CN214552536U

CN214552536U - 一种用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置

Info

Publication number: CN214552536U
Application number: CN202023339707.5U
Authority: CN
Inventors: 徐美贞; 王银达; 郑燕凌; 陈永林; 马嘉伟; 柳丹
Original assignee: Chengbang Ecological Environment Co ltd
Current assignee: Chengbang Ecological Environment Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2030-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，该装置包括两端分别设置进气口和出气口的壳体，沿进气口至出气口方向的壳体内腔中依次设有气体预处理单元、光催化单元和尾气处理单元；所述光催化单元包括若干组紫外灯模块和光催化模块，每两组紫外灯模块之间均设有一组光催化模块；所述光催化模块包括双层光触媒网和包围在光触媒网外周的边框；两层光触媒网之间填充有附着纳米二氧化钛的球型光催化填料。本实用新型装置通过设置气体预处理单元、光催化单元和尾气处理单元，实现从恶臭气体到可排放气体的完整除臭净化过程；并通过填充球型光催化填料的双层光触媒网，增强装置的除臭和杀菌能力强，显著提高光催化降解效果。

Description

一种用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置

技术领域

本实用新型涉及土壤修复领域恶臭气体处理技术，尤其涉及一种用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置。

背景技术

根据全国土壤污染状况调查，重污染企业用地点位超标率为36.3％；工业废弃地点位超标率为34.9％；工业园区点位超标率为29.4％；采油区点位超标率为23.6％；采矿区点位超标率为33.4％。场地污染调查与修复是实现污染土壤治理的必要手段，是目前阶段土壤修复领域的重要方面。

有机污染场地一般是指从事石油、化学加工与生产的企业生产过程中污排等所引起的有机污染物质，在污染土壤治理过程中，会散发恶臭气体。按其组成可分成5类：①含硫化合物，如H₂S、二氧化硫SO₂、硫醇、硫醚等；②含氮化合物，如氨气、胺类、酰胺、吲哚等；③卤素及衍生物，如氯气、卤代烃等；④烃类及芳香烃；⑤含氧有机物；如醇、酚、醛、酮、有机酸等。

目前，国内外治理恶臭气体的方法主要有：1、直接燃烧法；2、催化氧化法；3、臭氧氧化法；4、活性炭吸附法；5、药液喷淋法；6、生物除臭法；7、光氧化法；8、低温等离子法等。

然而，随着纳米技术的兴起和光催化技术在环境保护、卫生保健、有机合成等方面应用研究的迅速发展，纳米量级的光催化剂的研究已经成为国际上最活跃的研究领域之一。传统的负离子空气净化器，实际上只能达到“清新”空气的效果，大部份污染物无法消除；活性炭空气净化器则受到吸附饱和的制约；而光催化技术在空气净化装置中的应用，可以克服上述两种空气净化器的技术局限性，达到更有效更彻底消除空气污染的效果。

授权公告号为CN203971749U的实用新型专利公开了一种光催化氧化除臭设备，该设备包括除臭箱体，该除臭箱体由相互连通的微生物除臭室和臭氧紫外线除臭室组成，微生物除臭室内设有微生物填料以及喷淋装置，臭氧紫外线除臭室内设有臭氧紫外线发生装置，臭氧紫外线发生装置包括多个紫外线灯，与多个紫外线灯连接的控制器以及设置在多个紫外线灯两侧的光触媒层；臭氧紫外线除臭室的尾侧还连接有过滤室。

虽然，上述设备可用于除臭、杀菌以及去除恶臭污染物；但是，上述设备仍存在以下问题：1、除臭和杀菌能力有限，光催化降解效果有待提高；2、二氧化钛涂层激发的有效区间与紫外线灯管辐射区间无法高效对应；3、紫外灯管不易拆卸和清洗，造成装置使用寿命缩短，不利于装置的推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的不足，提供了一种用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置；该装置除臭和杀菌的能力强，能够显著提高光催化降解效果。

具体技术方案如下：

一种用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，包括：两端分别设置进气口和出气口的壳体，沿进气口至出气口方向的壳体内腔中依次设有气体预处理单元、光催化单元和尾气处理单元；所述光催化单元包括若干组紫外灯模块和光催化模块，每两组紫外灯模块之间均设有一组光催化模块；所述光催化模块包括双层光触媒网和包围在光触媒网边缘外周的边框；两层光触媒网之间填充有附着纳米二氧化钛的球型光催化填料。

