CN218307238U - 一种紫外光催化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废气处理技术领域，公开了一种紫外光催化反应装置。该紫外光催化反应装置包括：紫外光催化反应室，纵向安装在紫外光催化反应室内的多个紫外灯和多个催化剂载体单元，其中，各紫外灯纵向平行固定在紫外光催化反应室的顶壁与紫外光催化反应室的底壁之间，各催化剂载体单元的轴线平行于各紫外灯的轴线，各催化剂载体单元构造为能够沿自身的轴线转动，紫外光催化反应室的顶壁和底壁上均形成有用于气体流通的多个气孔。本实用新型的紫外光催化反应装置对挥发性有机废气处理效率更高。

Description

一种紫外光催化反应装置

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体涉及一种紫外光催化反应装置。

背景技术

目前，挥发性有机污染物(如烷烃、烯烃、苯系物、醛类等)是空气污染物的重要组成因子之一，其会导致细颗粒物和O₃的浓度增加，甚至容易引发二次气溶胶污染。

汽车尾气和工业废气是挥发性有机物排放的重要来源途径，在当前的工业废气处理领域，通常采用紫外光催化反应装置对挥发性有机废气进行处理，挥发性有机废气进入紫外光催化反应装置后，通过紫外线光照射及催化剂对挥发性有机气体进行协同分解氧化反应，使挥发性有机气体降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳后排出。

然而现有的紫外光催化反应装置存在紫外光与光催化剂的接触面积小，导致有机废气处理效率低，以及在运行过程中噪声大导致噪声污染等问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足之处，本实用新型提出了一种对挥发性有机废气处理效率更高的紫外光催化反应装置。

根据本实用新型的紫外光催化反应装置，包括：紫外光催化反应室，纵向安装在紫外光催化反应室内的多个紫外灯和多个催化剂载体单元，其中，各紫外灯纵向平行固定在紫外光催化反应室的顶壁与紫外光催化反应室的底壁之间，各催化剂载体单元的轴线平行于各紫外灯的轴线，各催化剂载体单元构造为能够沿自身的轴线转动，紫外光催化反应室的顶壁和底壁上均形成有用于气体流通的多个气孔。

进一步地，各紫外灯间隔分布在紫外光催化反应室内，各催化剂载体单元间隔分布在紫外灯的周围，气孔位于相邻的催化剂载体单元之间和相邻的紫外灯与催化剂载体单元之间。

进一步地，在紫外光催化反应室的横截面上，横截面呈圆形，各催化剂载体单元呈六边形分布在圆形内，各紫外灯间隔分布在六边形的中部区域。

进一步地，位于紫外光催化反应室的顶壁和底壁上的气孔分别正对设置。

进一步地，紫外光催化反应装置还包括中控装置和与中控装置相连的用于驱动催化剂载体单元转动的驱动装置。

进一步地，催化剂载体单元的两端分别安装有连接轴，连接轴分别与紫外光催化反应室的顶壁和紫外光催化反应室的底壁转动连接，驱动装置与催化剂载体单元的两端的连接轴的一者相连。

进一步地，紫外光催化反应装置还包括与紫外光催化反应室的底壁相连通的进气缓冲室，进气缓冲室的与底壁相对的一侧形成有进气口。

进一步地，进气缓冲室包括与紫外光催化反应室的底壁相连通的等径段和与等径段相连通的变径段，变径段具有渐缩的内径宽度，进气口形成在变径段的小径端。

进一步地，等径段与变径段之间设置有分隔板，分隔板上形成有通孔，驱动装置固定在分隔板上。

进一步地，紫外光催化反应装置还包括与紫外光催化反应室的顶壁相连通的出气缓冲室，出气缓冲室的与顶壁相对的一侧形成有出气口，出气缓冲室具有自紫外光催化反应室的顶壁至出气口的方向上的渐缩的内径宽度。

