本發(fā)明涉及氣體處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種有機(jī)廢氣的多級催化氧化處理裝置。

背景技術(shù)：

有機(jī)廢氣一般指可揮發(fā)性的有機(jī)化合物氣體(voc)，主要有甲醛、甲苯、二甲苯、丙酮等，其種類繁多、易燃易爆、有毒有害、處理難度大。在生產(chǎn)生活過程中有機(jī)廢氣的產(chǎn)生隨處可見，它是污染大氣環(huán)境，危害人體健康的罪魁禍?zhǔn)住Ｔ诃h(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重的今天，政府對有機(jī)廢氣的排放制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

目前，企業(yè)對有機(jī)廢氣的凈化處理方法通常有：吸收法、吸附法、催化法和燃燒法。其中，吸收法需要考慮不同有機(jī)廢氣的溶解度，對于多組分有機(jī)廢氣處理效果不佳，并存在吸收后廢液的處理問題；吸附法是將有機(jī)廢氣通過活性炭等材料收集起來，有機(jī)廢氣并沒有徹底去除因而可能造成二次污染；燃燒法對有機(jī)廢氣的濃度范圍有要求，不適用于低濃度有機(jī)廢氣的處理，并存在設(shè)備易老化的問題；催化法能夠?qū)⒂袡C(jī)廢氣徹底消解至二氧化碳和水，因而越來越受到人們的重視，發(fā)展前景廣闊。

現(xiàn)階段人們?yōu)樵鰪?qiáng)凈化效果，對催化法進(jìn)行了強(qiáng)化工藝處理，如delagrange等人用等離子體催化處理甲苯，發(fā)現(xiàn)其中o^-、o⁺和氮氧化物等短壽命和長壽命物種對催化效果共同起作用；hisahiroeinaga等用臭氧處理苯和環(huán)己烷，認(rèn)為催化分解臭氧產(chǎn)生的活性氧或過氧化物物種o2等是分解苯和環(huán)己烷的有效氧化劑；r.s.sonawane等用光催化法處理苯酚，認(rèn)為在光催化過程中產(chǎn)生的羥基自由基(·oh)和超氧離子自由基(·o2-)起主要催化作用。由此可見，不同催化增強(qiáng)技術(shù)由于起作用的活性物質(zhì)不同致使其氧化能力不同，針對的污染物也不同。

然而，工業(yè)有機(jī)廢氣成分復(fù)雜、濃度范圍大，單一的催化或增強(qiáng)催化技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)多組分有機(jī)廢氣的有效去除，需要開發(fā)綜合處理技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)廢氣的多級催化氧化處理裝置，它具有處理有機(jī)廢氣的能力較佳的特點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：有機(jī)廢氣的多級催化氧化處理裝置，所述有機(jī)廢氣的多級催化氧化處理裝置包括：

初級過濾模塊，有機(jī)廢氣進(jìn)入該初級過濾模塊的進(jìn)氣端；

等離子體催化模塊，該初級過濾模塊的出氣端連接至該等離子體催化模塊的進(jìn)氣端；

光催化模塊，該等離子體催化模塊的出氣端連接至該光催化模塊的進(jìn)氣端，且該光催化模塊具有出氣端；以及

該等離子體催化模塊包括第一殼體，該第一殼體內(nèi)設(shè)有隔斷該等離子體催化模塊的進(jìn)氣端和出氣端的擋板，該擋板上設(shè)有若干通孔，通孔內(nèi)固定有圓形筒體，圓形筒體的兩端分別連通至該擋板的兩側(cè)，且圓形筒體內(nèi)設(shè)有金屬芯棒，圓形筒體和金屬芯棒之間具有電壓差，同時(shí)，圓形筒體內(nèi)填充有催化材料；

該光催化模塊包括第三殼體，該第三殼體內(nèi)設(shè)有紫外燈以及隔斷該光催化模塊的進(jìn)氣端和出氣端的金屬網(wǎng)，該金屬網(wǎng)上負(fù)載有二氧化鈦。

