專利名稱：處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的設(shè)備，特別涉及一種處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備。
背景技術(shù)：
有機(jī)廢氣包含揮發(fā)性有機(jī)物，如三苯廢氣等，和半揮發(fā)性有機(jī)物，如多環(huán)芳烴、多溴聯(lián)苯醚等。有機(jī)廢氣中微量毒害有機(jī)污染物由于其濃度較低，難以在后續(xù)過程中充分接觸和去除，因而使得一些控制技術(shù)花費(fèi)較多且相對(duì)困難。氣-固相光催化氧化技術(shù)對(duì)去除微量有機(jī)污染物存在一定的潛在優(yōu)勢(shì)。但是，在流量大的工業(yè)有機(jī)廢氣處理過程中，由于有機(jī)廢氣在光催化氧化裝置中停留時(shí)間不夠長，導(dǎo)致光催化劑不能有效地、一次性地氧化降解廢氣中的有機(jī)物。另外，隨著光催化劑處理有機(jī)廢氣的時(shí)間延長，光催化劑的催化效率會(huì)隨著處理負(fù)荷的增加而有所降低。更重要的是，復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣中含有的大量細(xì)顆粒物會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長嚴(yán)重影響和遮蔽光催化劑，從而導(dǎo)致光催化凈化的效率逐漸降低，從而大大減少光催化劑的壽命。因此，在實(shí)際復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的處理過程中，利用單獨(dú)的光催化氧化技術(shù)難以達(dá)到理想的污染控制效果。因此，將光催化氧化技術(shù)與其他處理有機(jī)廢氣的技術(shù)進(jìn)行集成化研究是光催化技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣污染控制的必然選擇。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，包括依次連接的用于收集氣體的集氣罩、反應(yīng)箱體和用于抽出氣體的風(fēng)機(jī)；按照氣體的走向，反應(yīng)箱體內(nèi)依次設(shè)置有靜電除塵器、光催化反應(yīng)裝置、臭氧發(fā)生器和吸附床層；在光催化反應(yīng)裝置和吸附床層之間為臭氧發(fā)生區(qū)；吸附床層上設(shè)置有吸附劑；所述的靜電除塵器優(yōu)選為高壓靜電除塵器；所述的光催化反應(yīng)裝置包含用于激發(fā)光催化劑的紫外燈、光催化劑和流過式光催化固定床；紫外燈、光催化劑和流過式光催化固定床依次排布，光催化劑固定在流過式光催化固定床上；所述的紫外燈優(yōu)選在紫外燈外設(shè)置用于保護(hù)紫外燈的玻璃套管；所述的光催化劑為負(fù)載在泡沫鎳上的納米TiO2光催化劑或者納米ZnO-SnO2復(fù)合氧化物光催化劑；所述的吸附劑為商業(yè)化分子篩、碳納米管、活性炭纖維和活性炭中的一種或者兩種形成的混合物；所述的設(shè)備應(yīng)用于復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的處理，特別適用于各種復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣排放車間有機(jī)廢氣的一體化處理。所述的處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備的應(yīng)用，包括以下步驟:[0012](I)靜電除塵:通過集氣罩收集有機(jī)廢氣，經(jīng)靜電除塵器將有機(jī)廢氣中粒徑大于
2.5 μ m的顆粒物去除,從而大大消除顆粒物對(duì)光催化劑的遮蔽作用，延長光催化劑的壽命;(2)光催化氧化:除塵后的有機(jī)廢氣進(jìn)入光催化反應(yīng)裝置，在光催化劑的作用下，有機(jī)廢氣中的大部分揮發(fā)性有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物或礦化為CO2和H2O ；(3)臭氧氧化吸附協(xié)同深度氧化:經(jīng)光催化反應(yīng)裝置處理后的有機(jī)廢氣中殘留的有機(jī)物首先被前一單元光催化技術(shù)產(chǎn)生的剩余臭氧和臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行氣相氧化，然后再一起吸附在活性吸附劑上，進(jìn)而進(jìn)一步發(fā)生臭氧氧化有機(jī)廢氣的氣固相原位協(xié)同深度氧化降解，這樣既保證了有機(jī)廢氣的安全深度達(dá)標(biāo)排放，又完全消除了光催化技術(shù)產(chǎn)生的剩余臭氧排放對(duì)大氣的二次污染問題；本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:本實(shí)用新型提供的設(shè)備組合緊湊、占地面積小，不但不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，而且還可以有效地降低設(shè)備的設(shè)計(jì)和處理成本。