一種光催化VOC處理裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種光催化VOC處理裝置，該裝置利用微波激發(fā)紫外，包括微波發(fā)生器、諧振腔、無極紫外線發(fā)射燈管、承載催化劑的蜂窩陶瓷、旁管、進(jìn)氣閥及風(fēng)扇風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種廢氣處理裝置。技術(shù)難點(diǎn)：1.舊有技術(shù)難以平衡催化劑承載、作用范圍與催化劑激活效率這三者。2.微波和紫外雙重獨(dú)立供電，導(dǎo)致大量微波做無用功，能耗高。解決方案：1.使用蜂窩陶瓷承載催化劑，將催化劑燒結(jié)在陶瓷表面，解決了催化劑承載問題。且蜂窩狀結(jié)構(gòu)保證了足夠的作用面積。2.利用微波諧振激發(fā)紫外，合理利用了富余的微波場強(qiáng)，省去了紫外發(fā)射燈管的供電，達(dá)到節(jié)能的目的。單元化設(shè)計的光催化VOC處理裝置，為綠色生產(chǎn)、車間排氣除臭等不同強(qiáng)度需求和使用提供了可能。

Photocatalytic VOC treatment device

The utility model provides a photocatalytic VOC processing device, the device uses a microwave excited ultraviolet, including microwave generator, resonator, electrodeless ultraviolet emission lamp, ceramic honeycomb catalyst, bearing side tube, inlet valve and fan fan. The utility model relates to an exhaust gas treatment device. Technical difficulties: 1., the old technology is difficult to balance the catalyst carrying capacity, scope of action and catalyst activation efficiency of these three. 2. microwave and ultraviolet double independent power supply, resulting in a large number of microwave to do useless work, high energy consumption. Solution: 1. using ceramic honeycomb bearing catalyst, sintering the catalyst on the ceramic surface, to solve the problem of catalyst loading. The honeycomb structure ensures a sufficient area of action. 2., microwave resonance is used to excite ultraviolet light, so that the surplus microwave field strength is reasonably utilized, and the power supply of ultraviolet emitting lamp tube is omitted, so as to achieve the purpose of energy saving. The photocatalytic VOC treatment unit with modular design provides the possibility for green production, workshop exhaust, deodorization and other different strength requirements and uses.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種光催化VOC處理裝置
本技術(shù)屬于清潔生產(chǎn)
，涉及一種VOC處理裝置，特別涉及一種光催化VOC處理裝置。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)迅速發(fā)展，以及歷史規(guī)劃問題和城市化進(jìn)程的高速發(fā)展，部分工業(yè)企業(yè)對周邊居民的生活產(chǎn)生了明顯的負(fù)面影響，尤其是臭氣擾民問題，這些臭氣90％以上都是揮發(fā)性有機(jī)廢氣，嚴(yán)重威脅人類的健康和安全，也影響工業(yè)園區(qū)、城市乃至國家的形象。因此，VOC的處理在三污中顯得更重要也更緊迫。VOC的有害成分主要包括非甲烷總烴，酯、醇、醚等有機(jī)物非甲烷總烴，酯、醇、醚等有機(jī)物。處理這類廢氣從數(shù)個方法下手，如噴淋洗滌、吸附、臭氧、光觸媒法等。然而吸附法的問題在于吸附材料的消耗和再生的成本，光觸媒法需要保證催化劑活性并持續(xù)提供光源，臭氧法則需要不斷提供能量產(chǎn)生臭氧或直接消耗臭氧，噴淋洗滌需要對洗滌廢水二次處理，這些方法都有其局限性。