CN210964640U - 一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，包括：外壳体；转筒式吸附单元，与所述外壳体同轴设置；所述转筒式吸附单元内形成内腔室，内腔室中分隔为位于内腔室上部的废气反应腔室、和位于内腔室下部的脱附气体再生腔室；所述外壳体与所述转筒式吸附单元之间形成外腔室，在第一负压装置的作用下，废气依次经废气入口、废气反应腔室、转筒式吸附单元以及外腔室从所述洁净气体出口排出；在第二负压装置的作用下，外腔室中的气体依次经转筒式吸附单元、脱附气体再生腔室以及废气入口进入所述废气反应腔室中循环处理。

Description

一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置

技术领域

本实用新型涉及工业废气净化处理技术领域，尤其涉及一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置。

背景技术

随着我国社会和经济的不断发展，大气污染愈发严重。目前，挥发性有机化合物（VOCs）治理已经成为我国三大区域大气污染治理的核心内容。常用的VOCs处理办法主要有吸附法、溶剂吸收法、光催化法、低温等离子体法、催化氧化法、焚烧法和生物处理法等。这些方法单一使用存在净化对象单一、降解效率低、易吸附饱和及产生二次污染等问题。

近年来，随着光催化技术的发展，由于光催化剂价格低廉，能有效的矿化大多数有机化合物，操作条件温和，在有机污染物降解领域受到了广泛关注。但是，单一光催化处理效率较低，对于大气量低浓度的VOCs处理效果较差，将吸附技术与之结合，利用吸附剂与光催化剂的协同作用，以吸附剂的吸附特性增加光催化剂与VOCs的接触几率，增加其降解VOCs的效率。

为充分发挥吸附-光催化技术的优点，切实解决吸附剂再生的问题，开发能有效实现吸附剂再生，合理高效利用吸附-光催化技术的净化装置具有重要的现实意义。

CN206315678U公开了一种光催化VOC处理装置，该装置利用微波激发紫外，包括微波发生器、谐振腔、无极紫外线发射灯管、承载催化剂的蜂窝陶瓷、旁管、进气阀及风扇风机。利用微波谐振激发紫外，合理利用了富余的微波场强，省去了紫外发射灯管的供电，达到节能的目的。该方案以光催化为主要手段降解VOCs，对于成分复杂的VOCs降解效率较低，且容易产生中间副产物，催化剂失活较快，没有合理有效的催化剂再生方式，成本较高。

CN108295620A公开了一种沸石转筒及其吸附净化系统。该沸石转筒及其吸附净化系统包括外壳体、内转筒、一组第一隔板以及一组第二隔板，外壳体与内转筒同轴设置，内转筒内形成内腔室，外壳体与内转筒之间形成外腔室，其中：内腔室通过第一隔板一次分隔为废气进气腔、空气进气腔室以及热风进气腔室：内腔室与外腔室沿径向对应并组成吸附区、脱附区以及再生区。该方案吸附剂再生需要吹入热风以确保脱附的效果，能耗较大，且吸附剂吸附的污染物未被降解，不能真正意义的去除VOCs。

CN203829903U公开了一种用于处理有机废气的可开启幕帘式吸附-光催化反应器，在反应器箱体内沿气流方向垂直安装有多级可开启式吸附光催化幕帘，并通过幕帘固定装置安装在箱体内壁上，同时在所述箱体的内壁通过灯管卡固定有多根紫外灯管，所述箱体的外部设有电路板可控制紫外灯的开启与关闭；可开启式吸附光催化幕帘与幕帘轴相连并固定在一起，由步进电动机控制，可实现幕帘的开启与闭合。有机废气进入反应器后利用活性炭纤维的高吸附性对有机废气进行吸附富集，当废气经过第一级幕帘一段时间后，步进电动机开启使第一级幕帘做90°运动，开启内壁紫外灯，通过紫外光的照射使富集在活性炭纤维上的有机物发生光催化反应，对其氧化降解，同时使ACF再生。该方案设备较为庞大，吸附再生时仍有一部分接触高浓度VOCs废气，再生速率受到一定的影响。

光催化技术单一使用VOCs降解效果不佳，且易产生副产物。现有吸附-光催化联用的技术吸附剂再生时间长，需要依靠热风系统进行脱附，能耗较高，设备占地较大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，该装置实现了吸附剂的同步再生，并且具有吸附剂再生效率高、装置能耗较低，光催化效率及吸附再生效率高的效果。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，包括：