本實(shí)用新型首先通過靜電除塵器將有機(jī)廢氣中的懸浮顆粒物捕獲，減小顆粒物對(duì)光催化反應(yīng)裝置中光催化劑的遮蔽和中毒作用；其次通過光催化劑將有機(jī)廢氣中的有機(jī)物降解成小分子，CO2和H2O ;最后，再利用前一單元光催化技術(shù)產(chǎn)生的剩余臭氧和臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧有機(jī)廢氣進(jìn)一步氧化降解，反應(yīng)后的剩余低濃度有機(jī)廢氣和臭氧一起吸附在吸附劑并利用吸附臭氧氧化性將有機(jī)廢氣進(jìn)一步原位降解成無毒無害的CO2和H2O,既可以保證有機(jī)廢氣完全去除的處理效果，又可以完全消除光催化技術(shù)產(chǎn)生的剩余臭氧排放對(duì)大氣的二次污染；根據(jù)測(cè)試結(jié)果表明，采用該設(shè)備對(duì)電子垃圾拆解車間有機(jī)廢氣的總處理效率達(dá)90%以上，總懸浮顆粒物的去除率90%以上。

圖1為實(shí)施例1提供的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-集氣罩、2-閥門、3-采樣口、
4-靜電除塵器、5-采樣口、6-光催化反應(yīng)裝置、7-流過式光催化固定床、8-采樣口、9-紫外燈、10-臭氧發(fā)生器、11-吸附床層、12-風(fēng)機(jī)、13-采樣口；—— 為氣體走向。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1一種處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，如圖1所示，包括依次連接的用于收集氣體的集氣罩1、反應(yīng)箱體和用于抽出氣體的風(fēng)機(jī)12 ;反應(yīng)箱體內(nèi)設(shè)置有靜電除塵器4、光催化反應(yīng)裝置6、臭氧發(fā)生器10和吸附床層11 ;按照氣體的走向，反應(yīng)箱體的氣體入口、靜電除塵器4、光催化反應(yīng)裝置6、臭氧發(fā)生器10、吸附床層11和反應(yīng)箱體的氣體出口依次排布；臭氧發(fā)生器10和吸附床層11之間為臭氧氧化區(qū)，吸附床層11上設(shè)置有吸附劑。集氣罩I與反應(yīng)箱體的氣體入口通過管道連接，在管道上設(shè)置用于控制氣體流量的閥門2 ；反應(yīng)箱體的氣體出口與用于抽出氣體的風(fēng)機(jī)12連接。反應(yīng)箱體中靜電除塵器4、光催化反應(yīng)裝置6、臭氧發(fā)生器10和吸附床層11采用無器壁接合，從而保證氣體能完全經(jīng)過靜電除塵器4、光催化反應(yīng)裝置6、臭氧發(fā)生器10和吸附床層11，反應(yīng)箱體采用無墻體銜接，不僅大大降低了一體化設(shè)備的風(fēng)阻，而且降低了一體化凈化設(shè)備的設(shè)計(jì)和處理成本。光催化反應(yīng)裝置6包含用于激發(fā)光催化劑的紫外燈9、光催化劑和流過式光催化固定床7 ;紫外燈9、光催化劑和流過式光催化固定床7依次排布，光催化劑固定在流過式光催化固定床7上。其中，流過式光催化固定床7為3層，固定床大小為1000X 1000mm，光催化劑為負(fù)載在泡沫鎳上的納米TiO2光催化劑或者納米ZnO-SnO2復(fù)合氧化物光催化劑。為了便于進(jìn)行分析，設(shè)置采樣口。采樣口 3設(shè)置于閥門2和反應(yīng)箱體的氣體入口之間，采樣口 5設(shè)置于靜電除塵器4和光催化反應(yīng)裝置6之間，采樣口 8設(shè)置于光催化反應(yīng)裝置6和吸附床層11之間，采樣口 13即為風(fēng)機(jī)12的出氣口。實(shí)施例2使用實(shí)施例1提供的設(shè)備，其中，光催化劑為負(fù)載在泡沫鎳上的納米商業(yè)TiO2光催化劑。(I)靜電除塵:通過集氣罩I收集有機(jī)廢氣(苯系物有機(jī)廢氣),有機(jī)廢氣通過靜電除塵器4的處理，去除有機(jī)廢氣中的總懸浮顆粒物。(2)光催化氧化:除塵后的有機(jī)廢氣通過風(fēng)機(jī)12調(diào)節(jié)進(jìn)入光催化反應(yīng)裝置6 ;有機(jī)廢氣被波長為254nm的紫外線激活的TiO2光催化劑催化氧化。(3)臭氧氧化吸附協(xié)同深度氧化:經(jīng)光催化反應(yīng)裝置6處理后的有機(jī)廢氣進(jìn)一步與光催化產(chǎn)生的臭氧及其臭氧發(fā)生器10 (產(chǎn)生量為10g/h)產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行氣相臭氧氧化，然后再將剩余的有機(jī)廢氣和臭氧一起通過吸附劑協(xié)同吸附濃縮進(jìn)而原位發(fā)生氣固相臭氧氧化.即同時(shí)利用前一單元光催化裝置6產(chǎn)生的剩余臭氧和臭氧發(fā)生器10(產(chǎn)生量為IOg/h)產(chǎn)生的臭氧先在氣相氧化部分有機(jī)污染物，然后再將混合氣體(包括臭氧和有機(jī)廢氣)一起吸附到吸附床層11上的活性炭吸附劑后再利用臭氧氧化性將所吸附的有機(jī)廢氣進(jìn)行進(jìn)一步原位在線氧化降解。