所述催化材料為蜂窩載體。

所述圓形筒體和金屬芯棒之間的電壓差為5—40kv。

所述金屬網(wǎng)為并排設(shè)置的多層，且紫外燈位于相鄰金屬網(wǎng)之間。

所述圓形筒體內(nèi)填充的催化材料在相應(yīng)的圓形筒體的空腔中的填充比例，按照空間計(jì)算為10—50％。

所述等離子體催化模塊和光催化模塊之間設(shè)有臭氧催化模塊。

所述臭氧催化模塊包括第二殼體，該第二殼體構(gòu)成的內(nèi)腔中靠近該臭氧催化模塊的進(jìn)氣端的位置設(shè)有管道混合器，且連接有臭氧發(fā)生器，同時(shí)，該第二殼體構(gòu)成的內(nèi)腔中靠近該臭氧催化模塊的出氣端的位置設(shè)有臭氧催化材料。

所述臭氧催化材料為氧化錳八面體分子篩。

所述氧化錳八面體分子篩上負(fù)載有過渡金屬或稀土金屬。

所述臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度為100—2000ppm。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是：處理有機(jī)廢氣的能力較佳。本發(fā)明的有機(jī)廢氣的多級催化氧化處理裝置針對成分復(fù)雜的有機(jī)廢氣，用不同的模塊分別實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的斷鏈、分解，模塊間協(xié)同作用提高了處理效率。同時(shí)，不同氧化能力的模塊組合，擴(kuò)大了該凈化裝置的適用范圍。以及，能以模塊化組裝方式對部分功能模塊進(jìn)行組合安裝或分解，自由增加或減少模塊數(shù)量，使用較為方便。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的構(gòu)成圖；

圖2是圖1的a—a向視圖；

圖3是圖1的b—b向視圖；

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例2的構(gòu)成圖。

圖中：

10、初級過濾模塊；

20、等離子體催化模塊，201、第一殼體，21、擋板，221、圓形筒體，222、金屬芯棒，23、催化材料；

30、臭氧催化模塊，301、第二殼體，302、管道混合器，31、臭氧發(fā)生器，32、臭氧催化材料；

40、光催化模塊，401、第三殼體，41、紫外燈，42、金屬網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

見圖1至圖3所示：有機(jī)廢氣的多級催化氧化處理裝置，包括：初級過濾模塊10、等離子體催化模塊20、光催化模塊40等模塊。

具體而言：

有機(jī)廢氣進(jìn)入該初級過濾模塊10的進(jìn)氣端，該初級過濾模塊10的出氣端連接至該等離子體催化模塊20的進(jìn)氣端，該等離子體催化模塊20的出氣端連接至該光催化模塊40的進(jìn)氣端，且該光催化模塊40具有出氣端。即，有機(jī)廢氣的依次經(jīng)過該初級過濾模塊10、等離子體催化模塊20、光催化模塊40，而后排出。

更具體的：

該初級過濾模塊10可以采用常見的結(jié)構(gòu)和方式，主要過濾掉有機(jī)廢氣中的粉塵顆粒、絮狀固體等。

該等離子體催化模塊20包括第一殼體201。該第一殼體201內(nèi)設(shè)有隔斷該等離子體催化模塊20的進(jìn)氣端和出氣端的擋板21，該擋板21上設(shè)有若干通孔，通孔內(nèi)固定有圓形筒體221，圓形筒體221的兩端分別連通至該擋板21的兩側(cè)。即，有機(jī)廢氣必須從圓形筒體221內(nèi)經(jīng)過。圓形筒體221內(nèi)設(shè)有金屬芯棒222，圓形筒體221和金屬芯棒222之間具有電壓差。金屬芯棒222必然不可接觸相應(yīng)的圓形筒體221，比如，金屬芯棒222位于相應(yīng)的圓形筒體221的軸心線上。本實(shí)施例中，圓形筒體221和相應(yīng)的金屬芯棒222之間的電壓差為5—40kv。比如，電壓差為5kv、20kv或40kv。同時(shí)，圓形筒體221內(nèi)填充有催化材料23。本實(shí)施例中，該催化材料23為蜂窩載體。比如，采用負(fù)載有氧化鎳催化劑的蜂窩氧化鋁材料，或者采用二氧化硅、氧化鋁、活性炭等蜂窩材料。該催化材料23為負(fù)載有氧化鎳催化劑的蜂窩氧化鋁材料。圓形筒體221內(nèi)填充的催化材料23在相應(yīng)的圓形筒體221的空腔中的填充比例，按照空間計(jì)算為10—50％。比如，圓形筒體221內(nèi)填充的催化材料23在相應(yīng)的圓形筒體221的空腔中的填充比例，按照空間計(jì)算為10％、20％、30％、40％或50％。這樣，有機(jī)廢氣分子在等離子體和催化材料23的協(xié)同作用下斷鏈、分解，簡單易分解的分子直接被氧化成co2和h2o，無法徹底分解的分子形成副產(chǎn)物進(jìn)入下一模塊。

