專利名稱：異味氣體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及異味氣體處理裝置，具體涉及一種利用離子氧脈沖放電和光催化 來處理異味氣體的異味氣體處理裝置。
背景技術(shù)：
異味污染是一種大氣污染。異味物質(zhì)種類繁多，來源廣泛，對人體呼吸、消化、心血 管、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)都會造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等 還能使人體產(chǎn)生畸變、癌變。異味普遍存在于生活垃圾處理、生活廢水和工業(yè)廢水處理過 程。涉及畜禽養(yǎng)殖、轉(zhuǎn)運(yùn)、屠宰、衛(wèi)生處理廠以及公廁、交通運(yùn)輸、旅游等各種與人民日常生 活關(guān)系密切環(huán)境。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，社會對異味污染控制的要求越來越高，異味污染 已成為當(dāng)前我國城鎮(zhèn)居民投訴最強(qiáng)烈的環(huán)境問題之一，如何凈化處理這些有毒有害氣體已 成為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中一個(gè)急需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠高效率處理各種大風(fēng)量、多組分異味氣體的異 味氣體處理裝置。本實(shí)用新型的異味氣體處理裝置，其特征在于，包括離子氧發(fā)生器，該離子氧發(fā) 生器具備用于產(chǎn)生離子氧的電極，以使得產(chǎn)生與異味氣體分子進(jìn)行反應(yīng)的氧離子；光觸媒 層，設(shè)置在所述離子氧發(fā)生器的電極上，用于降解異味氣體分子；以及氣體分配控制裝置， 能夠按照異味氣體的風(fēng)量和反應(yīng)后氣體的濃度調(diào)節(jié)離子氧的產(chǎn)生量。優(yōu)選地，本實(shí)用新型的異味氣體處理裝置還具備初效過濾網(wǎng)，用于將氣體中的大 顆粒物去除后送入所述離子氧發(fā)生器；靜電過濾網(wǎng)，對經(jīng)過所述離子氧發(fā)生器和所述光觸 媒層處理后的氣體進(jìn)一步過濾其中的雜質(zhì)和帶電物質(zhì)；風(fēng)機(jī)(5)，用于收集氣體并保證異 味氣體處理裝置處于負(fù)壓狀態(tài)。優(yōu)選地，所述光觸媒層由納米多孔陶瓷板、以及涂敷在所述納米多孔陶瓷板上的 納米催化劑構(gòu)成，所述光觸媒層利用所述離子氧發(fā)生器產(chǎn)生離子氧時(shí)的電暈放電使得所述 納米催化劑發(fā)生光催化反應(yīng)。優(yōu)選地，所述納米催化劑為二氧化鈦或者二氧化錳。優(yōu)選地，所述離子氧發(fā)生器的電極為平行間隔排列，間距為1 6cm。優(yōu)選地，所述氣體分配控制裝置具備用于測量異味氣體的風(fēng)量風(fēng)速計(jì)；以及用 于測量反應(yīng)后氣體中臭氧的濃度的臭氧檢測儀。優(yōu)選地，所述靜電過濾網(wǎng)為高分子納米復(fù)合材料或者無紡布濾材構(gòu)成，網(wǎng)目數(shù)為 90 150目，所述初效過濾網(wǎng)為網(wǎng)目數(shù)為60 120。優(yōu)選地，本實(shí)用新型的異味氣體處理裝置還具備用于消除異味氣體處理裝置工 作時(shí)產(chǎn)生的噪聲的消聲器。[0013]優(yōu)選地，所述電極為板式電極或者管式電極，由耐腐蝕材料構(gòu)成，例如不銹鋼。優(yōu)選地，在所述板式電極或者管式電極的正極或負(fù)極的一側(cè)鍍有銀層。根據(jù)本實(shí)用新型，通過組合離子氧發(fā)生器與光觸媒層，能夠使活性氧離子的凈化 效率充分發(fā)揮，同時(shí)，光觸媒層不但能進(jìn)一步凈化脈沖放電過程中可能生成的有害的中間 物質(zhì)，又能對離子氧發(fā)生器未能除去的異味氣體進(jìn)行凈化。根據(jù)本實(shí)用新型，通過設(shè)置初效過濾網(wǎng)、靜電過濾網(wǎng)能夠去除氣體中的大顆粒雜 質(zhì)以及帶電雜質(zhì)，能夠更有效地對異味氣體進(jìn)行處理。
圖1是表示本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式的異味氣體處理裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖2是表示本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的異味氣體處理裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖3表示本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的異味氣體處理裝置的平面示意圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施方式圖1是表示本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式的異味氣體處理裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。