光催化處理有機(jī)廢氣裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種光催化處理有機(jī)廢氣裝置，特別是應(yīng)用氣固光催化磁場流化床反應(yīng)器降解可揮發(fā)性有機(jī)廢氣的裝置設(shè)備。它是由擴(kuò)大段流化床內(nèi)裝置旋風(fēng)分離器與凈化氣出口，流化床內(nèi)設(shè)置石英玻璃管和紫外光燈管與光催化劑顆粒，磁線圈和穩(wěn)壓直流電源與加料口及測壓孔連接在流化床上，流化床底部連接有機(jī)廢氣進(jìn)氣口，流化床內(nèi)設(shè)置氣體預(yù)分布室和氣體分布板與光催化劑顆粒，在流化床內(nèi)壁上涂覆反光層材料。效果是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，催化活性高，光能利用率高，磁場和光催化耦合處理降解可揮發(fā)性有機(jī)廢氣，工作效率高，成本低，固體顆粒重復(fù)使用，廣泛用于大型會議室場所或高濃度可揮發(fā)性有機(jī)物污染娛樂廳場所。（*該技術(shù)在2019年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

-本技術(shù)涉及一種光催化處理有機(jī)廢氣裝置，特別是應(yīng)用氣固光催化磁 場流化床反應(yīng)器降解可揮發(fā)性有機(jī)廢氣的裝置設(shè)備。技術(shù)背景隨著人民生活水平的提高和現(xiàn)代化、城市化進(jìn)程的加快，家居環(huán)境和工作 活動場所的空氣質(zhì)量己愈來愈成為人們普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。發(fā)達(dá)國家的調(diào)査 研究表明，室內(nèi)空氣污染比戶外空氣污染更重。世界衛(wèi)生組織也證實(shí)， 一些大 廈的室內(nèi)空氣比起戶外空氣污染要嚴(yán)重十至百倍以上，而有70%以上大廈或公共場所對如此污染問題無所面對與應(yīng)付。有報(bào)道估計(jì)，大約有2000種以上的有害物質(zhì)會構(gòu)成對室內(nèi)空氣的污染影響。室內(nèi)污染空氣可通過呼吸途徑進(jìn)入人體， 對人體造成威脅。所表現(xiàn)出的毒性、刺激性、致癌作用和特殊氣味，會導(dǎo)致人 體產(chǎn)生頭疼、惡心、疲勞、眩暈、紅腫等種種不適癥狀。因此，加強(qiáng)控制室內(nèi) 可揮發(fā)性有機(jī)氣體的排放和探索各種有效的治理方法越來越受到人們的重視。1992年以來，己有30多場以"室內(nèi)空氣品質(zhì)(IAQ)為主題的國際性會議在美國 召開。我國室內(nèi)空氣污染問題的提出始于二十世紀(jì)八十年代，那時(shí)候主要針對 燃料燃燒引起的室內(nèi)空氣污染。到了九十年代隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民 生活水平的提高，日用化工產(chǎn)品、建筑裝飾裝修和空調(diào)的普遍使用，使得室內(nèi) 空氣污染日益突出，引起了人們的極大重視。相對于物理吸附、化學(xué)氧化和生物技術(shù)等處理方法，光催化技術(shù)利用半導(dǎo) 體氧化物材料在光照下表面能受激活化的特性，利用光能可有效地氧化分解有 機(jī)物、還原重金屬離子、殺滅細(xì)菌和消除異味。由于光催化技術(shù)可利用太陽能 在室溫下發(fā)生反應(yīng)，比較經(jīng)濟(jì)；光催化劑自身無毒、無害、無腐蝕性，可反復(fù) 使用；可將有機(jī)污染物完全礦化成C02、 H20和無機(jī)離子，無二次污染，是一 種具有廣飼應(yīng)用前景的綠色環(huán)境治理技術(shù)設(shè)備。懸浮式光催化反應(yīng)器催化效率高，有機(jī)物的降解速率相對較快，但存在催 化劑難以有效回收的缺陷；固定薄膜式光催化反應(yīng)器避免了前者的這一缺陷， 但降解效率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的，在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，流化床光催化反應(yīng) 器具有結(jié)構(gòu)簡單、催化劑與污染物接觸面積大、傳質(zhì)效率高、操作范圍寬、易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。