用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器，該反應(yīng)器的進(jìn)氣口和出氣口分別連接在箱體的兩端，在箱體內(nèi)沿著氣流方向垂直安裝有多級可開啟式吸附光催化幕簾，并通過幕簾固定裝置安裝在箱體的內(nèi)壁上，同時(shí)在箱體的內(nèi)壁通過燈管卡固定有多根紫外燈管，箱體的外部設(shè)有與紫外燈連接的電路板，控制紫外燈的開啟與關(guān)閉；可開啟式吸附光催化幕簾與幕簾轉(zhuǎn)軸相連并固定在一起，由設(shè)置在箱體外部的步進(jìn)電機(jī)控制，幕簾可沿幕簾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。有益效果是該反應(yīng)器通過吸附和光催化氧化降解達(dá)到對有機(jī)廢氣的去除目的，同時(shí)使活性炭纖維充分再生，能夠循環(huán)吸附，光催化作用反應(yīng)時(shí)間長，光催化效率高。
【專利說明】用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于有機(jī)廢氣污染控制與治理技術(shù)，特別是一種用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)廢氣包含揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)和半揮發(fā)性有機(jī)物等。其中揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)具有光化學(xué)活性，排放到大氣中是形成細(xì)粒子(PM2.5)和臭氧的重要前體物質(zhì)，增強(qiáng)溫室效應(yīng)，在環(huán)境中的具有累積性和持久性等特點(diǎn)。VOCs對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響已引起國內(nèi)大氣化學(xué)科學(xué)家們的共同重視。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由工業(yè)、居民生活等人為源排放的VOCs總量正逐年增加，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、城市霧霾等復(fù)合大氣污染問題日益嚴(yán)重。
[0003]除了環(huán)境毒性以外，工業(yè)排放常見的VOCs如三苯類、鹵代烴類、硝基苯類、苯胺類等都對人體具有較大的危害作用，長期接觸會(huì)嚴(yán)重影響人們的身體健康。此外，很大一部分的揮發(fā)性化合物具有異味，會(huì)嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量?？刂芕OCs污染，是改善大氣環(huán)境質(zhì)量和維護(hù)人們健康和生活質(zhì)量的需要。
[0004]吸附技術(shù)、催化燃燒技術(shù)和熱力焚燒技術(shù)是傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣治理技術(shù)。吸收技術(shù)由于存在二次污染和安全性差等缺點(diǎn)，目前在有機(jī)廢氣治理中已經(jīng)較少使用。冷凝技術(shù)只是在極高濃度下直接使用才有意義，通常作為吸附技術(shù)或催化燃燒技術(shù)等的輔助手段使用。生物技術(shù)較早被應(yīng)用于有機(jī)廢氣的凈化，目前技術(shù)上比較成熟，為VOCs治理的主流技術(shù)之一。等離子體破壞技術(shù)近年來已經(jīng)相對發(fā)展成熟，并在低濃度有機(jī)廢氣治理中得到了大量的應(yīng)用；光催化技術(shù)和膜分離技術(shù)在大氣量的有機(jī)廢氣治理中尚沒有實(shí)際應(yīng)用。
[0005]光催化氧化法主要是利用光催化劑(例如T12)的光催化性，氧化吸附在催化劑表面的VOCs。利用特定波長的光(通常為紫外光)照射光催化劑，激發(fā)出“電子-空穴”的高能粒子對，這種高能粒子對與水、氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化能力的自由基活性物質(zhì)，將吸附在催化劑表面上的有機(jī)物氧化為二氧化碳和水等無毒無害物質(zhì)。但VOCs濃度較低時(shí)，很難有效富集到光催化劑表面，從而影響光催化劑對揮發(fā)性有機(jī)物的光催化效率。
[0006]活性炭纖維(activated carbon fiber, ACF)是一種優(yōu)秀炭質(zhì)吸附材料,可吸附低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物，但存在吸附達(dá)到飽和后必須通過再生才能恢復(fù)其吸附能力的問題。
[0007]ACF-光催化氧化技術(shù)能夠吸附富集有機(jī)物并將其降解為二氧化碳和水，且不需要更換再生。但是目前此技術(shù)大部分只是用于室內(nèi)空氣凈化，尚未用于處理大氣量的有機(jī)廢氣，并且由于光催化氧化技術(shù)存在反應(yīng)效率慢的缺點(diǎn)，在有機(jī)廢氣處理過程中，若有機(jī)廢氣在反應(yīng)器中沒有充足的停留時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致吸附在ACF上的有機(jī)廢氣不能被有效氧化降解。