外壳体，所述外壳体的一端设有废气入口，另一端设有洁净气体出口；

转筒式吸附单元，与所述外壳体同轴设置；所述转筒式吸附单元包括呈筒形的吸附单元本体、连接在所述吸附单元本体一端的第一环形固定槽、连接在吸附单元本体另一端的第二环形固定槽，其中，所述第一环形固定槽的内壁通过辊轮与内腔室进气板连接，第一环形固定槽的外壁通过辊轮与第一环形端板一端通过辊轮连接，第一环形端板另一端与外壳体内壁固定连接；

第二环形固定槽的内孔通过辊轮与圆形密封板连接，第二环形固定槽的外壁通过辊轮与二环形端板一端连接，第二环形端板另一端与外壳体内壁固定连接，第二环形端板上开设有供气体通过的通孔；

旋转驱动单元，通过转轴和支撑杆与第一环形固定槽驱动连接；

所述转筒式吸附单元内形成内腔室，内腔室中通过第一固定隔板分隔为位于内腔室上部的废气反应腔室、和位于内腔室下部的脱附气体再生腔室，第一固定隔板的一端与所述第一环形端板固定连接，另一端与所述第二环形端板固定连接；第一固定隔板的两侧分别通过辊轮与所述转筒式吸附单元的内腔室腔壁滚动连接；

所述废气反应腔室的进气端、以及脱附气体再生腔室的出气端均和所述废气入口相连通设置；

所述外壳体与所述转筒式吸附单元之间形成外腔室，外腔室中位于所述转筒式吸附单元的两侧外壁和所述外壳体内壁之间对称设有两块第二固定隔板，第二固定隔板的一端与外壳体内壁固定连接，另一端与所述转筒式吸附单元外壁之间通过辊轮连接；

第一负压装置，设置在所述外腔室中位于洁净气体出口处，在第一负压装置的作用下，废气依次经废气入口、废气反应腔室、转筒式吸附单元以及外腔室从所述洁净气体出口排出；

第二负压装置，设置在所述脱附气体再生腔室中临近废气入口处，在第二负压装置的作用下，外腔室中的气体依次经转筒式吸附单元、脱附气体再生腔室以及废气入口进入所述废气反应腔室中循环处理。

所述吸附单元本体的一端和第一环形固定槽的连接部分、以及吸附单元本体的另一端和第二环形固定槽的连接部分均填充有弹性密封垫片。

所述内腔室进气板上设有均匀布置的进气通道。

所述吸附单元本体为负载有光催化剂的活性炭纤维；所述内腔室中的第一固定隔板上固定连接有紫外灯装置，所述紫外灯装置用于使富集在所述活性炭纤维上的有机物发生光催化反应，对其氧化降解。

所述光催化剂为TiO2 。

所述负载有光催化剂的活性炭纤维的外部设有金属网。

所述第一负压装置和第二负压装置均为风机。

有益效果：

第一．本实用新型一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，利用转筒式结构，在吸附-光催化降解VOCs的同时进行吸附剂的脱附再生，增加了反应效率。

第二．本实用新型装置中使用负载有光催化剂的活性炭纤维，有效将脱附后的气体进一步的净化，将处理后的一部分气体用作脱附，增加了吸附剂再生效率。同时吸附剂能有效富集VOCs,并进一步吸附反应产生的副产物。装置能耗较低，且光催化效率及吸附再生效率均能显著提高。

附图说明

图1为本实用新型去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置的结构总图；

图2为转筒式吸附单元上与废气入口相连一端的结构示意图；

图3为转筒式吸附单元上与洁净气体出口相连一端的结构示意图；

图4为环形固定槽

其中：1—转筒式吸附单元；2—紫外灯管控制装置；3—紫外灯管；41—第二负压装置动力单元；42—第一负压装置动力单元；51—第二负压装置；52—第一负压装置；（61，62）—旋转驱动单元；7—第一固定隔板；8—转轴：92—第二环形端板上通孔；10—支撑杆；11—内腔室进气板：91—进气通道；12—第一环形端板；13—辊轮；14—第一环形固定槽；300—外壳体。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例

