一種用于有機(jī)廢氣處理的模塊化光催化裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢氣處理裝置及方法，具體涉及一種用于有機(jī)廢氣處理的模塊化光催化裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一，工業(yè)有機(jī)廢氣是大氣污染物的重要來源，危害人體健康。近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，物質(zhì)文明和生活水平的提高，環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，工業(yè)有機(jī)廢氣的排放造成的環(huán)境污染及其對人體健康的嚴(yán)重危害越來越成為各級政府和民眾關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]近年來，光催化技術(shù)在工業(yè)有機(jī)廢氣處理領(lǐng)域的發(fā)展越來越引人關(guān)注。例如，公開號為CN104971619A的中國發(fā)明專利申請文獻(xiàn)公開了一種組合式光催化有機(jī)廢氣凈化機(jī)，屬于空氣凈化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，依次包括前端管道銜接殼、前端過濾箱、由多個(gè)凈化箱串并聯(lián)而成的集成凈化體、后端過濾箱、后端管道銜接殼;前端過濾箱中設(shè)置有過濾板，后端過濾箱中設(shè)置有活性炭過濾層，凈化箱還配備有電氣箱;凈化箱呈立方體結(jié)構(gòu)，包括多條棱邊，位于所述各棱邊上均設(shè)置有活性連接件，各凈化箱之間通過活性連接件固定連接;位于棱邊上還設(shè)置有彈性密封體。
[0004]然而，目前常見的光催化裝置依然有許多不足之處，限制了該技術(shù)的應(yīng)用。目前常見的光催化裝置的主要缺陷有:單獨(dú)采用光催化處理，缺少預(yù)處理與后處理手段;裝置不易拆卸，組件難以更換。
[0005]例如，授權(quán)公告號為CN204522751U的中國實(shí)用新型專利公開了一種有機(jī)廢氣光催化處理裝置，包括外殼，外殼的上端為出氣口，下端為進(jìn)氣口，外殼內(nèi)豎直安裝有多根紫外線燈管和多塊光觸媒板，所述的紫外線燈管與光觸媒板相互間隔排列，紫外線燈管和光觸媒板的下端安裝在支撐架上，紫外線燈管和光觸媒板上方分布有多根水管，所述的水管上安裝有噴頭，所述的噴頭朝下噴水沖洗光觸媒板，所述的進(jìn)氣口連接彎管，彎管底部有排水
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[0006]授權(quán)公告號為CN204522749U的中國實(shí)用新型專利公開了一種光催化氧化有機(jī)廢氣處理裝置，包括外殼，外殼的兩端進(jìn)氣口和出氣口，外殼內(nèi)有多個(gè)紫外線燈管和光觸媒板，光觸媒板一端固定在安裝板上，光觸媒板另一端為開口端，光觸媒板上有多個(gè)通氣孔；安裝板上有出氣孔，進(jìn)氣口與光觸媒板的開口端之間有布水板，布水板為中空結(jié)構(gòu)，中空部分與進(jìn)水口連通，布水板上有多個(gè)通孔，布水板上還分布有多個(gè)噴水頭，噴水頭與布水板的中空結(jié)構(gòu)連通;外殼底部還有出水口。
[0007]上述兩種裝置都存在單獨(dú)采用光催化處理、缺少預(yù)處理與后處理手段及裝置不易拆卸、組件難以更換等技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種用于有機(jī)廢氣處理的模塊化光催化裝置及方法，處理效果好，組件易更換，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理。
