，可有效分解挥发性有机物。此外，185nm波段紫外光也可将空气中的氧分子氧化成臭氧，在微波场协同作用下，能利用高能紫外、臭氧及热量，实现挥发性有机物的高效降解，同时会产生副产物臭氧。废气经过微波无极紫外设备2后通过连接变径5 进入多层高效催化反应器3，废气经导流板3-1均匀布风，进入催化剂保护过滤层3-2，进一步去除颗粒物，保障催化剂3-3的催化性能。催化剂3-3能有效吸附废气中副产物臭氧并产生O·、O₂·-、·OH等活性物种，这些物种对有机物具有高效的氧化分解能力，将有机物分解成二氧化碳和水，实现挥发性有机物和臭氧的同时去除。经过微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理装置处理后的有机废气经引风机7的作用下排放口8外排。

某造粒废气的挥发性有机物初始浓度为100mg/m³时，废气的风量为 1000m³/h，本实用新型装置运行参数：微波无极紫外设备功率为2.6kW，停留时间为2s，高效催化剂装填量0.1m³，新型装置对挥发性有机物的去除情况见下表所示。

从实施结果可知，本装置比传统的光催化对造粒废气具有更好的去除率。在本实用新型装置的对挥发性有机物的去除效率约为80％，臭氧的出口浓度可控制在0.3mg/m³，可实现挥发性有机物和臭氧的同时高效去除。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置，其特征在于，包括进口变径(4)、过滤器(1)、微波无极紫外设备(2)、连接变径(5)、多层催化反应器(3)、出口变径(6)、引风机(7)和排放口(8)，所述进口变径(4)、过滤器(1)、微波无极紫外设备(2)、连接变径(5)、多层催化反应器(3)和出口变径(6)从左到右依次连接，形成挥发性有机废气的通道，所述出口变径(6)连接引风机(7)的一端，所述引风机(7)的另一端连接排放口(8)。

2.根据权利要求1所述的微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置，其特征在于，所述微波无极紫外设备(2)包括微波无极灯管(2-1)、微波电源(2-2)、微波发射器(2-3)、谐振腔体(2-4)和微波无极紫外箱体(2-5)，所述微波电源(2-2)和微波发射器(2-3)通过电缆连接，设置在微波无极紫外箱体(2-5)外，所述谐振腔体(2-4)横向安装于微波无极紫外箱体(2-5)内侧正对微波发射器(2-3)的位置，所述谐振腔体(2-4)内部设微波无极灯管(2-1)安装支架，所述微波无极灯管(2-1)安装于支架上。

3.根据权利要求1所述的微波无极紫外协同臭氧催化氧化处理挥发性有机物装置，其特征在于，所述多层催化反应器(3)包括导流板(3-1)、催化剂保护过滤层(3-2)，催化剂(3-3)和反应器箱体(3-4)，所述导流板(3-1)设置在反应器箱体(3-4)的进风侧，所述反应器箱体(3-4)横向设有多层催化剂保护过滤层(3-2)和催化剂(3-3)。