一种VOC处理装置
文献发布时间:2023-06-19 10:14:56
技术领域
本发明属于有机废气处理技术领域,具体地说涉及一种VOC处理装置。
背景技术
废气中的挥发性有机化合物又简称VOCsVolatile Organic Compounds,多数具有毒性,严重危害人体健康;主要包括各种烃类、三苯类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等,其中苯、二甲苯、多环芳烃等被国际卫生组织列为致癌物。随着现代工业的迅速发展,向环境中排放的VOCs数量和种类正在急剧增加,VOCs已成为大气的主要污染物之一。这些有机废气除了造成直接的大气污染外,还会在日照的作用下通过一系列复杂的反应生成二次污染物,成为PM 2.5的主要来源之一。因此,对工业废气进行控制与处理是治理大气污染的有效方法之一。
针对有机废气处理,国际上很早之前就已经进行了相关研究,并提出了很多科学、有效的控制技术。例如研究较多且正在广泛应用的冷凝法、吸收法和热破坏法等。不过近几年,有关处理有机废气的技术有了很大的发展,出现了很多新的控制技术,目前这些新型技术包括光催化氧化法、生物膜法、等离子体分解法等。其中,在治理有机挥发性废气方面,光催化氧化法是一种相对优良的方法,有着不可替代的优势,例如效益高、能耗小、不会出现二次污染等情况。
但现有技术光催化降解有机废气的装置存在废气通过光催化箱体反应不充分,反应效率仍有提高空间,催化剂失效后没有再生功能。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种VOC处理装置,拟解决现有技术光催化降解有机废气的装置存在废气通过光催化箱体反应不充分,反应效率仍有提高空间,催化剂失效后没有再生功能等问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种VOC处理装置,包括光催化箱1、吸附催化箱2、风机和加热装置;所述光催化箱1上设有进风口3;所述吸附催化箱2上设有出风口4;所述光催化箱1和吸附催化箱2之间设有连通通道5;所述风机用于产生从进风口3进、经过连通通道5、出风口4出的风流;所述加热装置用于加热吸附催化箱2内部;所述光催化箱1内设有若干个催化网6和若干个紫外灯管7;所述吸附催化箱2内设有若干个催化吸附床8。由上述结构可知,有机废气从进风口3进入光催化箱1内,光催化箱1内设有若干个催化网6,催化网6上带有复合催化剂,复合催化剂包括光催化剂和助催化剂,光催化剂是通过泡沫镍、蜂窝铝或蜂窝陶瓷负载二氧化钛制成,助催化剂是活性炭、分子筛、蜂窝陶瓷、泡沫镍、蜂窝铝或青堇石的一种或多种载体负载二氧化锰制成;催化网6结构形式可以为一个带光催化剂的网和一个带助催化剂的网复合而成,也可以两个网之间夹有光催化剂和助催化剂,也可以一个网上附着光催化剂和助催化剂。紫外灯管7产生一定波长范围内的光线,在光线照射下复合催化剂促进VOCs的氧化分解作用。紫外灯管7是能够发射185nm的紫外灯。185nm波段紫外灯通常能够同时发射185nm、254nm紫外光,并且可以释放出臭氧。臭氧可以增强复合催化剂对于VOCs的氧化分解作用。在光催化箱1氧化分解后的废气,从连通通道5进入吸附催化箱2,吸附催化箱2内设有若干个催化吸附床8,催化吸附床8本身不透风,但表面带有第二复合催化剂,第二复合催化剂也包括光催化剂和助催化剂,但其配比以助催化剂为主,而复合催化剂配比以光催化剂为主。第二复合催化剂用于对废气的吸附和再催化,再次净化废气。净化后的废气从出风口4排出。加热装置用于加热吸附催化箱2内部,使吸附催化箱2内的第二复合催化剂循环再生,另外光催化箱1内产生的臭氧,也促进第二复合催化剂循环再生,保持催化净化活性。光催化剂的制备方式:光催化剂是由二氧化钛和硅溶胶以5:2的比重溶解于水和乙醇2:1的混合溶液中,在4000r/min的转速下搅拌60min后,再用超声波处理30min形成均匀温度的溶液,负载于蜂窝陶瓷上形成的光催化剂。