光催化降解技術(shù)原理是紫外光激活催化劑如TiO2，當(dāng)能量大于或等于半導(dǎo)體帶隙能的光波(hv)輻射TiO2時，TiO2價帶(VB)上的電子吸收光能(hv)后被激發(fā)到導(dǎo)帶(CB)上，使導(dǎo)帶上產(chǎn)生激發(fā)態(tài)電子(e-)，而在價帶(VB)上產(chǎn)生帶正電荷的空穴(h+)。e-與吸附在TiO2顆粒表面上的O2發(fā)生還原反應(yīng)，生成O2-，O2-與H+進(jìn)一步反應(yīng)生成H2O2，而h+與H2O、OH-發(fā)生氧化反應(yīng)生成高活性.OH、H2O2、-OH把吸附在TiO2表面上的有機(jī)污染物(簡稱為R)降解為CO2、H2O等，把有毒有害的污染物氧化或還原為無害物。光催化劑由于其狀態(tài)為粉末狀，本身非常容易隨氣流流失，容易造成裝置失效而需要添加催化劑使得運(yùn)行成本大幅上升。用膜材料承載，例如纖維膜，雖然其活化效率和有效作用面積都不錯，但其承載過程工藝復(fù)雜，且容易粘污，清洗成本高。目前的一些綜合利用的微波和紫外的氣體處理裝置大多處于試驗(yàn)階段，這些設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中均存在著明顯的能耗過大的問題。如專利CN1101257C和CN103977678A中，設(shè)備的光源和微波源分別獨(dú)立供電，而大量微波在提供場強(qiáng)后做無用功，浪費(fèi)了大量的電能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的問題是在保證甚至提高光催化VOC處理效率的前提下，降低裝置內(nèi)微波無用功的總量，降低光源和微波源的整體功耗，使得裝置整體處理效率高、低能耗、運(yùn)營成本低，實(shí)現(xiàn)在不同環(huán)境下能夠長時間且不間斷地處理VCO，減少了環(huán)境污染。為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是：該光催化VOC處理裝置，包括以下部分：微波發(fā)生模塊，包含微波發(fā)生器(2.45GHz)、變壓供電模塊；諧振腔，由涂抹聚四氟乙烯的不銹鋼板、密封門構(gòu)成；無極紫外線發(fā)射燈管(主發(fā)射波長254nm)；蜂窩陶瓷，其上燒結(jié)TiO2催化劑；風(fēng)扇，保持內(nèi)部風(fēng)壓，使內(nèi)部處理氣體單一方向流動；循環(huán)旁管，使用帶有風(fēng)扇的旁管，從諧振腔末端接至前端，利用風(fēng)扇強(qiáng)制循環(huán)。其中：風(fēng)扇風(fēng)機(jī)在所述旁管和進(jìn)氣口處各安裝一個。諧振腔內(nèi)部設(shè)有蜂窩陶瓷以及無極紫外線發(fā)射燈管，蜂窩陶瓷以及無極紫外線發(fā)射燈均通過固定架固定在諧振腔內(nèi)部；蜂窩陶瓷彼此之間有固定間距，蜂窩陶瓷內(nèi)表面承載光催化劑。無極紫外線發(fā)射燈管，每兩根通過固定架固定在諧振腔內(nèi)部每對蜂窩陶瓷的中間，上下對稱。每兩根所述無極紫外線發(fā)射燈管通過固定架固定設(shè)置在每對所述蜂窩陶瓷的中間。由于采用了不透明的蜂窩陶瓷作為TiO2的承載材料，諧振腔內(nèi)被設(shè)計成一格一格的類似船艙的串聯(lián)處理單元，每個單元內(nèi)有一根無極紫外線發(fā)射燈管，單元與單元之間，使用2cm厚度的蜂窩陶瓷作為單元隔離層，由于較薄的厚度，且每個單元都有紫外線發(fā)射燈管照射，蜂窩陶瓷兩面都得到照射，故燒結(jié)其上的TiO2能夠充分得到紫外線的激發(fā)，故燒結(jié)其上的TiO2能夠充分得到紫外線的激發(fā)。同時蜂窩狀結(jié)構(gòu)保證了足夠的作用面積，有效的平衡了催化劑作用范圍與催化劑激活效率。諧振腔內(nèi)部設(shè)有微波發(fā)生器，微波發(fā)生器與設(shè)置在設(shè)備外部的控制面板通過電路連接，控制面板控制所述微波發(fā)生器的開關(guān)；旁管設(shè)置在出氣管道處并連通至所述進(jìn)氣閥門后。無極紫外線發(fā)射燈管的紫外發(fā)光能量來源是所述微波發(fā)生器發(fā)出的微波。無極紫外線發(fā)射燈管為主波長為254nm的無極紫外發(fā)射管；微波發(fā)生器工作頻率為2.45GHz，類型包括且不限定于微波磁控管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果是：1.單元化的內(nèi)部構(gòu)造，保證了可以根據(jù)處理VOC負(fù)荷差異，通過增加/減少單元數(shù)量，輕松的改變額定處理負(fù)荷量；2.因?yàn)槭呛信怨軓?qiáng)制循環(huán)，改小了所需單元數(shù)，在保證處理效果的同時減少了裝置的設(shè)計尺寸，有效的降低了裝置的成本和處理成本；3.因?yàn)槭菃卧瘍?nèi)部構(gòu)造，且諧振腔內(nèi)的物件沒有正反特異性，對裝置的后期維護(hù)難度降低了，有效避免出現(xiàn)某一部件損壞導(dǎo)致整個裝置無效，裝置的使用壽命得到了提高，從而有效降低使用者的運(yùn)營成本；4.2.45GHz的微波極易進(jìn)入諧振腔后極易諧振254nm的紫外線發(fā)射燈管產(chǎn)生紫外光，其維持諧振的能耗低，激活催化劑的冗余的微波和紫外也具有催化VOC分解的能力，同樣達(dá)到了分解VOC的目的，使裝置具有能量利用率高的特點(diǎn)。，減少了無用的能量消耗；5.利用蜂窩陶瓷承載催化劑，將催化劑燒結(jié)在陶瓷表面，解決了催化劑損耗過快的問題。