流化顆粒在反應(yīng)器內(nèi)隨著反應(yīng)物發(fā)生翻滾、遷移，劇烈地?cái)_動使反應(yīng)物濃度趨于均勻，在流化狀態(tài)下，光催化劑顆粒與入射光充分 均勻接觸，同時(shí)流化床的膨脹可提高床層的孔隙率使光和氧氣能充分進(jìn)入床層 內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)高效的光催化降解。由于光催化劑顆粒粒徑為納米級，流化過 程中容易出現(xiàn)顆粒團(tuán)聚和溝流現(xiàn)象，通過外加磁場來控制流化床內(nèi)固相顆粒的 運(yùn)動，進(jìn)而達(dá)到控制床內(nèi)氣固兩相的流動，改善床層的流化特性。因此，光催 化磁流化床反應(yīng)器在降解可揮發(fā)性有機(jī)廢氣及廢水等領(lǐng)域。通過磁場強(qiáng)化氣固 光催化流化床技術(shù)降解有機(jī)廢氣，其中流化床內(nèi)部安裝內(nèi)旋風(fēng)分離器以減小光 催化劑的揚(yáng)析。本技術(shù)光催化處理有機(jī)廢氣裝置采取以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，它是通 過外加磁場改善流化床內(nèi)固體光催化劑顆粒的流化質(zhì)量，增大有機(jī)廢氣和光催 化劑顆粒間的接觸，形成連續(xù)處理可揮發(fā)性有機(jī)廢氣的裝置；它是由流化床和 旋風(fēng)分離器與磁線圈及穩(wěn)壓直流電源構(gòu)成，擴(kuò)大段流化床內(nèi)裝置旋風(fēng)分離器與 凈化氣出口，流化床內(nèi)設(shè)置石英玻璃管和紫外光燈管與光催化劑顆粒，磁線圈 和穩(wěn)壓直流電源與加料口及測壓孔連接在流化床上，流化床底部連接有機(jī)廢氣 進(jìn)氣口，流化床內(nèi)設(shè)置氣體預(yù)分布室和氣體分布板與光催化劑顆粒，在流化床 內(nèi)壁上涂覆反光層材料。有機(jī)廢氣經(jīng)過進(jìn)氣口到達(dá)氣體預(yù)分布室內(nèi)，使廢氣體 分布均勻，保障流化床的進(jìn)氣均勻，實(shí)現(xiàn)光催化劑顆粒的均一流態(tài)化；石英玻 璃管同軸嵌入流化床的氣體分布板上，紫外光燈管位于石英玻璃管中軸線上， 紫外光燈管電源插座固定在氣體分布板中心處；流化床的氣體分布板上部開有 測壓孔，通過差壓變送器測量磁場流化床內(nèi)部壓力脈動信號；擴(kuò)大段流化床上 部設(shè)有內(nèi)旋風(fēng)分離器，有效減小固體光催化劑顆粒的跑料；磁場由改進(jìn)的 Helmholtz線圈通以直流電獲得；繞制線圈的框架是由有機(jī)玻璃制成，避免采用 金屬框架產(chǎn)生對均勻磁場的不良影響；磁線圈采用0> 1 mm的聚酷漆包線繞制而 成，磁線圈內(nèi)徑200 250 mm，外徑300 320 mm，寬50 70 mm;磁線圈框 架安裝在與床體平行的四根支撐桿上，支撐桿上設(shè)有螺紋部分，便于調(diào)節(jié)線圈 間的距離；直流穩(wěn)壓電源可提供0 5A的電流；固體光催化劑顆粒采用自制摻 雜Fe或Fe203 二氧化鈦磁性光催化劑，粒徑在500 nm左右，顆粒流化區(qū)域位 于磁場控制區(qū)域內(nèi)。本技術(shù)的內(nèi)循環(huán)磁場光催化流化床主體的高徑比為S 12,氣體分布板 為有機(jī)玻璃多孔分布板，開孔直徑為2mm，開孔率為5% 8%，較高開孔率減 小了床層壓降和氣體輸送動力能耗；光催化系統(tǒng)由石英玻璃管和紫外光燈管組 成，紫外光燈管功率為25 40 W，輻射最大波長254 365 nm，用來激發(fā)半導(dǎo) 體材料——納米二氧化鈦光催化劑，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性能的羥基自由基或超氧 負(fù)離子等，活性物質(zhì)對吸附在催化劑表面的氣態(tài)污染物分子進(jìn)行光催化氧化， 