助催化剂的制备方式:由碳酸锰配成一定浓度的溶液,让蜂窝铝在溶液中静置30min,取出后在管式炉中400℃煅烧1h得到的。复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比与第二复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比相反。试验条件:采用180w的紫外灯管7,有机废气为二甲苯气体,进入光催化箱1的风量为500m3/h、浓度为60ppm,并对降解效果进行计算,整个过程中有机废气体的测试采用英国ION VOC检测器测试。实验数据:采用复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为1:1时,对二甲苯气体的去除率为88.3%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为2:1时,对二甲苯气体的去除率为91.6%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为2.5:1时,对二甲苯气体的去除率为90.8%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为3:1时,对二甲苯气体的去除率为90.0%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为4:1时,对二甲苯气体的去除率为87.4%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为5:1时,对二甲苯气体的去除率为81.3%;发明人经过大量的实验研究发现,光催化剂上负载的二氧化钛与助催化剂上负载二氧化钛的重量比与光催化降解有机废气的降解效果有着密切的关系,两者通过相互配合的作用使得对有机废气的降解达到良好的效果,重量比过低,在紫外光的照射下,起光催化作用的二氧化钛过低,对有机废气的吸附量也会很少,从而对有机废气的降解效果明显降低,重量比过高,在紫外光照射下,起助催化作用的二氧化锰含量过低,不利于光催化作用效率。催化网6催化网6上因有网孔,所以可以通过有机废气的风流,多个催化网6和多个催化吸附床8提高有机废气和复合催化剂、第二复合催化剂接触的面积,提高分解效率。
进一步的,所述风流从进风口3至连通通道5的路径上排列有若干个催化网6;所述催化网6四周和光催化箱1的内壁衔接。由上述结构可知,若干个催化网6排列在风流从进风口3至连通通道5的路径上,所以风流会穿过所有的催化网6进行催化分解;催化网6四周和光催化箱1的内壁衔接,所以风流只能穿过所有的催化网6到达连通通道5。
进一步的,若干个催化网6互相平行。由上述结构可知,催化网6之间保持一定间距,给有机废气一定的反应空间。
进一步的,所述紫外灯管7和催化网6平行。由上述结构可知,紫外灯管7和催化网6平行,紫外灯管7产生一定波长范围内的光线,充分照射在复合催化剂上促进VOCs的氧化分解作用。
进一步的,所述催化网6的正反面均设有紫外灯管7。由上述结构可知,催化网6上复合催化剂多面受光,提高催化效率。
进一步的,所述光催化箱1的内壁上铺设有反光板9。由上述结构可知,反光板9对紫外灯管7产生一定波长范围内的光线进行反射,使光线不断被复合催化剂吸收。
进一步的,若干个催化吸附床8交错设置,使风流在吸附催化箱2内形成S形通道。由上述结构可知,S形通道有效延长了有机废气通过吸附催化箱2的停留时间,使得有机废气进入吸附催化箱2时被充分吸附和催化降解。
进一步的,所述加热装置包括至少一个的加热管;所述加热管设在风流的流动路线上;所述吸附催化箱2内设有循环风机。由上述结构可知,循环风机使得吸附催化箱2内的产生流动的循环风流,加热管对循环风流进行加热,使得吸附催化箱2内各处的第二复合催化剂受热还原再生,有效延长了第二复合催化剂的使用寿命,对VOCs的降解效果更好更充分。