同時設(shè)計陶瓷厚度為2cm，由于較薄的厚度，且每個單元都有紫外線發(fā)射燈管照射，蜂窩陶瓷兩面都得到照射，故燒結(jié)其上的TiO2能夠充分得到紫外線的激發(fā)，同時蜂窩狀結(jié)構(gòu)保證了足夠的作用面積，有效的平衡了催化劑作用范圍與催化劑激活效率。此外，經(jīng)過蜂窩陶瓷承載處理的的催化劑TiO0，其清洗難度低，在日常使用乃至清洗過程中都不易流失。6.其中，諧振腔采用不銹鋼板并進(jìn)行了涂抹聚四氟乙烯的強(qiáng)化，具有極優(yōu)異的抗腐蝕特性，抗沾污性良好，并且可以較為輕易的清洗，維護(hù)簡單，耐用性強(qiáng)。此外，單元化和密封門的設(shè)計，清洗方便，即使裝置在需要后期深度維護(hù)時，維護(hù)難度也極低。內(nèi)壁涂抹聚四氟乙烯的諧振腔也具有抗腐蝕性，密閉的結(jié)構(gòu)使逃逸的微波和紫外總量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。綜合以上六點(diǎn)，該裝置以高效、低能耗、綠色處理為目標(biāo)，每個能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)多余的能量都盡可能的做到了對降解VOC有積極作用，有效激活催化劑提高了處理效率，并使得能量利用率極高降低了能耗，自身對催化劑的損耗小節(jié)省了物耗，且該裝置在降解VOC的同時自生并不對環(huán)境造成危害。附圖說明：圖1、本技術(shù)的裝置的主視圖；圖2、本技術(shù)裝置的俯視圖；圖3、本技術(shù)裝置的剖圖。圖1中，1、蜂窩陶瓷；2、燈管；3、風(fēng)扇/通風(fēng)泵。圖2中，1、微波發(fā)生器；2、風(fēng)扇/通風(fēng)泵。圖3中，1、蜂窩陶瓷；2、燈管；3、風(fēng)扇/通風(fēng)泵。具體實(shí)施方式為了加深對本技術(shù)的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本技術(shù)，并不對本技術(shù)的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。本技術(shù)提供了一種光催化VOC處理裝置，該組件由諧振腔、微波發(fā)生組件、無極紫外線發(fā)射燈管、蜂窩陶瓷(含催化劑)、旁管、風(fēng)扇組成，內(nèi)部單元化，單個單元的體積小。為了克服現(xiàn)有微波紫外光催化技術(shù)重復(fù)耗能的問題，本技術(shù)利用合理利用了諧振腔，將無極紫外線發(fā)射燈管作為光源直接置于諧振腔中，利用微波頻率2.45GHz和紫外線發(fā)射燈管主波長254nm的諧振點(diǎn)亮燈管，從而完全有效節(jié)省了燈管產(chǎn)生紫外的運(yùn)營成本，做到了節(jié)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光催化VOC處理裝置，其特征在于，該光催化VOC裝置包括微波發(fā)生器、諧振腔、無極紫外線發(fā)射燈管、承載催化劑的蜂窩陶瓷、旁管、進(jìn)氣閥、以及風(fēng)扇風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)扇風(fēng)機(jī)在所述旁管和進(jìn)氣口處各安裝一個；所述諧振腔內(nèi)部設(shè)有蜂窩陶瓷以及無極紫外線發(fā)射燈管，所述蜂窩陶瓷以及無極紫外線發(fā)射燈均通過固定架固定在諧振腔內(nèi)部；所述蜂窩陶瓷內(nèi)表面承載光催化劑；諧振腔內(nèi)部設(shè)有微波發(fā)生器，所述微波發(fā)生器與設(shè)置在設(shè)備外部的控制面板通過電路連接，所述控制面板控制所述微波發(fā)生器的開關(guān)；所述旁管設(shè)置在出氣管道處并連通至所述進(jìn)氣閥門后。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光催化VOC處理裝置，其特征在于，該光催化VOC裝置包括微波發(fā)生器、諧振腔、無極紫外線發(fā)射燈管、承載催化劑的蜂窩陶瓷、旁管、進(jìn)氣閥、以及風(fēng)扇風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)扇風(fēng)機(jī)在所述旁管和進(jìn)氣口處各安裝一個；所述諧振腔內(nèi)部設(shè)有蜂窩陶瓷以及無極紫外線發(fā)射燈管，所述蜂窩陶瓷以及無極紫外線發(fā)射燈均通過固定架固定在諧振腔內(nèi)部；所述蜂窩陶瓷內(nèi)表面承載光催化劑；諧振腔內(nèi)部設(shè)有微波發(fā)生器，所述微波發(fā)生器與設(shè)置在設(shè)備外部的控制面板通過電路連接，所述控制面板控制所述微波發(fā)生器的開關(guān)；所述旁管設(shè)置在出氣管道處并連通至所述進(jìn)氣閥門后。2.如權(quán)利要求1所述的光催化VOC處理裝置，其特征在于，所述無極紫外線發(fā)射燈管的紫外發(fā)光能量來源是所述微波發(fā)生器發(fā)出的微波。3.如權(quán)利要求2所述的光催化VOC處理裝置，其特征在于，所述無極紫外線發(fā)射燈管為主波長為254nm的無極紫外發(fā)射管。4.如...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡家富，杜宇，
申請(專利權(quán))人：南京河海環(huán)境研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32