[0008]現(xiàn)有的吸附-光催化處理裝置所用的ACF_Ti02過濾層由于是固定安裝在光催化器中，雖然在相鄰兩過濾層間安裝有紫外燈，但在過濾層首層吸附廢氣飽和后，由于后續(xù)廢氣持續(xù)進(jìn)入處理裝置，在急需催化再生的首層VOCS吸附的速率要遠(yuǎn)大于紫外燈光催化降解的速率，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中只能使處理裝置停止運(yùn)行，各過濾層同時(shí)進(jìn)行光催化再生處理，需要很長的再生時(shí)間，影響后續(xù)使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器，以利于提高光催化氧化技術(shù)反應(yīng)速率，可有效延長有機(jī)廢氣在反應(yīng)器的停留時(shí)間，使氧化降解反應(yīng)充分，提高廢氣處理效率。該裝置能吸附富集并光催化降解有機(jī)廢氣，同時(shí)可使不同層的活性炭纖維依次實(shí)現(xiàn)近乎原位的光催化再生，確保先吸附飽和的ACF-T12過濾層先光生降解，同時(shí)后續(xù)廢氣仍可源源不斷進(jìn)入處理裝置，確保充足的光催化時(shí)間使吸附的VOCs能夠降解，其處理效率高，成本低。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是提供一種用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器，其中:該反應(yīng)器包括箱體、進(jìn)氣口、出氣口、多級可開啟式吸附光催化幕簾、幕簾固定裝置、幕簾轉(zhuǎn)軸、幕簾驅(qū)動(dòng)電機(jī)、紫外燈；所述進(jìn)氣口和出氣口分別連接在箱體的兩端，在箱體內(nèi)沿著氣流方向垂直安裝有多級可開啟式吸附光催化幕簾，并通過幕簾固定裝置安裝在箱體的內(nèi)壁上，同時(shí)在所述箱體的內(nèi)壁通過燈管卡固定有多根紫外燈管，所述箱體的外部設(shè)有與所述紫外燈連接的電路板，控制所述紫外燈的開啟與關(guān)閉；可開啟式吸附光催化幕簾與幕簾轉(zhuǎn)軸相連并固定在一起，由設(shè)置在所述箱體外部的步進(jìn)電機(jī)控制，可開啟式吸附光催化幕簾可沿幕簾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90度，實(shí)現(xiàn)可開啟式吸附光催化幕簾的開啟與閉合。
[0011]本實(shí)用新型的效果是該反應(yīng)器通過吸附和光催化氧化降解達(dá)到對有機(jī)廢氣的去除目的，同時(shí)使活性炭纖維充分再生，能夠循環(huán)吸附，光催化作用反應(yīng)時(shí)間長，光催化效率高。例如，處理10000m3/h VOCs含量為2400mg/m3的有機(jī)廢氣，在兩臺反應(yīng)器并聯(lián)使用、反應(yīng)器截面積為2m2、吸附-光催化幕簾設(shè)置5-15層，每層厚度為l_5cm時(shí)，各層幕簾的光催化時(shí)間可長達(dá)60-90min。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:
[0014]1、箱體1-1、進(jìn)氣口 1-2、出氣口 2、可開啟式吸附光催化劑幕簾
[0015]3、幕簾固定裝置4、紫外燈5、幕簾轉(zhuǎn)軸6、幕簾驅(qū)動(dòng)電機(jī)

【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器做進(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。
[0017]圖1中箭頭表示氣體流向。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型的用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)是，該反應(yīng)器包括箱體1、進(jìn)氣口 1-1、出氣口 1-2、多級的可開啟式吸附光催化幕簾
2、幕簾固定裝置、幕簾轉(zhuǎn)軸、幕簾驅(qū)動(dòng)電機(jī)、紫外燈。
[0019]所述箱體截面為矩形形狀，所述進(jìn)氣口 1-1和出氣口 1-2分別連接在箱體I的兩端，在箱體I內(nèi)沿著氣流方向垂直安裝有多級可開啟式吸附光催化幕簾2，并通過幕簾2固定裝置安裝在箱體I的內(nèi)壁上，同時(shí)在所述箱體I的內(nèi)壁通過燈管卡固定有多根紫外燈管，所述箱體的外部設(shè)有與所述紫外燈4連接的電路板，控制所述紫外燈的開啟與關(guān)閉；可開啟式吸附光催化幕簾2與幕簾轉(zhuǎn)軸相連并固定在一起，由設(shè)置在所述箱體I外部的步進(jìn)電機(jī)控制，可開啟式吸附光催化幕簾2可沿幕簾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90度，實(shí)現(xiàn)可開啟式吸附光催化幕簾的開啟與閉合。
