本技術屬于廢氣處理，特別涉及一種光熱協同催化氧化vocs治理設備。

背景技術：

1、揮發(fā)性有機物(vocs)是在常溫下，沸點50℃至260℃的各種有機化合物。在我國，vocs是指常溫下飽和蒸氣壓大于70pa、常壓下沸點在260℃以下的有機化合物，或在20℃條件下，蒸氣壓大于或者等于10pa且具有揮發(fā)性的全部有機化合物。

2、傳統(tǒng)的熱催化氧化設備需要將有機廢氣加熱到280～400℃之間，能量消耗大。而傳統(tǒng)的光催化氧化反應設備雖然能夠利用光子能量實現在相對溫和條件下凈化vocs，但是，由于一般的光催化反應設備有效治理空間小，污染氣體通過光催化反應設備的停留時間較短，污染氣體并未能被反應凈化徹底，且對污染氣體的氧化分解作用效率低，多數未能轉化為二氧化碳和水，從而降低了vocs的治理效率。

3、現有的光熱協同催化技術能在一定溫度下通過光能和熱能催化催化劑，從而在較低的溫度下以較強的反應效率催化氧化vocs，降低能源消耗，提高vocs的治理效率。但是，治理過程中熱損失較大，能量利用率較低。

技術實現思路

1、本實用新型目的在于提供一種光熱協同催化氧化vocs治理設備，以解決現有技術中光熱協同催化氧化技術熱損失較大及能量利用率較低的技術問題。

2、為解決上述技術問題所采用的技術方案：

3、本實用新型公開了一種光熱協同催化氧化vocs治理設備，包括有爐體，所述爐體中空形成反應腔，所述爐體設有連通所述反應腔的進氣口和出氣口，所述反應腔包括有分隔設置的換熱區(qū)、電加熱區(qū)和光熱協同催化氧化區(qū)；

4、所述換熱區(qū)和所述進氣口連通，所述換熱區(qū)內設有多根豎直的換熱管，所述換熱管分別導通所述光熱協同催化氧化區(qū)和所述出氣口；

5、所述電加熱區(qū)沿上下方向延伸，所述電加熱區(qū)沿延伸方向間距設置有若干個加熱組件，所述電加熱區(qū)的上端和下端分別導通所述換熱區(qū)和所述光熱協同催化氧化區(qū)；

6、所述光熱協同催化氧化區(qū)內設有若干個沿上下方向依次鋪設的催化劑層，每所述催化劑層均設有紫外光燈管組件。

7、本實用新型至少具有的有益效果是：vocs從進氣口進入爐體的反應腔時，優(yōu)先經過換熱區(qū)，然后再進入電加熱區(qū)被加熱，以使vocs達到反應溫度范圍，加熱后vocs從電加熱區(qū)進入光熱協同催化氧化區(qū)，此時，紫外光燈管組件發(fā)出紫外光以激發(fā)光熱協同催化劑，使光熱協同催化劑有效吸收光能并轉化為活性氧物種或熱能，同時，激發(fā)光熱協同催化劑本身具有的較好的熱催化性能，使vocs發(fā)生催化氧化反應并轉化為氣態(tài)且潔凈的二氧化碳和水。

8、與熱催化氧化反應相比，光熱協同催化氧化vocs治理設備的vocs催化氧化反應的所需溫度更低，減少能量消耗。與光催化氧化反應相比，vocs需要穿過若干個催化劑層才能到達出氣口，延長了vocs與光熱協同催化劑的反應時間，且能確保vocs在光熱協同催化劑的催化氧化作用下反應完全，提高vocs的治理效率。

9、轉化后的反應產物氣態(tài)的二氧化碳和水從光熱協同催化氧化區(qū)的上端通過換熱管流向出氣口，此時，從進氣口進入的vocs氣流穿過多根換熱管，vocs氣流和氣態(tài)的反應產物通過換熱管的壁面發(fā)生熱量交換，以將反應產物的熱量傳遞給vocs，提高熱量的利用效率，降低電加熱區(qū)中若干個加熱組件的能量消耗。

10、作為上述技術方案的進一步改進，所述換熱區(qū)朝向所述進氣口的一側設有氣流分布板。

11、通過上述設置，氣流分布板能夠令vocs氣流均勻流向換熱區(qū)，確保vocs與多根換熱管均勻換熱，以提高vocs的熱交換效率。

12、作為上述技術方案的進一步改進，所述反應腔內設有保溫層，所述保溫層鋪設于所述電加熱區(qū)和所述光熱協同催化氧化區(qū)對應的所述爐體的內壁面。

13、通過上述設置，由于電加熱區(qū)將vocs加熱至反應溫度范圍，光熱協同催化氧化區(qū)需要激發(fā)光熱協同催化劑的熱催化性能，因此，保溫層鋪設于電加熱區(qū)和光熱協同催化氧化區(qū)對應的爐體內壁面，避免熱量通過爐體的內壁面發(fā)散至爐體的外壁面，導致熱量損失。

14、作為上述技術方案的進一步改進，所述電加熱區(qū)內設有上下延伸的安裝板，所述安裝板和所述爐體連接，多個所述加熱組件連接于所述安裝板上。

15、通過上述設置，多個加熱組件通過安裝板連接于電加熱區(qū)，便于在安裝多個加熱組件后直接將安裝板連接于電加熱區(qū)，避免多個加熱組件直接連接于電加熱區(qū)時，加熱組件與爐體的連接結構破壞保溫層，影響電加熱區(qū)內的保溫層的保溫效果。