进一步的,所述加热装置包括加热管和加热丝;所述加热管设在催化吸附床8内;所述加热丝设在催化网6内;所述催化网6上设有两个延伸至光催化箱1外部的接线头。由上述结构可知,加热管设在催化吸附床8内直接对第二复合催化剂进行加热还原再生;接线头通电,催化网6带有发热电阻,直接对复合催化剂加热还原再生。
进一步的,所述光催化箱1内壁连接设有活性炭过滤网10;所述活性炭过滤网10隔开进风口3和若干个催化网6;所述活性炭过滤网10和进风口3之间设有缓冲腔。由上述结构可知,活性炭过滤网10可以对有机废气中的杂质做初步物理性的过滤,阻隔非VOCs、大块固体颗粒污染,防止大块固体颗粒对光催化箱1内的复合催化剂和紫外灯管7等造成污染和破坏。不仅可以对有机废气做初步的处理,而且滤过后的有机废气更有利于第二复合催化剂的吸附,活性炭过滤网10对有机废气还起到匀流的作用,提高了复合催化剂的接触面积,提高催化分解的效率。缓冲腔使有机废气先进行缓冲,减轻对活性炭过滤网10的直接冲击,提高设备使用寿命。
本发明的有益效果是:
本发明公开了一种VOC处理装置,属于有机废气处理技术领域,包括光催化箱、吸附催化箱、风机和加热装置;所述光催化箱上设有进风口;所述吸附催化箱上设有出风口;所述光催化箱和吸附催化箱之间设有连通通道;所述风机用于产生从进风口进、经过连通通道、出风口出的风流;所述加热装置用于加热风流;所述光催化箱内设有若干个催化网和若干个紫外灯管;所述吸附催化箱内设有若干个催化吸附床。本发明的一种VOC处理装置,能够有效降解有机废气,提高降解效率,同时能对催化剂循环再生,延长催化剂的使用寿命,从而减少固废的产生,使的废气治理成本大幅度下降。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
附图中:1-光催化箱、2-吸附催化箱、3-进风口、4-出风口、5-连通通道、6-催化网、7-紫外灯管、8-催化吸附床、9-反光板、10-活性炭过滤网。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式,对本发明进一步详细说明,但是本发明不局限于以下实施例。
实施例一:
见附图1。一种VOC处理装置,包括光催化箱1、吸附催化箱2、风机和加热装置;所述光催化箱1上设有进风口3;所述吸附催化箱2上设有出风口4;所述光催化箱1和吸附催化箱2之间设有连通通道5;所述风机用于产生从进风口3进、经过连通通道5、出风口4出的风流;所述加热装置用于加热吸附催化箱2内部;所述光催化箱1内设有若干个催化网6和若干个紫外灯管7;所述吸附催化箱2内设有若干个催化吸附床8。由上述结构可知,有机废气从进风口3进入光催化箱1内,光催化箱1内设有若干个催化网6,催化网6上带有复合催化剂,复合催化剂包括光催化剂和助催化剂,光催化剂是通过泡沫镍、蜂窝铝或蜂窝陶瓷负载二氧化钛制成,助催化剂是活性炭、分子筛、蜂窝陶瓷、泡沫镍、蜂窝铝或青堇石的一种或多种载体负载二氧化锰制成;催化网6结构形式可以为一个带光催化剂的网和一个带助催化剂的网复合而成,也可以两个网之间夹有光催化剂和助催化剂,也可以一个网上附着光催化剂和助催化剂。紫外灯管7产生一定波长范围内的光线,在光线照射下复合催化剂促进VOCs的氧化分解作用。紫外灯管7是能够发射185nm的紫外灯。185nm波段紫外灯通常能够同时发射185nm、254nm紫外光,并且可以释放出臭氧。臭氧可以增强复合催化剂对于VOCs的氧化分解作用。在光催化箱1氧化分解后的废气,从连通通道5进入吸附催化箱2,吸附催化箱2内设有若干个催化吸附床8,催化吸附床8本身不透风,但表面带有第二复合催化剂,第二复合催化剂也包括光催化剂和助催化剂,但其配比以助催化剂为主,而复合催化剂配比以光催化剂为主。第二复合催化剂用于对废气的吸附和再催化,再次净化废气。净化后的废气从出风口4排出。加热装置用于加热吸附催化箱2内部,使吸附催化箱2内的第二复合催化剂循环再生,另外光催化箱1内产生的臭氧,也促进第二复合催化剂循环再生,保持催化净化活性。