使其最終完全降解為沒有污染的小分子物質(zhì)，如二氧化碳和水等；氣體經(jīng)預(yù)分布室進(jìn)入磁場流化床反應(yīng)區(qū)內(nèi)使摻雜顆粒納米二氧化鈦光催化劑處于流化狀 態(tài)，實(shí)現(xiàn)光催化劑顆粒與紫外光、污染物氣體分子充分接觸，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢 氣的有效降解；為獲得較大的均勻磁場區(qū)域，取兩線圈的間距為200mm，磁場 均勻區(qū)域的測定以及磁場強(qiáng)度測量通過與供給電流的關(guān)系的標(biāo)定，各電流值所 對應(yīng)的磁場感應(yīng)強(qiáng)度由高斯計(jì)測得；磁場流化床流態(tài)化參數(shù)主要通過床層壓降 和表觀氣速測定，實(shí)驗(yàn)用的壓差變送器的誤差小于士0.5Pa，靈敏度高，實(shí)時(shí)性 好，可及時(shí)觀察出床層壓降變化，從而確定出磁場流化床最小流化速度和最小 鼓泡速度。本技術(shù)光催化處理有機(jī)廢氣裝置的效果是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，催化 活性高，光能利用率高，磁場和光催化耦合處理降解可揮發(fā)性有機(jī)廢氣，工作 效率高，成本低，固體顆粒重復(fù)使用，廣泛用于大型會議室場所或高濃度可揮 發(fā)性有機(jī)物污染娛樂廳場所。附圖說明本技術(shù)光催化處理有機(jī)廢氣裝置將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 附圖是本技術(shù)光催化處理有機(jī)廢氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式-參照附圖，本技術(shù)光催化處理有機(jī)廢氣裝置，它是通過外加磁場改善 流化床9內(nèi)固體光催化劑顆粒5的流化質(zhì)量，增大有機(jī)廢氣和光催化劑顆粒5 間的接觸，形成連續(xù)處理可揮發(fā)性有機(jī)廢氣的裝置；它是由流化床9和旋風(fēng)分 離器12與磁線圈13及穩(wěn)壓直流電源14構(gòu)成，擴(kuò)大段流化床10內(nèi)裝置旋風(fēng)分 離器12與凈化氣出口 11，流化床9內(nèi)設(shè)置石英玻璃管6和紫外光燈管7與光催 化劑顆粒5，磁線圈13和穩(wěn)壓直流電源14與加料口 8及測壓孔3連接在流化床 9上，流化床9底部連接有機(jī)廢氣進(jìn)氣口 1，流化床9內(nèi)設(shè)置氣體預(yù)分布室2和 氣體分布板4與光催化劑顆粒5，在流化床9內(nèi)壁上涂覆反光層材料。有機(jī)廢氣 經(jīng)過進(jìn)氣口 1到達(dá)氣體預(yù)分布室2內(nèi)，使廢氣體分布均勻，保障流化床9的進(jìn) 氣均勻，實(shí)現(xiàn)光催化劑顆粒5的均一流態(tài)化；石英玻璃管6同軸嵌入流化床9 的氣體分布板4上，紫外光燈管7位于石英玻璃管6中軸線上，紫外光燈管7 電源插座固定在氣體分布板4中心處；流化床9的氣體分布板4上部開有測壓 孔3，通本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光催化處理有機(jī)廢氣裝置，它是由流化床（９）和旋風(fēng)分離器（１２）與磁線圈（１３）及穩(wěn)壓直流電源（１４）構(gòu)成，其特征是擴(kuò)大段流化床（１０）內(nèi)裝置旋風(fēng)分離器（１２）與凈化氣出口（１１），流化床（９）內(nèi)設(shè)置石英玻璃管（６）和紫外光燈管（７）與光催化劑顆粒（５），磁線圈（１３）和穩(wěn)壓直流電源（１４）與加料口（８）及測壓孔（３）連接在流化床（９）上，流化床（９）底部連接有機(jī)廢氣進(jìn)氣口（１），流化床（９）內(nèi)設(shè)置氣體預(yù)分布室（２）和氣體分布板（４）與光催化劑顆粒（５），在流化床（９）內(nèi)壁上涂覆反光層材料。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉廣軍，高洪濤，司崇殿，
申請(專利權(quán))人：劉廣軍，
類型：實(shí)用新型
國別省市：37[中國|山東]