如圖1所示，本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式的異味氣體處理裝置包括離子氧發(fā)生器 2、光觸媒層3和氣體分配控制裝置7。被處理的異味氣體通過進(jìn)口進(jìn)入離子氧發(fā)生器2之 后，進(jìn)一步通過光觸媒層3，從出口排出。在本實(shí)用新型中，離子氧發(fā)生器2能夠產(chǎn)生與異味氣體分子進(jìn)行反應(yīng)的氧離子。 一般地，離子氧發(fā)生器2具備平行間隔排列的多個(gè)電極，作為電極，可以采用板式電極或者 管式電極，由耐腐蝕材料構(gòu)成，如不銹鋼材料。例如，通常可以采用厚度為1 4mm不銹鋼 板電極。進(jìn)一步，為了增加電離能力提高異味處理效果，也可以在濃度高的氣體一側(cè)的電 極上鍍銀層，該銀層的厚度可以為0. 1 0. 3mm。離子氧發(fā)生器2采用高頻高壓電源，例如可以采用脈沖前沿小于50ns、脈沖半寬 約為150ns、重復(fù)頻率0 20kHz可調(diào)、0 15kV可調(diào)的高壓高頻脈沖。在高頻高壓脈沖的作用下，離子氧發(fā)生器2平行排列的多個(gè)電極之間產(chǎn)生電場， 發(fā)生電暈放電，產(chǎn)生大量離子氧(等離子體)。在電暈放電的瞬時(shí)高能量作用下，能夠打開 某些有害氣體分子的化學(xué)鍵，使其直接分解成單質(zhì)原子、基團(tuán)或無害分子。同時(shí)，位于離子 氧附近的催化載體，在脈沖放電過程中產(chǎn)生的電磁波(尤其是紫外光)的作用下，形成大量 高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和氧自由基、氫氧自由基(自由基因帶有不成對電子而具有很 強(qiáng)的活性)，如0Η、0、Η等，這些活性基團(tuán)與異味氣體分子(例如，甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨 氣、硫化氫等)強(qiáng)烈碰撞，使得異味氣體分子發(fā)生離解、氧化、中和等復(fù)雜的物理和化學(xué)反 應(yīng)，最終將氣態(tài)污染物分子氧化成為H2O和(X)2等具有極低濃度的無害小分子。由此，能夠 有效地去除異味氣分子，而且完全不存在二次污染。光觸媒層3設(shè)置在離子氧發(fā)生器2的電極上，用于降解異味氣體分子。光觸媒層 3利用離子氧發(fā)生器2產(chǎn)生離子氧時(shí)的電暈放電使得納米催化劑發(fā)生光催化反應(yīng)。在異味 氣體通過該光觸媒層3時(shí)，利用納米粒子表面的剩余化學(xué)健力和納米粒子表面羥基或吸附水的高活性使得光生載流子容易被捕獲，能夠進(jìn)一步處理異味氣體。在本實(shí)用新型中，光觸媒層3由納米多孔陶瓷板以及涂敷在所述納米多孔陶瓷板 上的納米催化劑構(gòu)成。多孔陶瓷板例如其厚度可以為1 3mm，通過燒結(jié)將陶瓷板設(shè)置在離 子氧發(fā)生器2的電極上。進(jìn)一步，在陶瓷板的表面通過等離子體噴涂工藝涂敷納米催化劑涂層，納米催化 劑涂層的粒度可以為100 200nm。這里，作為納米催化劑可以采用二氧化鈦或者二氧化錳等。例如，二氧化鈦 (TiO2),它在光的作用下可以被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶，在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴(h+)。隨后h+和 e與吸附在二氧化鈦表面上的H2O等發(fā)生作用，生成0H、02-等高活性集團(tuán)，這些具有極強(qiáng)氧 化作用的活性氧和氫氧自由基，能將甲醛、甲胺等有害有機(jī)物、污染物臭氣、細(xì)菌等氧化分 解成H2O和(X)2等的無害小分子，即能夠降解有害異味氣體分子。氣體分配控制裝置6主要具備用于測量異味氣體的風(fēng)量風(fēng)速計(jì)(未圖示)和用于 測量反應(yīng)后氣體中臭氧的濃度的臭氧檢測儀(未圖示)。由此，氣體分配控制裝置6能夠根 據(jù)異味氣體的風(fēng)量和反應(yīng)后氣體的濃度調(diào)節(jié)反應(yīng)進(jìn)程以調(diào)控離子氧和臭氧的產(chǎn)生量。在本實(shí)用新型中，通過組合離子氧發(fā)生器2與光觸媒層3，能夠使離子氧產(chǎn)生的壽 命相對較短的活性物質(zhì)如正負(fù)離子、自由基和原子等在接觸光催化劑前能充分與空氣中的 污染物作用，使活性氧離子的凈化效率充分發(fā)揮；同時(shí)，讓脈沖放電過程中產(chǎn)生的臭氧等壽 命相對較長的分子類活性物質(zhì)能到達(dá)光觸媒層3，促進(jìn)光催化反應(yīng)，同時(shí)光觸媒層3不但能 進(jìn)一步凈化脈沖放電過程中可能生成的有害的中間物質(zhì)(即非完全氧化的物質(zhì))，又能對 離子氧發(fā)生器2未能除去的異味氣體進(jìn)行凈化。