恶臭气体通过预处理单元、光催化单元和尾气处理单元的处理，可有效实现除臭和杀菌；在双层光触媒网之间填充球型光催化填料不仅能够增加气体与光触媒界面的接触面积，提高光催化降解效果；而且能够降低气体移动速度，延长光催化时间，进一步提高光催化降解效果。

作为优选，所述光催化填料为玻璃球、活性炭球或蜂窝陶瓷球。若采用玻璃球作为光催化填料，在紫外光照射玻璃球表面时，可被玻璃球反射从而增强光触媒网周围的光强，从而提高催化效果。若采用活性炭球和蜂窝陶瓷球作为光催化填料，则因气体流动过快而没有被光触媒网表面或光催化填料表面形成的自由基氧化分解的恶臭物质，可以进一步通过活性炭和蜂窝陶瓷进行吸附，从而提高除臭效果。

将三种光催化填料进行合理组合，将更有效地提高恶臭物质的降解效果。更优选，沿进气口至出气口方向，所述光催化模块依次分为第一光催化模块、第二光催化模块和第三光催化模块；所述第一光催化模块中的光催化填料为活性炭球；所述第二光催化模块中的光催化填料为玻璃球；所述第三光催化模块中的光催化填料为蜂窝陶瓷球。

作为优选，每组紫外灯模块均包括若干根紫外灯管以及供紫外灯管搁置的多层支架；所述紫外灯管分为185nm特征波长的紫外线灯管和254nm 特征波长的紫外线灯管，且两者交替放置。254nm特征波长的紫外线本身就可以直接杀灭恶臭气体中的细菌和病毒；而85nm特征波长的紫外线可使氧气分子分解，产生臭氧，进而杀死病毒和细菌；再配合光催化机制，能够有效降解恶臭气体中的有害物质以及杀灭细菌和病毒。

作为优选，沿进气口至出气口方向，所述预处理单元包括依次设置的颗粒活性炭滤网、脱臭透析膜片和布气网；能够从进气口中进入的恶臭气体中的大分子物质去除，延长后续光催化模块的使用寿命。

作为优选，沿进气口至出气口方向，所述尾气处理单元包括依次设置的活性炭过滤棉和碳纤维滤网；将光催化氧化产生的CO₂和臭氧进行吸附，确保出气口排放的气体符合国家标准。

作为优选，所述壳体一侧壁上设有开拉门，内壁的顶部和底部均设有供所述边框以及支架插入的卡条；便于边框和支架的拆卸和安装，利于光催化模块和紫外灯模块中各组件的更换和维护。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型装置通过设置气体预处理单元、光催化单元和尾气处理单元，实现从恶臭气体到可排放气体的完整除臭净化过程；并通过填充球型光催化填料的双层光触媒网，增强装置的除臭和杀菌能力强，显著提高光催化降解效果。

附图说明

图1为本实用新型光催化除臭净化装置主视图的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。以下实施例中所采用的材料均为市售产品，可从市面上购买获得。

如图1所示，一种用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，包括内部中空的壳体，壳体从左至右共分为三段，分别是进气段1、催化段2 和出气段3；其中，催化段2的形状为长方形，进气段1和出气段3均为喇叭形，有利于气体的匀布和收集；进气口4位于进气段1的缩口处，出气口5 位于出气段3缩口处。

进气口4可通过法兰与通气管道连接，进而实现光催化除臭净化装置与其他装置的连接；通气管道的另一端既可以与其他处理恶臭气体的装置联通，也可以连接集气装置；通气管道内还可设置风机，加速气体流通。

壳体的一个侧壁上设有开拉门，用于装置内组件的更换和维护。

如图1所示，沿进气口至出气口方向的壳体内腔中依次设有气体预处理单元、光催化单元和尾气处理单元。

其中，沿进气口至出气口方向，气体预处理单元由依次设置的颗粒活性炭滤网6、脱臭透析膜片7和布气网8三个组件构成；三个组件均垂直放置。颗粒活性炭滤网6的基材为聚氨酯泡棉，活性炭为煤质颗粒活性炭，颗粒活性炭滤网的厚度为15mm，外周设置有不锈钢边框；脱臭透析膜片 7内包裹有除臭味粒子，可捕捉恶臭气体中的臭味气体分子，例如：小分子有机物(酯类、醇类、芳烃类等)等。脱臭透析膜片7和布气网8的外周也设置有不锈钢边框；壳体内壁的顶部和底部上设有用于供上述不锈钢边框插入并对其进行固定的卡条，在需要拆卸更换上述组件时，可直接通过壳体侧壁的对开门将固定于卡条上的不锈钢边框抽拉出来，操作方便、简单。