試驗(yàn)進(jìn)行中分別于采樣口 3和采樣口 13定期采集廢氣樣品，進(jìn)行分析以測(cè)定一體化凈化設(shè)備對(duì)有機(jī)廢氣的處理效果。有機(jī)廢氣降解的研究結(jié)果表明，本實(shí)用新型提供的設(shè)備對(duì)總苯系物的去除效率一直穩(wěn)定在90 91%，總懸浮顆粒物的去除率90 92%。實(shí)施例3本實(shí)施例所用的設(shè)備與實(shí)施例2所的設(shè)備區(qū)別僅在于本實(shí)施例的光催化劑為負(fù)載在泡沫鎳上的納米ZnO-SnO2復(fù)合氧化物光催化劑(發(fā)明專利:ZL 03126662.2)，吸附劑為SBA-15分子篩，臭氧產(chǎn)生量為15g/h。有機(jī)廢氣降解的研究結(jié)果表明，一體化凈化設(shè)備對(duì)總苯系物的去除效率一直穩(wěn)定在90 91%左右，總懸浮顆粒物的去除率90 92%。實(shí)施例4本實(shí)施例所用的設(shè)備與實(shí)施例2所用的設(shè)備的區(qū)別僅在于吸附劑為SBA-15分子篩與活性炭的混合物(質(zhì)量比為1:1)，臭氧產(chǎn)生量為lg/h。有機(jī)廢氣降解的研究結(jié)果表明，一體化凈化設(shè)備對(duì)總苯系物的去除效率一直穩(wěn)定在90 91%，總懸浮顆粒物的去除率90 92%。對(duì)比例I所用的設(shè)備與實(shí)施例2所用的設(shè)備的區(qū)別僅在于:沒有臭氧發(fā)生器。有機(jī)廢氣降解的研究結(jié)果表明，該設(shè)備對(duì)總苯系物的去除效率比實(shí)施例2低，一直穩(wěn)定在86 88%，總懸浮顆粒物的去除率90 92%。[0034]可見本實(shí)用新型提供的設(shè)備不僅設(shè)計(jì)緊湊，占地面積小，而且，能有效提高有機(jī)廢氣的解決效率。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，其特征在于:包括依次連接的用于收集氣體的集氣罩、反應(yīng)箱體和用于抽出氣體的風(fēng)機(jī)；按照氣體的走向，反應(yīng)箱體內(nèi)依次設(shè)置有靜電除塵器、光催化反應(yīng)裝置、臭氧發(fā)生器和吸附床層；在光催化反應(yīng)裝置和吸附劑之間為臭氧發(fā)生區(qū)；吸附床層上設(shè)置有吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，其特征在于:所述的靜電除塵器為高壓靜電除塵器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，其特征在于:所述的光催化反應(yīng)裝置包含用于激發(fā)光催化劑的紫外燈、光催化劑和流過式光催化固定床；紫外燈、光催化劑和流過式光催化固定床依次排布，光催化劑固定在流過式光催化固定床上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，其特征在于:所述的紫外燈為在紫外燈外設(shè)置用于保護(hù)紫外燈的玻璃套管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，其特征在于:所述的光催化劑為負(fù)載在泡沫鎳上的納米TiO2光催化劑或者納米ZnO-SnO2復(fù)合氧化物光催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，其特征在于:所述的吸附劑為分子篩、碳納米管、活性炭纖維和活性炭中的一種或者兩種形成的混合物。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種處理復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣的一體化凈化設(shè)備，包括依次連接的用于收集氣體的集氣罩、反應(yīng)箱體和用于抽出氣體的風(fēng)機(jī)；按照氣體的走向，反應(yīng)箱體內(nèi)依次設(shè)置有靜電除塵器、光催化反應(yīng)裝置、臭氧發(fā)生器和吸附床層；在光催化反應(yīng)裝置和吸附劑之間為臭氧發(fā)生區(qū)；吸附床層上設(shè)置有吸附劑。使用該組合工藝設(shè)備處理有機(jī)廢氣，有機(jī)廢氣的總處理效率達(dá)90%以上，總懸浮顆粒物的去除率90%以上。該設(shè)備組合緊湊、占地面積小，不但不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，而且還可以有效地降低成本，可廣泛用于復(fù)雜工業(yè)有機(jī)廢氣處理。
文檔編號(hào)B01D53/02GK202983486SQ20122061705
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者安太成, 黃勇, 李桂英, 胡運(yùn)昆, 李云路 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所, 廣州朗潔環(huán)?？萍加邢薰?br>