CN216878744U - 一种废气高级氧化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废气高级氧化处理装置，包括废气气源罐、氧气气源罐和膜组件，所述废气气源罐通过废气输送管路连接至膜组件进气端，在废气输送管路上依次设有废气减压阀、废气流量控制器、阀门；所述氧气气源罐通过氧气输送管路连接至膜组件进气端，在氧气输送管路上依次设有氧气减压阀、氧气流量控制器、臭氧发生器；所述膜组件出气端连接至检测器，在膜组件中放入臭氧催化功能陶瓷膜。本装置利用臭氧催化功能陶瓷膜将催化臭氧氧化技术与膜分离技术有效的结合，使得在高效降解喷涂行业废气中苯成分的同时，能有效的分离吡啶成分，避免了氮氧化物等二次污染的形成。

Description

一种废气高级氧化处理装置

技术领域

本实用新型涉及喷涂行业废气处理技术领域，具体涉及一种废气高级氧化处理装置。

背景技术

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)通常是指在大气压(101.325kPa)下沸点低于250℃的易挥发有机化合物。在人类活动所排放的VOCs气体中，工业生产过程中产生的VOCs废气是最主要的来源。并且工业生产所排放的VOCs大多数为混合物，常包含芳香烃、含氮/硫化合物等难降解、高毒性的成分。此类VOCs除本身具有较强的毒性和致癌性，排放到大气中后还可导致PM2.5等二次污染物的形成，对人类健康产生严重的威胁。因此，对工业排放的VOCs污染进行有效的整治，关系到地球大气质量和全人类的健康。

喷涂行业所排放的废气中，主要成分为苯及吡啶。其中，吡啶是一种含N的杂环芳香烃，在强烈的氧化作用下会产生氮氧化物排放到大气中。因此，若将喷涂行业废气直接进行催化臭氧氧化处理，将会产生大量的二次污染。这说明单一的气相氧化技术无法对喷涂行业废气进行清洁处理。因此，如果能够在氧化苯成分的同时对吡啶成分进行分离收集，将会使喷涂行业废气的实际处理过程更加的清洁、高效。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种废气高级氧化处理装置，其利用臭氧催化功能陶瓷膜将催化臭氧氧化技术与膜分离技术有效的结合，通过对膜孔径合理的调控，在高效降解喷涂行业废气的过程中对其中的吡啶成分进行分离收集。

为实现上述目的，本申请提出一种废气高级氧化处理装置，包括废气气源罐、氧气气源罐和膜组件，所述废气气源罐通过废气输送管路连接至膜组件进气端，在废气输送管路上依次设有废气减压阀、废气流量控制器、阀门；所述氧气气源罐通过氧气输送管路连接至膜组件进气端，在氧气输送管路上依次设有氧气减压阀、氧气流量控制器、臭氧发生器；所述膜组件出气端连接至检测器，在膜组件中放入臭氧催化功能陶瓷膜。

进一步的，所述臭氧催化功能陶瓷膜包括依次设置的催化层、分离层和基底陶瓷膜，所述催化层位于进气端，基底陶瓷膜位于出气端。

进一步的，所述臭氧催化功能陶瓷膜的分离层孔径为

介于苯与吡啶分子直径之间。

进一步的，所述分离层为UiO-66分离层，厚度为500nm、粗糙度在250-300nm之间。

进一步的，所述催化层为Co₃O₄催化层，厚度≥8mm、粗糙度在130-180nm之间。

更进一步的，所述基底陶瓷膜为片状α-Al₂O₃陶瓷膜，粗糙度在120-180nm之间。

更进一步的，在膜组件进气端前设有阀门，所述膜组件通过另一阀门与冷凝装置相连。

更进一步的，所述膜组件为圆柱形，采用螺栓将臭氧催化功能陶瓷膜固定。

本实用新型采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：本装置利用臭氧催化功能陶瓷膜将催化臭氧氧化技术与膜分离技术有效的结合，使得在高效降解喷涂行业废气中苯成分的同时，能有效的分离吡啶成分，避免了氮氧化物等二次污染的形成；与传统的废气分离催化装置相比，机械强度大、分离效率高并有一定的催化活性，具有较好的潜在应用前景。