与现有技术相比，本实用新型的紫外光催化反应装置具有以下优点：

1)通过设置催化剂载体单元，使其采用旋转式三棱柱外表面涂覆高效紫外光光催化剂的方式，增大了紫外光与催化剂的接触面积，同时旋转式的三棱柱能够实现从多角度对紫外光反射，从而增强紫外光的利用率，进而提高对挥发性有机废气的处理效率；

2)通过设置进气缓冲室和出气缓冲室，并在紫外灯与催化剂载体单元的分布上采用科学的分布方式，能够有效避免装置内涡流与废气死区产生的问题，从而进一步提升了装置的净化效率；

3)通过根据废气浓度与气量等具体因素的不同设置不同的紫外灯和催化剂载体单元的数量，可有效节约能量和资源；

4)通过将挥发性有机废气的流动方向设置为平行于紫外灯和催化剂载体的轴线方向，能够有效降低挥发性有机废气流经紫外光催化反应装置所产生的噪声。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的紫外光催化反应装置的外部结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的紫外光催化反应装置的内部结构示意图；

图3为图2所示的紫外光催化反应室的横截面的结构示意图；

图4为图1所示的紫外光催化反应装置的底壁的结构的俯视示意图；

图5为图2所示的催化剂载体单元的结构示意图；

图6为图1所示的分隔板的俯视示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型做进一步详细的描述。

图1和图2示出了根据本实用新型实施例的紫外光催化反应装置100的结构。结合图1和图2所示，该紫外光催化反应装置100包括：紫外光催化反应室1，纵向安装在紫外光催化反应室1内的多个紫外灯2和多个催化剂载体单元3，其中，各紫外灯2纵向平行固定在紫外光催化反应室1的顶壁11与紫外光催化反应室1的底壁12之间，各催化剂载体单元3的轴线平行于各紫外灯2的轴线，各催化剂载体单元3构造为能够沿自身的轴线转动，紫外光催化反应室1的顶壁11和底壁12上均形成有用于气体流通的多个气孔4(如图3和图4所示)。

实用新型实施例的紫外光催化反应装置100在工作时，挥发性有机废气经紫外光催化反应室1的底壁12上的气孔4进入紫外光催化反应室1内，紫外灯2可持续提供对各催化剂载体单元3的紫外光照射，由于催化剂载体单元3均能够沿自身的轴线转动，使得紫外灯2提供的紫外光照射与催化剂载体单元3的接触面积更大，接触更充分，同时，由于沿自身的轴线转动的催化剂载体单元3能够将紫外光进行多角度的反射，因此能够增加紫外光的利用率，从而提高了对挥发性有机废气的处理效率。进入紫外光催化反应室1内的挥发性有机废气在紫外灯2的紫外线光照射及各催化剂载体单元3上的催化剂的协同作用下发生分解氧化反应，使得挥发性有机废气转化成低分子化合物、水和二氧化碳后通过紫外光催化反应室1的顶壁11上的气孔4排出。

根据本实用新型，可根据挥发性有机废气的浓度与气量等具体因素的不同设置不同的紫外灯2和催化剂载体单元3的数量，以有效节约能量和资源。

优选地，催化剂载体单元3可包括承载本体和涂覆在承载本体上的对紫外光降解挥发性有机物具有高响应性的催化剂涂层，该催化剂涂层优选为NaTaO3涂层。

还优选地，紫外光催化反应室1的材质可选择SUS304不锈钢，紫外光催化反应室1的内部可进行抛光处理或贴设高效反光材料，以便能够将紫外光进行更多角度的反射，从而进一步增加紫外光的利用率，进而提高对挥发性有机废气的处理效率。

还优选地，紫外灯2可选用无极紫外灯，其实际数量可根据实际需求选择。无极紫外灯的功率优选为20W至40W，更优选为30W。

在如图2和图3所示的实施例中，各紫外灯2可间隔分布在紫外光催化反应室1内，各催化剂载体单元3间隔分布在紫外灯2的周围，气孔4位于相邻的催化剂载体单元3之间和相邻的紫外灯2与催化剂载体单元3之间。将各紫外灯2可间隔分布在紫外光催化反应室1内，且催化剂载体单元3间隔分布在紫外灯2的周围，使得紫外灯2发出的紫外光能够照射到所有的催化剂载体单元3，将气孔4设置在相邻的催化剂载体单元3之间和相邻的紫外灯2与催化剂载体单元3之间，使得经气孔4进入的挥发性有机废气能够更充分地与催化剂载体单元3进行接触和反应，从而进一步提高了对挥发性有机废气的处理效率。