一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，包括：

外壳体300，所述外壳体300的一端设有废气入口，另一端设有洁净气体出口；

转筒式吸附单元1，与所述外壳体300同轴设置；

所述转筒式吸附单元1包括呈筒形的吸附单元本体、连接在所述吸附单元本体一端的第一环形固定槽14、连接在吸附单元本体另一端的第二环形固定槽，其中，所述第一环形固定槽14的内孔通过辊轮与内腔室进气板11连接，第一环形固定槽14的外壁通过辊轮与第一环形端板12一端连接，第一环形端板12另一端与外壳体内壁固定连接；

第二环形固定槽的内孔通过辊轮与圆形密封板连接，第二环形固定槽的外壁通过辊轮与二环形端板一端连接，第二环形端板另一端与外壳体内壁固定连接，第二环形端板上开设有供气体通过的通孔；

旋转驱动单元，通过转轴和支撑杆与第一环形固定槽驱动连接；

所述转筒式吸附单元内形成内腔室，内腔室中通过第一固定隔板分隔为位于内腔室上部的废气反应腔室、和位于内腔室下部的脱附气体再生腔室，第一固定隔板7的一端与所述第一环形端板12固定连接，另一端与所述第二环形端板固定连接；第一固定隔板7的两侧分别通过辊轮与所述转筒式吸附单元的内腔室腔壁滚动连接；

所述废气反应腔室的进气端、以及脱附气体再生腔室的出气端均和所述废气入口相连通设置；

所述外壳体300与所述转筒式吸附单元1之间形成外腔室，外腔室中位于所述转筒式吸附单元1的两侧外壁和所述外壳体300内壁之间对称设有两块第二固定隔板15，第二固定隔板的一端与外壳体内壁固定连接，另一端与所述转筒式吸附单元外壁之间通过辊轮连接；

第一负压装置52，设置在所述外腔室中位于洁净气体出口处，在第一负压装置52的作用下，废气依次经废气入口、废气反应腔室、转筒式吸附单元1以及外腔室从所述洁净气体出口排出；

第二负压装置51，设置在所述脱附气体再生腔室中临近废气入口处，在第二负压装置51的作用下，外腔室中的气体依次经转筒式吸附单元1、脱附气体再生腔室以及废气入口进入所述废气反应腔室中循环处理。

如图2所示，作为本发明技术方案的一个具体实施例，所述转筒式吸附单元1包括筒形吸附单元本体、连接在所述吸附单元本体一端的第一环形固定槽、连接在吸附单元本体另一端的第二环形固定槽，其中，所述第一环形固定槽的内孔通过辊轮与内腔室进气板连接，第一环形固定槽的外壁通过辊轮与第一环形端板一端连接，第一环形端板另一端与外壳体内壁固定连接；

如图3所示，第二环形固定槽的内孔通过辊轮与圆形密封板连接，第二环形固定槽的外壁通过辊轮与二环形端板一端连接，第二环形端板另一端与外壳体内壁固定连接，第二环形端板上开设有供气体通过的通孔；

旋转驱动单元，通过转轴和支撑杆与第一环形固定槽驱动连接。

作为本发明技术方案的一个具体实施例，所述吸附单元本体的一端和第一环形固定槽的连接部分、以及吸附单元本体的另一端和第二环形固定槽的连接部分均填充有弹性密封垫片。

作为本发明技术方案的一个具体实施例，所述内腔室进气板上设有均匀布置的进气通道，使得进气均匀。

作为本发明技术方案的一个具体实施例，所述吸附单元本体为负载有光催化剂的活性炭纤维；所述内腔室中的第一固定隔板上固定连接有紫外灯装置，所述紫外灯装置用于使富集在所述活性炭纤维上的有机物发生光催化反应，对其氧化降解。

作为本发明技术方案的一个具体实施例，所述光催化剂为TiO₂ 。

作为本发明技术方案的一个具体实施例，所述负载有光催化剂的活性炭纤维的外部设有金属网。

作为本发明技术方案的一个具体实施例，所述第一负压装置和第二负压装置均为风机。所述第一负压装置动力单元和第二负压装置动力单元均为风机控制电机。

如图1所示：在第一负压装置52的作用下，废气由废气入口进入废气反应腔室，所述第一负压装置52内气流方向与进气方向一致。

紫外灯管控制装置2控制紫外灯管3开启，废气通过吸附单元1，在吸附与光催化协同作用下得到去除，处理洁净的气体一部分排入到环境中，另一部分在第二负压装置51的作用下，通过吸附单元1外表面，对吸附单元1进行脱附处理，所述第二负压装置51气流方向与进气方向相反，脱附后的气体通过穿孔板进入废气入口，循环处理。