光催化单元由四组紫外灯模块和三组光催化模块组成，每两组紫外灯模块之间均设有一组光催化模块；其中，光催化模块包括垂直设置的双层光触媒不锈钢网19和包围在光触媒不锈钢网边缘外周的边框20；两层光触媒不锈钢网之间填充有附着纳米二氧化钛的球型光催化填料。壳体的顶部和底部设有供所述边框插入的卡条。

沿进气口至出气口的方向，光催化模块依次分为第一光催化模块9、第二光催化模块10和第三光催化模块11；所述第一光催化模块9中的光催化填料为活性炭球12；所述第二光催化模块10中的光催化填料为玻璃球 13；所述第三光催化模块11中的光催化填料为蜂窝陶瓷球14。

活性炭球12为光触媒活性炭球，原料为椰壳，负载有纳米二氧化钛；活性炭球的直径为15mm；玻璃球13的直径为20mm，表面涂覆有厚度为 50～70nm的纳米二氧化钛涂层；蜂窝陶瓷球14同样也是光触媒蜂窝陶瓷球，原料为氧化铝，蜂窝陶瓷球的直径为35mm。双层光触媒不锈钢网之间的间距为80～120mm。

紫外灯模块共分为四组，分别位于光催化模块的两侧，每组紫外灯模块包括六根紫外灯管15和一个供紫外灯管放置的六层支架16，紫外灯管15 横向插入每层支架16中，并与光触媒不锈钢网平行。壳体的顶部和底部也设有供所述边框插入的卡条，在需要更换时，也可随时进行拆卸。六根紫外灯管分为两种，分别是185nm特征波长的紫外线灯管和254nm特征波长的紫外线灯管；两种灯管交替放置。

沿进气口至出气口方向，尾气处理单元由依次设置的活性炭过滤棉17 和碳纤维滤网18组成；将光催化氧化产生的CO₂和臭氧进行吸附和过滤，确保出气口排放的气体符合国家标准。

壳体的外壁上还设有PLC控制系统以及检测系统，PLC控制系统用于控制紫外灯管的开、闭以及紫外线波长的设置。

Claims

1.一种用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，包括：两端分别设置进气口和出气口的壳体，其特征在于，沿进气口至出气口方向的壳体内腔中依次设有气体预处理单元、光催化单元和尾气处理单元；所述光催化单元包括若干组紫外灯模块和光催化模块，每两组紫外灯模块之间均设有一组光催化模块；所述光催化模块包括双层光触媒网和包围在光触媒网边缘外周的边框；两层光触媒网之间填充有附着纳米二氧化钛的球型光催化填料。

2.如权利要求1所述的用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，其特征在于，所述光催化填料为玻璃球、活性炭球或蜂窝陶瓷球。

3.如权利要求2所述的用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，其特征在于，沿进气口至出气口方向，所述光催化模块依次分为第一光催化模块、第二光催化模块和第三光催化模块；所述第一光催化模块中的光催化填料为活性炭球；所述第二光催化模块中的光催化填料为玻璃球；所述第三光催化模块中的光催化填料为蜂窝陶瓷球。

4.如权利要求1所述的用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，其特征在于，每组紫外灯模块均包括若干根紫外灯管以及供紫外灯管搁置的多层支架；所述紫外灯管分为185nm特征波长的紫外线灯管和254nm特征波长的紫外线灯管，且两者交替放置。

5.如权利要求1所述的用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，其特征在于，沿进气口至出气口方向，所述预处理单元包括依次设置的颗粒活性炭滤网、脱臭透析膜片和布气网。

6.如权利要求1所述的用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，其特征在于，沿进气口至出气口方向，所述尾气处理单元包括依次设置的活性炭过滤棉和碳纤维滤网。

7.如权利要求1所述的用于处理土壤恶臭气体的光催化除臭净化装置，其特征在于，所述壳体一侧壁上设有开拉门，内壁的顶部和底部均设有供所述边框以及支架插入的卡条。