[0009]—種用于有機(jī)廢氣處理的模塊化光催化裝置，包括殼體，所述殼體的一端帶有連接進(jìn)氣管的進(jìn)氣口、另一端帶有連接排氣管的出氣口，所述排氣管連接風(fēng)機(jī)模塊;所述殼體內(nèi)由進(jìn)氣口至出氣口方向依次分為預(yù)處理段、主反應(yīng)段以和后處理段，所述預(yù)處理段和后處理段內(nèi)均設(shè)置噴淋模塊;所述主反應(yīng)段內(nèi)由預(yù)處理段至后處理段方向交替設(shè)置光催化模塊和紫外燈模塊。
[0010]現(xiàn)有的光催化裝置的催化劑涂裝于裝置內(nèi)壁，催化反應(yīng)集中在壁上，裝置中央通過的廢氣無法充分接觸催化劑表面。相比于傳統(tǒng)的光催化裝置，本發(fā)明采用了紫外燈與光催化組件分開安裝的方式，其中催化劑模塊不受裝置結(jié)構(gòu)所限，可選擇蜂窩鋁板、泡沫鎳濾網(wǎng)等多種載體，覆蓋裝置整個(gè)截面，使得廢氣與催化劑表面的接觸更加充分。
[0011]另外，本發(fā)明創(chuàng)造性地將水噴淋模塊集成到裝置中，用于預(yù)處理與后處理。相比于過濾預(yù)處理，水噴淋不僅能去除顆粒物，還可以去除水溶性的有機(jī)物，同時(shí)提高廢氣濕度，有利于后續(xù)光催化處理。
[0012]優(yōu)選地，所述光催化模塊和紫外燈模塊均以抽屜形式安裝于所述主反應(yīng)段內(nèi)。主體段采用抽屜式的光催化模塊與紫外燈模塊交叉排列，組件拆卸、更換極為簡便，一方面可調(diào)整模塊適應(yīng)各類有機(jī)廢氣，另一方面有利于運(yùn)行維護(hù)。
[0013]作為優(yōu)選，所述光催化模塊包括:
[0014]與所述主反應(yīng)段內(nèi)部滑動(dòng)配合的第一抽屜式承載架；
[0015]置于所述第一抽屜式承載架上的蜂窩鋁板載體，該蜂窩鋁板載體表面負(fù)載光催化劑。
[0016]催化劑模塊可選擇蜂窩鋁板為載體負(fù)載納米Ti02催化劑，也可根據(jù)處理效果選擇泡沫鎳等其他材料作為載體、根據(jù)有機(jī)廢氣的種類選擇其他催化劑種類。
[0017]催化劑模塊固定在可單向拉出的抽屜式模塊上，例如可采用焊接方式固定。
[0018]作為優(yōu)選，所述噴淋模塊包括:
[0019]設(shè)置于所述預(yù)處理段頂部的若干噴頭；
[0020]設(shè)置于所述噴頭下方的填料；
[0021 ]設(shè)置于填料一側(cè)且靠近主處理段的絲網(wǎng)除霧器。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述噴頭設(shè)置為三個(gè)，每個(gè)噴頭的噴淋角度均為120度，單個(gè)噴頭噴淋量約1.5m3/h ；填料為Φ 47塑料花環(huán)填料。
[0023]噴頭外接水栗，進(jìn)一步優(yōu)選地，為防止有機(jī)廢氣腐蝕，選用FRP材質(zhì)立式水栗，水栗電機(jī)選用防爆電機(jī);絲網(wǎng)除霧器優(yōu)選采用抽屜式不銹鋼絲網(wǎng)塊除霧，控制廢氣濕度。
[0024]預(yù)處理段內(nèi)和后處理段內(nèi)的設(shè)置相同。
[0025]作為優(yōu)選，所述紫外燈模塊包括:
[0026]與所述主反應(yīng)段內(nèi)部滑動(dòng)配合的第二抽屜式承載架；
[0027]安裝于所述第二抽屜式承載架上的若干紫外燈。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選，紫外燈燈管安裝方向與氣體流向平行。
[0029]更進(jìn)一步優(yōu)選地，為確保光照效果，同時(shí)方便整流器安裝，相鄰紫外燈之間的間距為 150mm ?200mm。
[0030]作為優(yōu)選，所述風(fēng)機(jī)模塊包括:[0031 ]風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口與排氣筒相連、出氣口與排氣筒相連；