16、作為上述技術方案的進一步改進，所述加熱組件為加熱管本體和緊固螺母，所述加熱管本體為u形，所述加熱管本體的首端和尾端均穿過所述安裝板而與所述緊固螺母螺紋連接。

17、通過上述設置，u形的加熱管本體具有結構簡單、熱效率高、機械強度好等特點，加熱管的首端和尾端穿過安裝板與緊固螺母連接，以將u形的加熱管本體穩(wěn)固連接于安裝板上。

18、作為上述技術方案的進一步改進，位于最下端的所述催化劑層的下方設有氣體預處理組件。

19、通過上述設置，vocs在進入光熱協同催化氧化區(qū)后，先經過氣體預處理組件，再向上進入催化劑層，氣體預處理組件用于攔截vocs氣流中的固態(tài)雜質，防止固態(tài)雜質進入催化劑層。

20、作為上述技術方案的進一步改進，所述催化劑層包括有從下至上依次鋪設的支撐板、所述光熱協同催化劑和所述紫外光燈管組件，所述支撐板設有若干個上下導通且均勻布設的通孔。

21、通過上述設置，支撐板用于支撐光熱協同催化劑，紫外光燈管組件向光熱協同催化劑發(fā)出紫外光，以激發(fā)光熱協同催化劑的光催化反應和熱催化反應。支撐板上的均勻布設的通孔能使vocs均勻從下往上穿入催化劑層中，在光熱協同催化劑的催化作用下完成vocs的催化氧化反應。

22、作為上述技術方案的進一步改進，所述光熱協同催化劑在水平方向連接有所述紫外光燈管組件。

23、通過上述設置，紫外光燈管組件除了位于光熱協同催化劑的上方，還位于光熱協同催化劑在水平方向的邊沿連接，以進一步提高光熱協同催化劑的催化效果，提高vocs的治理效率。

24、作為上述技術方案的進一步改進，所述電加熱區(qū)導通所述換熱區(qū)和所述光熱協同催化氧化區(qū)的兩端均設有溫度傳感器。

25、通過上述設置，兩個溫度傳感器分別設置于電加熱區(qū)的vocs的進口位置和出口位置，溫度傳感器用于采集vocs氣流的實時溫度，便于人們實時調整多個加熱組件的加熱功率，在保證vocs加熱溫度的同時防止加熱過度，降低加熱所需的電量消耗。

26、作為上述技術方案的進一步改進，所述爐體設有檢修口，所述檢修口和所述光熱協同催化氧化區(qū)水平導通。

27、通過上述設置，便于檢修人員通過檢修口對光熱協同催化氧化區(qū)內的光熱協同催化劑、紫外光燈光組件等部件進行檢修或更換。

技術特征：

1.一種光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，包括有爐體，所述爐體中空形成反應腔，所述爐體設有連通所述反應腔的進氣口和出氣口，所述反應腔包括有分隔設置的換熱區(qū)、電加熱區(qū)和光熱協同催化氧化區(qū)；

2.根據權利要求1所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，所述換熱區(qū)朝向所述進氣口的一側設有氣流分布板。

3.根據權利要求1所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，所述反應腔內設有保溫層，所述保溫層鋪設于所述電加熱區(qū)和所述光熱協同催化氧化區(qū)對應的所述爐體的內壁面。

4.根據權利要求3所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，所述電加熱區(qū)內設有上下延伸的安裝板，所述安裝板和所述爐體連接，多個所述加熱組件連接于所述安裝板上。

5.根據權利要求4所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，所述加熱組件為加熱管本體和緊固螺母，所述加熱管本體為u形，所述加熱管本體的首端和尾端均穿過所述安裝板而與所述緊固螺母螺紋連接。

6.根據權利要求1所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，位于最下端的所述催化劑層的下方設有氣體預處理組件。

7.根據權利要求1所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，所述催化劑層包括有從下至上依次鋪設的支撐板、所述光熱協同催化劑和所述紫外光燈管組件，所述支撐板設有若干個上下導通且均勻布設的通孔。

8.根據權利要求7所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，所述光熱協同催化劑在水平方向連接有所述紫外光燈管組件。

9.根據權利要求1所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，所述電加熱區(qū)導通所述換熱區(qū)和所述光熱協同催化氧化區(qū)的兩端均設有溫度傳感器。

10.根據權利要求1所述的光熱協同催化氧化vocs治理設備，其特征在于，所述爐體設有檢修口，所述檢修口和所述光熱協同催化氧化區(qū)水平導通。

技術總結
本技術公開一種光熱協同催化氧化VOCs治理設備，包括有爐體，爐體中空形成反應腔，爐體設有連通反應腔的進氣口和出氣口，反應腔包括有分隔設置的換熱區(qū)、電加熱區(qū)和光熱協同催化氧化區(qū)；換熱區(qū)和進氣口連通，換熱區(qū)內設有多根豎直的換熱管，換熱管分別導通光熱協同催化氧化區(qū)和出氣口；電加熱區(qū)沿上下方向延伸，電加熱區(qū)沿延伸方向間距設置有若干個加熱組件，電加熱區(qū)的上端和下端分別導通換熱區(qū)和光熱協同催化氧化區(qū)；光熱協同催化氧化區(qū)內設有若干個沿上下方向依次鋪設的催化劑層，每催化劑層均設有光熱協同催化劑和紫外光燈管組件。本技術能夠解決現有的光熱協同催化氧化技術熱損失較大及能量利用率較低的問題。

技術研發(fā)人員：劉瑩,鐘劍平,王文亮,王克亮
受保護的技術使用者：廣東環(huán)境保護工程職業(yè)學院
技術研發(fā)日：20240401
技術公布日：2024/12/19