第二實(shí)施方式圖2是表示本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的異味氣體處理裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖3 表示本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的異味氣體處理裝置的平面示意圖。本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的異味氣體處理裝置是在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn) 一步增加設(shè)置了初效過濾網(wǎng)1、靜電過濾網(wǎng)4、風(fēng)機(jī)5。如圖2、3所示，初效過濾網(wǎng)1設(shè)置在進(jìn)口和離子氧發(fā)生器2之間，用于將氣體中的 大顆粒物初步過濾、去除之后再送入離子氧發(fā)生器2。初效過濾網(wǎng)1的網(wǎng)目數(shù)可以為60 120 目。如圖2、3所示，靜電過濾網(wǎng)4設(shè)置在離子氧發(fā)生器2之后，對經(jīng)離子氧發(fā)生器2和 光觸媒層3處理后的氣體進(jìn)一步過濾其中的雜質(zhì)和帶電物質(zhì)。作為靜電濾網(wǎng)4的材料可以采用高分子納米復(fù)合材料或者無紡布濾材，這樣不但 能夠高效地過濾帶電塵埃等，而且能湮滅離子氧體中的帶電物質(zhì)，尤其是帶負(fù)電性的物質(zhì)。 作為靜電濾網(wǎng)4的網(wǎng)目數(shù)可以為90 150目。風(fēng)機(jī)5設(shè)置在靜電濾網(wǎng)4之后，用于收集氣體并保證異味氣體處理裝置處于負(fù)壓 狀態(tài)。以下簡要地說明本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的異味氣體處理裝置的處理過程。首先，本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的異味氣體處理裝置對異味氣體處理的過程如 下(1)異味氣體通過初效過濾網(wǎng)1，去除其中的粉塵等粗顆粒；5[0043](2)使過濾后的空氣通過離子氧發(fā)生器2，所產(chǎn)生的活性基團(tuán)與氣體分子(甲醛、 苯、甲苯、二甲苯、氨氣、硫化氫等)強(qiáng)烈碰撞，發(fā)生離解、氧化、中和等復(fù)雜的物理和化學(xué)反 應(yīng)，最終將氣態(tài)污染物分子氧化成為H2O和(X)2等具有極低濃度的無害小分子；(3)利用脈沖放電產(chǎn)生的電磁輻射中紫外光作為光催化劑的激發(fā)光源，通過負(fù)載 光催化劑的陶瓷板網(wǎng)，使通過的氣體再經(jīng)過由負(fù)載納米催化劑的光觸媒層3，利用納米粒子 表面的剩余化學(xué)健力和納米粒子表面羥基或吸附水的高活性使得光生載流子容易被捕獲， 進(jìn)一步處理異味；(4)使得經(jīng)過上述離子氧放電反應(yīng)和光催化反應(yīng)后的氣體再進(jìn)一步通過靜電濾網(wǎng) 4，以有效地過濾帶電塵埃，并湮滅離子氧體中的帶電物質(zhì)，尤其是負(fù)電性物質(zhì)。在第二實(shí)施方式中，利用催化劑強(qiáng)化脈沖放電技術(shù)，通過在脈沖放電電極區(qū)內(nèi)置 固相填充物，使得放電余暉區(qū)產(chǎn)生催化作用，再通過靜電吸附完成異味氣體處理過程，由此 能夠具有以下的技術(shù)效果(1)沿面介質(zhì)阻擋放電使得離子氧放電區(qū)具有高度分布的活性離子氧；(2)能耗少，加強(qiáng)了催化劑的活性和選擇性，延長了催化劑壽命；(3)附著催化劑的陶瓷網(wǎng)板排布在離子氧放電電極之間，作為介質(zhì)阻擋層，一方面 是的高壓脈沖放電反應(yīng)更加均勻，同時(shí)使得催化劑的分散和組成狀況通過在脈沖放電的電 化學(xué)作用下得到優(yōu)化；電離和催化兩種反應(yīng)協(xié)同作用，凈化效率更高；(4)催化劑可選擇性的促進(jìn)一些副產(chǎn)物的凈化反應(yīng)，例如離子氧放電產(chǎn)生的臭氧 等物質(zhì)，得到無污染的物質(zhì)，同時(shí)不用升高溫度，從而成本上更為經(jīng)濟(jì)；(5)該方法及裝置具有廣譜性，幾乎對常見的VOCs等異味氣體都具有較好的凈化 效果。如上所述，利用本實(shí)施方式的異味氣體處理裝置能夠有效地去除異味氣體。為了 更具備實(shí)用性，也可以如圖3所示，在本實(shí)施方式的異味氣體處理裝置中進(jìn)一步設(shè)置用于 消除異味氣體處理裝置工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲的消聲器6。以上對本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了具體描述。最后，應(yīng)當(dāng)說明的是，以上各具體實(shí)施方式
僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制。盡管參照上述具體實(shí) 施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本 實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或?qū)Σ糠旨夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換，而在不脫離本實(shí)用新 型的技術(shù)方案的精神下，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。權(quán)利要求1.一種異味氣體處理裝置，其特征在于，包括離子氧發(fā)生器O)，該離子氧發(fā)生器具備用于產(chǎn)生離子氧的多個(gè)電極，以使得產(chǎn)生與異 味氣體分子進(jìn)行反應(yīng)的氧離子；光觸媒層(3)，設(shè)置在所述離子氧發(fā)生器的電極上，用于降解異味氣體分子；以及 氣體分配控制裝置(7)，能夠按照異味氣體的風(fēng)量和反應(yīng)后氣體的濃度調(diào)節(jié)離子氧的產(chǎn)生量。
2.如權(quán)利要求1所述的異味氣體處理裝置，其特征在于，還具備初效過濾網(wǎng)(1)，用于將氣體中的大顆粒物去除后送入所述離子氧發(fā)生器； 靜電過濾網(wǎng)，對經(jīng)過所述離子氧發(fā)生器( 和所述光觸媒層( 處理后的氣體進(jìn)一 步過濾其中的雜質(zhì)和帶電物質(zhì)；風(fēng)機(jī)(5)，用于收集氣體并保證異味氣體處理裝置處于負(fù)壓狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的異味氣體處理裝置，其特征在于，所述光觸媒層(3)由納米多孔陶瓷板、以及涂敷在所述納米多孔陶瓷板上的納米催化 劑構(gòu)成，所述光觸媒層(3)利用所述離子氧發(fā)生器(2)產(chǎn)生離子氧時(shí)的電暈放電使得所述納米 催化劑發(fā)生光催化反應(yīng)。
4.如權(quán)利要求3所述的異味氣體處理裝置，其特征在于， 所述納米催化劑為二氧化鈦或者二氧化錳。
5.如權(quán)利要求1或2所述的異味氣體處理裝置，其特征在于，所述離子氧發(fā)生器O)的多個(gè)電極為平行間隔排列，電極的間距為1 6cm。
6.如權(quán)利要求2所述的異味氣體處理裝置，其特征在于，所述氣體分配控制裝置(7)包括用于測量異味氣體的風(fēng)量風(fēng)速計(jì)；以及 用于測量反應(yīng)后氣體中臭氧的濃度的臭氧檢測儀。
7.如權(quán)利要求2所述的異味氣體處理裝置，其特征在于，所述靜電過濾網(wǎng)為高分子納米復(fù)合材料或者無紡布濾材構(gòu)成，網(wǎng)目數(shù)為90 150目， 所述初效過濾網(wǎng)為網(wǎng)目數(shù)為60 120目。
8.如權(quán)利要求2所述的異味氣體處理裝置，其特征在于，還具備 用于消除異味氣體處理裝置工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲的消聲器(6)。
9.如權(quán)利要求5所述的異味氣體處理裝置，其特征在于， 所述電極為板式電極或者管式電極，由耐腐蝕材料構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的異味氣體處理裝置，其特征在于， 在所述板式電極或者管式電極的正極或負(fù)極的一側(cè)鍍有銀層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及異味氣體處理裝置。該裝置包括具備用于產(chǎn)生離子氧的多個(gè)電極以使得產(chǎn)生與異味氣體分子進(jìn)行反應(yīng)的氧離子的離子氧發(fā)生器(2)；設(shè)置在離子氧發(fā)生器的電極上并且用于降解異味氣體分子的光觸媒層(3)；根據(jù)異味氣體的風(fēng)量和反應(yīng)后氣體的濃度調(diào)節(jié)離子氧的產(chǎn)生量的氣體分配控制裝置(7)；用于將氣體中的大顆粒物去除后送入離子氧發(fā)生器的初效過濾網(wǎng)(1)；對經(jīng)過離子氧發(fā)生器(2)和光觸媒層(3)處理后的氣體進(jìn)一步過濾其中的雜質(zhì)和帶電物質(zhì)的靜電過濾網(wǎng)(4)；用于收集氣體并保證異味氣體處理裝置處于負(fù)壓狀態(tài)的風(fēng)機(jī)(5)。根據(jù)，本實(shí)用新型，能夠提供一種高效率處理各種大風(fēng)量、多組分異味氣體的異味氣體處理裝置。
文檔編號A61L9/22GK201823097SQ20102025990
公開日2011年5月11日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者陳剛 申請人:陳剛