优选地，催化剂载体单元3的旋转半径构造为不遮挡气孔4；气孔4可分布在距催化剂载体单元3的等距位置处，数量以偶数为宜但不限于偶数；气孔4的形状不限，优选为七角星形状。

在如图3和图4所示的优选的实施例中，在紫外光催化反应室1的横截面上，横截面呈圆形，各催化剂载体单元3呈六边形分布在圆形内，各紫外灯2间隔分布在六边形的中部区域。该实施例中催化剂载体单元3与紫外灯2的布置更为科学，能够有效避免紫外光催化反应室1内涡流与废气死区产生的问题，从而进一步提升紫外光催化反应装置100的净化效率。

优选地，圆形为六边形的外接圆，各紫外灯2可呈等腰三角形、正方形、正六边形分布。在如图3所示的优选的实施例中，紫外灯数量选为4个，并呈正方形分布。

还优选地，如图3所示，催化剂载体单元3的催化剂负载部分(即前述承载本体)可选用正三棱柱，三棱柱的外表面上涂覆高效紫外光光催化剂，三棱柱的侧棱距圆心距离构造为不遮挡住气孔4，该方式最大限度地增大了紫外光与催化剂的接触面积，同时旋转式的三棱柱能够进一步实现从多角度对紫外光反射，从而进一步增强紫外光的利用率。

在一个优选的实施例中，位于紫外光催化反应室1的顶壁11和底壁12上的气孔4分别正对设置。该设置使得挥发性有机废气流动的方向平行于紫外灯2和催化剂载体单元3的轴线方向，能够有效降低挥发性有机废气流经紫外光催化反应室1所产生的噪声。

根据本实用新型，结合图1和图2所示，紫外光催化反应装置100还包括中控装置8和与中控装置8相连的用于驱动催化剂载体单元3转动的驱动装置9。中控装置8还可同时控制驱动装置9和紫外灯2，其控制作用包括但不限于启动、停止和功率变化。

进一步地，如图5所示，催化剂载体单元3的两端可分别安装有连接轴31，连接轴31分别与紫外光催化反应室1的顶壁11和紫外光催化反应室1的底壁12通过轴承转动连接，驱动装置9与催化剂载体单元3的两端的连接轴31的一者相连。

优选地，驱动装置9可同时连接每一个催化剂载体单元3，以使紫外光催化反应装置100在运行时各催化剂载体单元3同步转动。

具体地，驱动装置9可包括电动机和齿轮组件32，齿轮组件32包括分别连接在各连接轴31上的多个齿轮，各齿轮相互啮合并与电动机9相连，电动机9带动与其相连的齿轮转动的同时带动其它齿轮转动，进而带动各催化剂载体单元3同时转动。优选地，电动机9可配有变速器，以增加其驱动的稳定性。

根据本实用新型，如图1和图2所示，紫外光催化反应装置100还可包括与紫外光催化反应室1的底壁12相连通的进气缓冲室5，进气缓冲室5的与底壁12相对的一侧形成有进气口61。该进气缓冲室5用于平稳进气的气流，有助于避免紫外光催化反应室1内涡流与废气死区产生的问题，从而有助于提高紫外光催化反应装置100的净化效率。

优选地，可根据挥发性有机废气的类型在进气缓冲室5内装填相应功能的填料，以对挥发性有机废气进行初步地过滤。例如针对含尘废气可在进气缓冲室5内填充滤棉或布设滤网。

进一步地，如图1和图2所示，进气缓冲室5可包括与紫外光催化反应室1的底壁12相连通的等径段51和与等径段51相连通的变径段52，变径段52具有渐缩的内径宽度，进气口61形成在变径段52的小径端。该设置使得进气气流能够被逐渐平稳，以加强进气缓冲室5平稳气流的作用。优选地，前述填料可填充在变径段52中，该填料的填充有助于进一步平稳进气气流。