光催化剂的制备方式:光催化剂是由二氧化钛和硅溶胶以5:2的比重溶解于水和乙醇2:1的混合溶液中,在4000r/min的转速下搅拌60min后,再用超声波处理30min形成均匀温度的溶液,负载于蜂窝陶瓷上形成的光催化剂。助催化剂的制备方式:由碳酸锰配成一定浓度的溶液,让蜂窝铝在溶液中静置30min,取出后在管式炉中400℃煅烧1h得到的。复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比与第二复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比相反。试验条件:采用180w的紫外灯管7,有机废气为二甲苯气体,进入光催化箱1的风量为500m3/h、浓度为60ppm,并对降解效果进行计算,整个过程中有机废气体的测试采用英国ION VOC检测器测试。实验数据:采用复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为1:1时,对二甲苯气体的去除率为88.3%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为2:1时,对二甲苯气体的去除率为91.6%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为2.5:1时,对二甲苯气体的去除率为90.8%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为3:1时,对二甲苯气体的去除率为90.0%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为4:1时,对二甲苯气体的去除率为87.4%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为5:1时,对二甲苯气体的去除率为81.3%;发明人经过大量的实验研究发现,光催化剂上负载的二氧化钛与助催化剂上负载二氧化钛的重量比与光催化降解有机废气的降解效果有着密切的关系,两者通过相互配合的作用使得对有机废气的降解达到良好的效果,重量比过低,在紫外光的照射下,起光催化作用的二氧化钛过低,对有机废气的吸附量也会很少,从而对有机废气的降解效果明显降低,重量比过高,在紫外光照射下,起助催化作用的二氧化锰含量过低,不利于光催化作用效率。催化网6催化网6上因有网孔,所以可以通过有机废气的风流,多个催化网6和多个催化吸附床8提高有机废气和复合催化剂、第二复合催化剂接触的面积,提高分解效率。
实施例二:
见附图1。一种VOC处理装置,包括光催化箱1、吸附催化箱2、风机和加热装置;所述光催化箱1上设有进风口3;所述吸附催化箱2上设有出风口4;所述光催化箱1和吸附催化箱2之间设有连通通道5;所述风机用于产生从进风口3进、经过连通通道5、出风口4出的风流;所述加热装置用于加热吸附催化箱2内部;所述光催化箱1内设有若干个催化网6和若干个紫外灯管7;所述吸附催化箱2内设有若干个催化吸附床8。由上述结构可知,有机废气从进风口3进入光催化箱1内,光催化箱1内设有若干个催化网6,催化网6上带有复合催化剂,复合催化剂包括光催化剂和助催化剂,光催化剂是通过泡沫镍、蜂窝铝或蜂窝陶瓷负载二氧化钛制成,助催化剂是活性炭、分子筛、蜂窝陶瓷、泡沫镍、蜂窝铝或青堇石的一种或多种载体负载二氧化锰制成;催化网6结构形式可以为一个带光催化剂的网和一个带助催化剂的网复合而成,也可以两个网之间夹有光催化剂和助催化剂,也可以一个网上附着光催化剂和助催化剂。紫外灯管7产生一定波长范围内的光线,在光线照射下复合催化剂促进VOCs的氧化分解作用。紫外灯管7是能够发射185nm的紫外灯。185nm波段紫外灯通常能够同时发射185nm、254nm紫外光,并且可以释放出臭氧。臭氧可以增强复合催化剂对于VOCs的氧化分解作用。在光催化箱1氧化分解后的废气,从连通通道5进入吸附催化箱2,吸附催化箱2内设有若干个催化吸附床8,催化吸附床8本身不透风,但表面带有第二复合催化剂,第二复合催化剂也包括光催化剂和助催化剂,但其配比以助催化剂为主,而复合催化剂配比以光催化剂为主。