所述吸附单元1绕转轴8转动，所述转轴8的两端分别设有一个旋转驱动单元，两个旋转驱动单元的转速一致，且速度可调。

且第一环形固定槽截面为“工”字型，确保内腔室进气板11与第一环形固定槽14连接部分的气密性。

将苯、甲苯、二甲苯含量为100ppm的混合气体以10ml/min通入本实用新型装置中，在第一负压装置52的作用下，混合气体通过吸附单元1，紫外灯管控制装置2控制紫外灯管3开启，在吸附与光催化协同作用下，混合气体的去除率在90%以上。

上述第一负压装置52内气流方向与进气方向一致。

与此同时，转筒式吸附单元1绕转轴8转动，处理后的气体在第二负压装置51的作用下，通过吸附单元1外表面，对吸附单元1进行脱附处理，同时脱附效率高。

上述第二负压装置51气流方向与进气方向相反。

Claims (7)

1.一种去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，其特征在于，包括：

外壳体，所述外壳体的一端设有废气入口，另一端设有洁净气体出口；

转筒式吸附单元，与所述外壳体同轴设置；所述转筒式吸附单元包括呈筒形的吸附单元本体、连接在所述吸附单元本体一端的第一环形固定槽、连接在吸附单元本体另一端的第二环形固定槽，其中，所述第一环形固定槽的内壁通过辊轮与内腔室进气板连接，第一环形固定槽的外壁通过辊轮与第一环形端板一端连接，第一环形端板另一端与外壳体内壁固定连接；

第二环形固定槽的内孔通过辊轮与圆形密封板连接，第二环形固定槽的外壁通过辊轮与二环形端板一端连接，第二环形端板另一端与外壳体内壁固定连接，第二环形端板上开设有供气体通过的通孔；

旋转驱动单元，通过转轴和支撑杆与第一环形固定槽驱动连接；

所述转筒式吸附单元内形成内腔室，内腔室中通过第一固定隔板分隔为位于内腔室上部的废气反应腔室、和位于内腔室下部的脱附气体再生腔室，第一固定隔板的一端与所述第一环形端板固定连接，另一端与所述第二环形端板固定连接；第一固定隔板的两侧分别通过辊轮与所述转筒式吸附单元的内腔室腔壁滚动连接；

所述废气反应腔室的进气端、以及脱附气体再生腔室的出气端均和所述废气入口相连通设置；

所述外壳体与所述转筒式吸附单元之间形成外腔室，外腔室中位于所述转筒式吸附单元的两侧外壁和所述外壳体内壁之间对称设有两块第二固定隔板，第二固定隔板的一端与外壳体内壁固定连接，另一端与所述转筒式吸附单元外壁之间通过辊轮连接；

第一负压装置，设置在所述外腔室中位于洁净气体出口处，在第一负压装置的作用下，废气依次经废气入口、废气反应腔室、转筒式吸附单元以及外腔室从所述洁净气体出口排出；

第二负压装置，设置在所述脱附气体再生腔室中临近废气入口处，在第二负压装置的作用下，外腔室中的气体依次经转筒式吸附单元、脱附气体再生腔室以及废气入口进入所述废气反应腔室中循环处理。

2.根据权利要求1所述的去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，其特征在于，所述吸附单元本体的一端和第一环形固定槽的连接部分、以及吸附单元本体的另一端和第二环形固定槽的连接部分均填充有弹性密封垫片。

3.根据权利要求1所述的去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，其特征在于，所述内腔室进气板上设有均匀布置的进气通道。

4.根据权利要求1所述的去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，其特征在于，所述吸附单元本体为负载有光催化剂的活性炭纤维；所述内腔室中的第一固定隔板上固定连接有紫外灯装置，所述紫外灯装置用于使富集在所述活性炭纤维上的有机物发生光催化反应，对其氧化降解。

5.根据权利要求4所述的去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，其特征在于，所述光催化剂为TiO2 。

6.根据权利要求4所述的去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，其特征在于，所述负载有光催化剂的活性炭纤维的外部设有金属网。

7.根据权利要求1所述的去除VOCs的转筒式吸附光催化反应装置，其特征在于，所述第一负压装置和第二负压装置均为风机。

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