該光催化模塊40包括第三殼體401。該第三殼體401內(nèi)設(shè)有紫外燈41以及隔斷該光催化模塊40的進(jìn)氣端和出氣端的金屬網(wǎng)42，該金屬網(wǎng)42上負(fù)載有二氧化鈦。所謂金屬網(wǎng)42隔斷該光催化模塊40的進(jìn)氣端和出氣端，指的是氣體必須全部經(jīng)過金屬網(wǎng)42。本實(shí)施例中，金屬網(wǎng)42為并排設(shè)置的多層，且紫外燈41位于相鄰金屬網(wǎng)42之間。這樣，紫外線與二氧化鈦?zhàn)饔卯a(chǎn)生羥基自由基等活性基團(tuán)，進(jìn)一步催化氧化進(jìn)入的有機(jī)廢氣和上一模塊可能殘留的臭氧，最終經(jīng)過三種催化模塊的共同作用，使得有機(jī)廢氣達(dá)標(biāo)后排出。

實(shí)施例2

和實(shí)施例1的區(qū)別僅在于：結(jié)合圖4所示，等離子體催化模塊20和光催化模塊40之間設(shè)有臭氧催化模塊30。即，該等離子體催化模塊20的出氣端連通該臭氧催化模塊30的進(jìn)氣端，該臭氧催化模塊30的出氣端連通該光催化模塊40的進(jìn)氣端。

本實(shí)施例中，該臭氧催化模塊30包括第二殼體301。該第二殼體301構(gòu)成的內(nèi)腔中靠近該臭氧催化模塊30的進(jìn)氣端的位置設(shè)有管道混合器302，且連接有臭氧發(fā)生器31。一般而言，該臭氧發(fā)生器31連接處相對于該管道混合器302更靠近該臭氧催化模塊30的進(jìn)氣端。該管道混合器302的作用是使有機(jī)廢氣與臭氧混合更為均勻。該第二殼體301構(gòu)成的內(nèi)腔中靠近該臭氧催化模塊30的出氣端的位置設(shè)有臭氧催化材料32。該臭氧催化材料32可以采用為氧化錳八面體分子篩。更優(yōu)的，該氧化錳八面體分子篩上負(fù)載有過渡金屬或稀土金屬。該臭氧發(fā)生器31產(chǎn)生的臭氧濃度為100—2000ppm。比如，該臭氧發(fā)生器31產(chǎn)生的臭氧濃度為100ppm、500ppm、1000ppm、1500ppm或2000ppm。

這樣，氣體與臭氧發(fā)生裝置31產(chǎn)生的臭氧在該第二殼體301構(gòu)成的內(nèi)腔的前段進(jìn)行混合和預(yù)氧化后與臭氧催化材料32接觸，臭氧與臭氧催化材料32的協(xié)同作用產(chǎn)生氧化能力更強(qiáng)的氧基自由基，超氧離子自由基等基團(tuán)進(jìn)一步降解有機(jī)廢氣后進(jìn)入光催化模塊40，從而處理能力更強(qiáng)、效果更佳。

綜上所述，本發(fā)明的有機(jī)廢氣的多級催化氧化處理裝置針對成分復(fù)雜的有機(jī)廢氣，用不同的模塊分別實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的斷鏈、分解，模塊間協(xié)同作用提高了處理效率。同時(shí)，不同氧化能力的模塊組合，擴(kuò)大了該凈化裝置的適用范圍。以及，能以模塊化組裝方式對部分功能模塊進(jìn)行組合安裝或分解，自由增加或減少模塊數(shù)量，使用較為方便。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。