第二复合催化剂用于对废气的吸附和再催化,再次净化废气。净化后的废气从出风口4排出。加热装置用于加热吸附催化箱2内部,使吸附催化箱2内的第二复合催化剂循环再生,另外光催化箱1内产生的臭氧,也促进第二复合催化剂循环再生,保持催化净化活性。光催化剂的制备方式:光催化剂是由二氧化钛和硅溶胶以5:2的比重溶解于水和乙醇2:1的混合溶液中,在4000r/min的转速下搅拌60min后,再用超声波处理30min形成均匀温度的溶液,负载于蜂窝陶瓷上形成的光催化剂。助催化剂的制备方式:由碳酸锰配成一定浓度的溶液,让蜂窝铝在溶液中静置30min,取出后在管式炉中400℃煅烧1h得到的。复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比与第二复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比相反。试验条件:采用180w的紫外灯管7,有机废气为二甲苯气体,进入光催化箱1的风量为500m3/h、浓度为60ppm,并对降解效果进行计算,整个过程中有机废气体的测试采用英国ION VOC检测器测试。实验数据:采用复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为1:1时,对二甲苯气体的去除率为88.3%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为2:1时,对二甲苯气体的去除率为91.6%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为2.5:1时,对二甲苯气体的去除率为90.8%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为3:1时,对二甲苯气体的去除率为90.0%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为4:1时,对二甲苯气体的去除率为87.4%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为5:1时,对二甲苯气体的去除率为81.3%;发明人经过大量的实验研究发现,光催化剂上负载的二氧化钛与助催化剂上负载二氧化钛的重量比与光催化降解有机废气的降解效果有着密切的关系,两者通过相互配合的作用使得对有机废气的降解达到良好的效果,重量比过低,在紫外光的照射下,起光催化作用的二氧化钛过低,对有机废气的吸附量也会很少,从而对有机废气的降解效果明显降低,重量比过高,在紫外光照射下,起助催化作用的二氧化锰含量过低,不利于光催化作用效率。催化网6催化网6上因有网孔,所以可以通过有机废气的风流,多个催化网6和多个催化吸附床8提高有机废气和复合催化剂、第二复合催化剂接触的面积,提高分解效率。
所述风流从进风口3至连通通道5的路径上排列有若干个催化网6;所述催化网6四周和光催化箱1的内壁衔接。由上述结构可知,若干个催化网6排列在风流从进风口3至连通通道5的路径上,所以风流会穿过所有的催化网6进行催化分解;催化网6四周和光催化箱1的内壁衔接,所以风流只能穿过所有的催化网6到达连通通道5。
若干个催化网6互相平行。由上述结构可知,催化网6之间保持一定间距,给有机废气一定的反应空间。
所述紫外灯管7和催化网6平行。由上述结构可知,紫外灯管7和催化网6平行,紫外灯管7产生一定波长范围内的光线,充分照射在复合催化剂上促进VOCs的氧化分解作用。
所述催化网6的正反面均设有紫外灯管7。由上述结构可知,催化网6上复合催化剂多面受光,提高催化效率。
所述光催化箱1的内壁上铺设有反光板9。由上述结构可知,反光板9对紫外灯管7产生一定波长范围内的光线进行反射,使光线不断被复合催化剂吸收。