[0032]排氣采樣口，設(shè)置于所述排氣筒上；
[0033]風(fēng)機(jī)平臺(tái)，設(shè)于所述風(fēng)機(jī)下方用于支撐所述風(fēng)機(jī)。
[0034]本發(fā)明還提供一種利用所述模塊化光催化裝置進(jìn)行有機(jī)廢氣處理的方法，包括如下步驟:
[0035](1)有機(jī)廢氣引入模塊化光催化裝置內(nèi)，首先在預(yù)處理段內(nèi)進(jìn)行噴淋預(yù)處理；
[0036](2)經(jīng)噴淋預(yù)處理后的廢氣進(jìn)入主反應(yīng)段內(nèi)，依次經(jīng)過多級紫外光催化處理；
[0037](3)紫外光催化處理后的廢氣進(jìn)入后處理段內(nèi)進(jìn)行噴淋后處理；
[0038](4)噴淋后處理后的凈化氣體由排氣管排出。
[0039]優(yōu)選地，所述有機(jī)廢氣流量控制在800?1200m3/h，有機(jī)廢氣中有機(jī)污染物濃度為80?120mg/m3，預(yù)處理段和后處理段內(nèi)的噴淋量為4?5m3/h。
[0040]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述有機(jī)廢氣在廢氣流量控制在1000m3/h，有機(jī)廢氣中有機(jī)污染物優(yōu)選為甲苯，甲苯濃度為100mg/m3，預(yù)處理段和后處理段內(nèi)的噴淋量為4.5m3/h。
[0041]本發(fā)明的處理裝置及工藝可根據(jù)有機(jī)廢氣的種類選擇負(fù)載不同的催化劑，以常用的納米Ti02催化劑為主?？筛鶕?jù)有機(jī)廢氣的風(fēng)量和催化劑種類選擇載體材料，以蜂窩鋁板和泡沫鎳濾網(wǎng)為主。
[0042]水噴淋前處理提高了光催化處理效率，光催化處理提高了水噴淋后處理的效率，后處理工段采用水噴淋可進(jìn)一步去除該類物質(zhì)，各階段共同作用，提供有機(jī)廢氣的凈化效果。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明所述的模塊化光催化裝置的積極效果如下:
[0043](1)光催化的主體段采用抽屜式的光催化模塊與紫外燈模塊交叉排列，組件拆卸、更換極為簡便，一方面可調(diào)整模塊適應(yīng)各類有機(jī)廢氣，另一方面有利于運(yùn)行維護(hù)。由于工業(yè)有機(jī)廢氣成分復(fù)雜，不同污染物理化性質(zhì)差異較大，其分解所需要的能量與時(shí)間也有很大差異。因此在光催化技術(shù)應(yīng)用中，要采用不同的催化劑、紫外燈規(guī)格與形式來應(yīng)對不同排放源?，F(xiàn)有的技術(shù)應(yīng)用中，通常僅設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)應(yīng)對各類排放源，常常出現(xiàn)處理效率低下的情況。本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)后，可以隨時(shí)調(diào)整催化劑、紫外燈的規(guī)格與組合形式，根據(jù)廢氣處理效果，得到適用于各類排放源的設(shè)計(jì)方式。光催化裝置的紫外燈組件是易損耗組件，在光催化裝置使用過程中，紫外燈損壞是處理效率下降的重要因素。有機(jī)廢氣治理設(shè)備的日常運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生各類產(chǎn)物，粘附在設(shè)備組件的表面，需定期清理。本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)，紫外燈及各個(gè)組件易清理及更換，運(yùn)行維護(hù)簡便。
[0044](2)采用水噴淋模塊作為前處理與后處理工藝，提升處理效率。大量研究表明，濕度的增加可以提高有機(jī)物在