附图说明

图1为废气高级氧化处理装置结构原理图；

图2为臭氧催化功能陶瓷膜结构原理图；

图中序号说明：1废气气源罐；2氧气气源罐；3废气减压阀；4氧气减压阀；5废气流量控制器；6氧气流量控制器；7臭氧发生器；8膜组件进气端；9冷凝装置；10膜组件出气端；11检测器；12催化层；13分离层；14基底陶瓷膜。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种废气高级氧化处理装置，包括：将臭氧催化功能陶瓷膜放入圆柱形膜组件中，所述臭氧催化功能陶瓷膜包括依次设置的催化层、分离层和基底陶瓷膜，其涂覆有催化层侧与膜组件进气端8相通，基底陶瓷膜侧与膜组件出气端11相通。在装置运行的过程中，废气由废气气源罐1提供，经废气减压阀3、废气流量控制器5后进入膜组件进气端8。于此同时，自氧气气源罐2流出的氧气经过氧气减压阀4、氧气流量控制器6后，被臭氧发生器7氧化为一定浓度的臭氧气体随废气一同进入膜组件进气端8。随后，废气中的苯成分被分离层截留并在催化层被臭氧降解生成CO₂与H₂O。吡啶成分能够透过臭氧催化功能陶瓷膜，由膜组件出气端11排出，进行后续的检测。

如图2所示，所述臭氧催化功能陶瓷膜以片状α-Al₂O₃陶瓷膜为基底陶瓷膜，表面涂覆致密的UiO-66分离层及均匀的Co₃O₄催化层。基底陶瓷膜与催化层为臭氧催化功能陶瓷膜提供了较大的机械强度及较好的催化性能，使臭氧催化功能陶瓷膜能够长期的应用于废气处理中。

采用上述装置在对浓度为200mg/m³的喷涂行业废气的长期处理过程中，维持通入的臭氧浓度为4g/m³，臭氧催化功能陶瓷膜对苯成分的去除率平均可达到89％。出气端气体由吡啶成分、CO₂及H₂O组成，可进行收集并采取适当技术进行处理。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种废气高级氧化处理装置，其特征在于，包括废气气源罐、氧气气源罐和膜组件，所述废气气源罐通过废气输送管路连接至膜组件进气端，在废气输送管路上依次设有废气减压阀、废气流量控制器、阀门；所述氧气气源罐通过氧气输送管路连接至膜组件进气端，在氧气输送管路上依次设有氧气减压阀、氧气流量控制器、臭氧发生器；所述膜组件出气端连接至检测器，在膜组件中放入臭氧催化功能陶瓷膜。

2.根据权利要求1所述一种废气高级氧化处理装置，其特征在于，所述臭氧催化功能陶瓷膜包括依次设置的催化层、分离层和基底陶瓷膜，所述催化层位于进气端，基底陶瓷膜位于出气端。

3.根据权利要求2所述一种废气高级氧化处理装置，其特征在于，所述臭氧催化功能陶瓷膜的分离层孔径为

介于苯与吡啶分子直径之间。

4.根据权利要求2所述一种废气高级氧化处理装置，其特征在于，所述分离层为UiO-66分离层，厚度为500nm、粗糙度在250-300nm之间。

5.根据权利要求2所述一种废气高级氧化处理装置，其特征在于，所述催化层为Co₃O₄催化层，厚度≥8mm、粗糙度在130-180nm之间。

6.根据权利要求2所述一种废气高级氧化处理装置，其特征在于，所述基底陶瓷膜为片状α-Al₂O₃陶瓷膜，粗糙度在120-180nm之间。

7.根据权利要求1所述一种废气高级氧化处理装置，其特征在于，在膜组件进气端前设有阀门，所述膜组件通过另一阀门与冷凝装置相连。

8.根据权利要求1所述一种废气高级氧化处理装置，其特征在于，所述膜组件为圆柱形，采用螺栓将臭氧催化功能陶瓷膜固定。

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