若干个催化吸附床8交错设置,使风流在吸附催化箱2内形成S形通道。由上述结构可知,S形通道有效延长了有机废气通过吸附催化箱2的停留时间,使得有机废气进入吸附催化箱2时被充分吸附和催化降解。
所述加热装置包括至少一个的加热管;所述加热管设在风流的流动路线上;所述吸附催化箱2内设有循环风机。由上述结构可知,循环风机使得吸附催化箱2内的产生流动的循环风流,加热管对循环风流进行加热,使得吸附催化箱2内各处的第二复合催化剂受热还原再生,有效延长了第二复合催化剂的使用寿命,对VOCs的降解效果更好更充分。
所述光催化箱1内壁连接设有活性炭过滤网10;所述活性炭过滤网10隔开进风口3和若干个催化网6;所述活性炭过滤网10和进风口3之间设有缓冲腔。由上述结构可知,活性炭过滤网10可以对有机废气中的杂质做初步物理性的过滤,阻隔非VOCs、大块固体颗粒污染,防止大块固体颗粒对光催化箱1内的复合催化剂和紫外灯管7等造成污染和破坏。不仅可以对有机废气做初步的处理,而且滤过后的有机废气更有利于第二复合催化剂的吸附,活性炭过滤网10对有机废气还起到匀流的作用,提高了复合催化剂的接触面积,提高催化分解的效率。缓冲腔使有机废气先进行缓冲,减轻对活性炭过滤网10的直接冲击,提高设备使用寿命。
实施例三:
见附图1。一种VOC处理装置,包括光催化箱1、吸附催化箱2、风机和加热装置;所述光催化箱1上设有进风口3;所述吸附催化箱2上设有出风口4;所述光催化箱1和吸附催化箱2之间设有连通通道5;所述风机用于产生从进风口3进、经过连通通道5、出风口4出的风流;所述加热装置用于加热吸附催化箱2内部;所述光催化箱1内设有若干个催化网6和若干个紫外灯管7;所述吸附催化箱2内设有若干个催化吸附床8。由上述结构可知,有机废气从进风口3进入光催化箱1内,光催化箱1内设有若干个催化网6,催化网6上带有复合催化剂,复合催化剂包括光催化剂和助催化剂,光催化剂是通过泡沫镍、蜂窝铝或蜂窝陶瓷负载二氧化钛制成,助催化剂是活性炭、分子筛、蜂窝陶瓷、泡沫镍、蜂窝铝或青堇石的一种或多种载体负载二氧化锰制成;催化网6结构形式可以为一个带光催化剂的网和一个带助催化剂的网复合而成,也可以两个网之间夹有光催化剂和助催化剂,也可以一个网上附着光催化剂和助催化剂。紫外灯管7产生一定波长范围内的光线,在光线照射下复合催化剂促进VOCs的氧化分解作用。紫外灯管7是能够发射185nm的紫外灯。185nm波段紫外灯通常能够同时发射185nm、254nm紫外光,并且可以释放出臭氧。臭氧可以增强复合催化剂对于VOCs的氧化分解作用。在光催化箱1氧化分解后的废气,从连通通道5进入吸附催化箱2,吸附催化箱2内设有若干个催化吸附床8,催化吸附床8本身不透风,但表面带有第二复合催化剂,第二复合催化剂也包括光催化剂和助催化剂,但其配比以助催化剂为主,而复合催化剂配比以光催化剂为主。第二复合催化剂用于对废气的吸附和再催化,再次净化废气。净化后的废气从出风口4排出。加热装置用于加热吸附催化箱2内部,使吸附催化箱2内的第二复合催化剂循环再生,另外光催化箱1内产生的臭氧,也促进第二复合催化剂循环再生,保持催化净化活性。光催化剂的制备方式:光催化剂是由二氧化钛和硅溶胶以5:2的比重溶解于水和乙醇2:1的混合溶液中,在4000r/min的转速下搅拌60min后,再用超声波处理30min形成均匀温度的溶液,负载于蜂窝陶瓷上形成的光催化剂。助催化剂的制备方式:由碳酸锰配成一定浓度的溶液,让蜂窝铝在溶液中静置30min,取出后在管式炉中400℃煅烧1h得到的。复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比与第二复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比相反。试验条件:采用180w的紫外灯管7,有机废气为二甲苯气体,进入光催化箱1的风量为500m3/h、浓度为60ppm,并对降解效果进行计算,整个过程中有机废气体的测试采用英国ION VOC检测器测试。