在如图1、图2以及图6所示的优选的实施例中，等径段51与变径段52之间可设置有分隔板53，分隔板53上形成有通孔531，驱动装置9可固定在分隔板53上，前述连接轴31穿过紫外光催化反应室1的底壁12与驱动装置9相连。

根据本实用新型，如图1和图2所示，紫外光催化反应装置100还可包括与紫外光催化反应室1的顶壁11相连通的出气缓冲室7，出气缓冲室7的与顶壁11相对的一侧形成有出气口62，出气缓冲室7具有自紫外光催化反应室1的顶壁11至出气口62的方向上的渐缩的内径宽度。该出气缓冲室7的设置可用于平稳出气气流，有助于降低挥发性有机废气流排出紫外光催化反应室1时所产生的噪声。

根据本实用新型，进气缓冲室5、紫外光催化反应室1以及出气缓冲室7可呈桶状一体成型，紫外光催化反应室1与进气缓冲室5之间可通过第一挡板(即紫外光催化反应室1的底壁12)进行分隔，紫外光催化反应室1与出气缓冲室7之间可通过第二挡板(即紫外光催化反应室1的顶壁11)进行分隔。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种紫外光催化反应装置，其特征在于，包括：紫外光催化反应室，纵向安装在所述紫外光催化反应室内的多个紫外灯和多个催化剂载体单元，其中，各所述紫外灯纵向平行固定在所述紫外光催化反应室的顶壁与所述紫外光催化反应室的底壁之间，各所述催化剂载体单元的轴线平行于各所述紫外灯的轴线，各所述催化剂载体单元构造为能够沿自身的轴线转动，所述紫外光催化反应室的顶壁和底壁上均形成有用于气体流通的多个气孔。

2.根据权利要求1所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，各所述紫外灯间隔分布在所述紫外光催化反应室内，各所述催化剂载体单元间隔分布在所述紫外灯的周围，所述气孔位于相邻的所述催化剂载体单元之间和相邻的所述紫外灯与所述催化剂载体单元之间。

3.根据权利要求2所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，在所述紫外光催化反应室的横截面上，所述横截面呈圆形，各所述催化剂载体单元呈六边形分布在所述圆形内，各所述紫外灯间隔分布在所述六边形的中部区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，位于所述紫外光催化反应室的顶壁和底壁上的所述气孔分别正对设置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，所述紫外光催化反应装置还包括中控装置和与所述中控装置相连的用于驱动所述催化剂载体单元转动的驱动装置。

6.根据权利要求5所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，所述催化剂载体单元的两端分别安装有连接轴，所述连接轴分别与所述紫外光催化反应室的顶壁和所述紫外光催化反应室的底壁转动连接，所述驱动装置与所述催化剂载体单元的两端的连接轴的一者相连。

7.根据权利要求5所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，所述紫外光催化反应装置还包括与所述紫外光催化反应室的底壁相连通的进气缓冲室，所述进气缓冲室的与所述底壁相对的一侧形成有进气口。

8.根据权利要求7所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，所述进气缓冲室包括与所述紫外光催化反应室的底壁相连通的等径段和与所述等径段相连通的变径段，所述变径段具有渐缩的内径宽度，所述进气口形成在所述变径段的小径端。

9.根据权利要求8所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，所述等径段与所述变径段之间设置有分隔板，所述分隔板上形成有通孔，所述驱动装置固定在所述分隔板上。

10.根据权利要求7所述的紫外光催化反应装置，其特征在于，所述紫外光催化反应装置还包括与所述紫外光催化反应室的顶壁相连通的出气缓冲室，所述出气缓冲室的与所述顶壁相对的一侧形成有出气口，所述出气缓冲室具有自所述紫外光催化反应室的顶壁至所述出气口的方向上的渐缩的内径宽度。

Images