[0020]所述可開啟式吸附光催化幕2開啟角度為90度，可開啟式吸附光催化幕簾2上填充納米Ti02光催化劑的活性碳纖維ACF。所述幕簾固定裝置是由螺栓將金屬固定支架連接在箱體上，所述紫外燈管安裝在燈管卡上，燈管卡固定在箱體上。
[0021]本實(shí)用新型的用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器功能是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0022]該反應(yīng)器包括箱體1，箱體I是截面為矩形的金屬筒體，兩端分別設(shè)有進(jìn)氣口 1-1和出氣口 1-2，有機(jī)廢氣從進(jìn)氣口 1-1進(jìn)入箱體I，貫通箱體I之后從出氣口 1-2排出。箱體I的內(nèi)部豎直安裝有多層可開啟式吸附光催化幕簾2，開啟式吸附光催化幕簾2由幕簾固定裝置3固定在箱體I上。有機(jī)廢氣進(jìn)入反應(yīng)器后利用活性炭纖維的高吸附性能對有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附富集。當(dāng)廢氣經(jīng)過可開啟式吸附光催化幕簾2 —定時(shí)間后，由設(shè)在箱體I上的幕簾驅(qū)動(dòng)電機(jī)6控制幕簾轉(zhuǎn)軸5帶動(dòng)最先接觸廢氣的第一級可開啟式吸附光催化幕簾2做90度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)可開啟式吸附光催化劑幕簾2移動(dòng)至與箱體壁板平行時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)安裝在箱體I內(nèi)壁上的紫外燈4開啟，對第一級可開啟式吸附光催化劑幕簾2進(jìn)行紫外光照射，通過紫外燈的照射使富集在活性碳纖維上的有機(jī)物發(fā)生光催化反應(yīng)，對其氧化降解，同時(shí)使ACF再生。此時(shí)后續(xù)廢氣仍繼續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行處理，再經(jīng)過一定時(shí)間后，第二級可開啟式吸附光催化劑幕簾2亦由幕簾驅(qū)動(dòng)電機(jī)6控制收起，進(jìn)行紫外燈照射，以此類推，各級可開啟式吸附光催化劑幕簾依次收起進(jìn)行紫外燈照射進(jìn)行再生，再生完畢后幕簾回到原位參與廢氣吸附，紫外燈自動(dòng)熄滅，可循環(huán)吸附。由于最先接觸廢氣的第一級可開啟式吸附光催化劑幕簾2最早實(shí)施光催化再生，而此時(shí)反應(yīng)器仍保持運(yùn)行狀態(tài)，廢氣繼續(xù)被后續(xù)各級幕簾進(jìn)行吸附處理，從而實(shí)現(xiàn)了活性炭纖維的逐次光催化再生，使光催化再生環(huán)節(jié)不再占用一個(gè)獨(dú)立的時(shí)間段，而是與廢氣處理時(shí)間實(shí)現(xiàn)了合理融合，延長了光催化反應(yīng)時(shí)間，縮短了設(shè)備整體再生周期，保證了負(fù)載在各層吸附材料上的光催化劑與有機(jī)廢氣反應(yīng)充分、完全，提高了光催化氧化效果。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器，其特征是:該反應(yīng)器包括箱體、進(jìn)氣口、出氣口、多級可開啟式吸附光催化幕簾、幕簾固定裝置、幕簾轉(zhuǎn)軸、幕簾驅(qū)動(dòng)電機(jī)、紫外燈； 所述進(jìn)氣口和出氣口分別連接在箱體的兩端，在箱體內(nèi)沿著氣流方向垂直安裝有多級可開啟式吸附光催化幕簾，并通過幕簾固定裝置安裝在箱體的內(nèi)壁上，同時(shí)在所述箱體的內(nèi)壁通過燈管卡固定有多根紫外燈管，所述箱體的外部設(shè)有與所述紫外燈連接的電路板，控制所述紫外燈的開啟與關(guān)閉；可開啟式吸附光催化幕簾與幕簾轉(zhuǎn)軸相連并固定在一起，由設(shè)置在所述箱體外部的步進(jìn)電機(jī)控制，可開啟式吸附光催化幕簾可沿幕簾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90度，實(shí)現(xiàn)可開啟式吸附光催化幕簾的開啟與閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器，其特征是:所述可開啟式吸附光催化幕簾開啟角度為90度，可開啟式吸附光催化幕簾上填充納米Ti02光催化劑的活性碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器，其特征是:所述幕簾固定裝置是由螺栓將金屬固定支架連接在箱體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器，其特征是:所述箱體截面為矩形形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有機(jī)廢氣的可開啟幕簾式吸附-光催化反應(yīng)器，其特征是:所述紫外燈管安裝在燈管卡上，燈管卡固定在箱體上。
【文檔編號】B01D53/44GK203829903SQ201420157531
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】張新波, 溫海濤, 孫建偉 申請人:天津城建大學(xué)