实验数据:采用复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为1:1时,对二甲苯气体的去除率为88.3%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为2:1时,对二甲苯气体的去除率为91.6%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为2.5:1时,对二甲苯气体的去除率为90.8%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为3:1时,对二甲苯气体的去除率为90.0%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为4:1时,对二甲苯气体的去除率为87.4%;复合催化剂中光催化剂负载的二氧化钛和助催化剂负载的二氧化锰的重量比为5:1时,对二甲苯气体的去除率为81.3%;发明人经过大量的实验研究发现,光催化剂上负载的二氧化钛与助催化剂上负载二氧化钛的重量比与光催化降解有机废气的降解效果有着密切的关系,两者通过相互配合的作用使得对有机废气的降解达到良好的效果,重量比过低,在紫外光的照射下,起光催化作用的二氧化钛过低,对有机废气的吸附量也会很少,从而对有机废气的降解效果明显降低,重量比过高,在紫外光照射下,起助催化作用的二氧化锰含量过低,不利于光催化作用效率。催化网6催化网6上因有网孔,所以可以通过有机废气的风流,多个催化网6和多个催化吸附床8提高有机废气和复合催化剂、第二复合催化剂接触的面积,提高分解效率。
所述风流从进风口3至连通通道5的路径上排列有若干个催化网6;所述催化网6四周和光催化箱1的内壁衔接。由上述结构可知,若干个催化网6排列在风流从进风口3至连通通道5的路径上,所以风流会穿过所有的催化网6进行催化分解;催化网6四周和光催化箱1的内壁衔接,所以风流只能穿过所有的催化网6到达连通通道5。
若干个催化网6互相平行。由上述结构可知,催化网6之间保持一定间距,给有机废气一定的反应空间。
所述紫外灯管7和催化网6平行。由上述结构可知,紫外灯管7和催化网6平行,紫外灯管7产生一定波长范围内的光线,充分照射在复合催化剂上促进VOCs的氧化分解作用。
所述催化网6的正反面均设有紫外灯管7。由上述结构可知,催化网6上复合催化剂多面受光,提高催化效率。
所述光催化箱1的内壁上铺设有反光板9。由上述结构可知,反光板9对紫外灯管7产生一定波长范围内的光线进行反射,使光线不断被复合催化剂吸收。
若干个催化吸附床8交错设置,使风流在吸附催化箱2内形成S形通道。由上述结构可知,S形通道有效延长了有机废气通过吸附催化箱2的停留时间,使得有机废气进入吸附催化箱2时被充分吸附和催化降解。
所述加热装置包括加热管和加热丝;所述加热管设在催化吸附床8内;所述加热丝设在催化网6内;所述催化网6上设有两个延伸至光催化箱1外部的接线头。由上述结构可知,加热管设在催化吸附床8内直接对第二复合催化剂进行加热还原再生;接线头通电,催化网6带有发热电阻,直接对复合催化剂加热还原再生。
所述光催化箱1内壁连接设有活性炭过滤网10;所述活性炭过滤网10隔开进风口3和若干个催化网6;所述活性炭过滤网10和进风口3之间设有缓冲腔。由上述结构可知,活性炭过滤网10可以对有机废气中的杂质做初步物理性的过滤,阻隔非VOCs、大块固体颗粒污染,防止大块固体颗粒对光催化箱1内的复合催化剂和紫外灯管7等造成污染和破坏。不仅可以对有机废气做初步的处理,而且滤过后的有机废气更有利于第二复合催化剂的吸附,活性炭过滤网10对有机废气还起到匀流的作用,提高了复合催化剂的接触面积,提高催化分解的效率。缓冲腔使有机废气先进行缓冲,减轻对活性炭过滤网10的直接冲击,提高设备使用寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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