[实用新型]微波催化协同膜分离的废气净化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及废气的净化处理领域，具体地，涉及一种微波催化协同膜分离的废气净化装置。

背景技术

挥发性有机物（VOCs）是大气污染的主要来源之一，有毒、有气味、有致癌性且易生成光化学烟雾，同时VOCs作为PM2.5的前驱物，是造成雾霾的元凶之一，严重威胁到公众健康和生存环境。因此，必须开发经济有效的VOCs 净化技术对已排放的VOCs进行处理，以适应社会和经济的发展。通常VOCs处理方法包括吸附法、溶液吸收法、冷凝法及膜分离法等常规方法，这些方法仅适用于高浓度、比较昂贵、有回收价值的VOCs使用。而光催化、脉冲电晕、生物降解等方法要么效率低，要么运行成本高而难以广泛使用。直接燃烧法仅适用于高浓度的可燃废气，该方法造成资源和能源巨大浪费，同时产生二恶英、NOx等副产物，以及黑烟及不完全燃烧产生的异味，从而对环境造成二次污染。而催化氧化法优点有：1）与直接燃烧法相比，起燃温度低、能耗低；2）净化效率高，无二次污染；3）适用范围广，可适用各种行业低浓度、多组分、无回收价值的废气处理；4）设备体积小，可操作性强。催化燃烧中，其技术核心是新型多功能催化剂研制。稀土材料具有优良的储氧输氧性能，负载贵金属催化剂如Pt、Pd以及Ru、Au，过渡金属 Cu、Mn、Cr、Ce、Zr等制备低温高效、耐久的多功能催化剂，在催化氧化反应当中加快氧的传输，提高反应速率。

当前的催化氧化处理技术主要以蓄热式催化氧化器为主，同时采用传统的电加热，这种加热方式无针对性、升降温缓慢、热量不易散发而易导致催化剂表面烧结与活性组分团聚。而微波加热，不同于传统的电加热方式，具有选择性、速度快、无滞后性、操作方便且设备简单等优势。

由于存在停留时间短和不完全氧化残余的情况，使有机废气在净化过程中未彻底转变为CO₂和水，为确保工艺的完整和效率性，还可在催化氧化工序后增加膜分离技术，已经彻底转变为CO₂和水的则能顺利通过该分离膜，而未彻底分离为CO₂和水的有机废气则不能通过该分离膜。

而当前使用的电加热催化氧化后的气体温度较高，当气体流至分离膜时，其附带的高温会对分离膜的结构产生破坏作用，降低分离膜的净化效果，缩短分离膜的使用寿命，增加成本。

而利用微波替代传统电加热，将有助于保持催化剂的稳定性和高活性，同时微波还能够改变分子间的相互作用力，使化学反应速率更快、产率更高甚至可以改变产物的性能。除此之外，由于微波对气体并不产生加热作用，所以微波催化氧化后的气体仍具有较低温度，不会对分离膜产生破坏影响，能在最大程度上保证分离膜的寿命和效用。

因此，以微波加热替换传统电加热，将微波与催化氧化技术、膜分离技术相结合应用于有机污染物治理，将是一种行之有效和具有应用前景的污染治理新技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够替换现有传统的电加热式、且能有效保证分离膜的寿命和效用的废气净化装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是： 

一种废气净化装置，包括微波腔体、微波发生器、催化组件以及分离膜组件；所述微波发生器安装于所述微波腔体内，该微波腔体两端开孔且分别套设有进气管和出气管，所述催化组件包括石英管以及装于石英管内的催化剂，所述石英管具有与进气管相连通的进气孔以及与出气管相连通的出气孔，所述分离膜组件包括连通管、回流管以及分离膜，所述连通管一端与所述出气管相连通，另一端连接至所述分离膜，所述回流管一端连接至所述分离膜，另一端与所述进气管相连通。

进一步地，所述催化组件能够拆卸地安装于所述微波腔体内。

进一步地，所述石英管内邻近所述进气孔处设置有筛板，所述催化剂设置于所述筛板与所述石英管的出气孔之间。

进一步地，所述催化剂为金属催化剂。

进一步地，所述废气净化装置还包括一脱水装置，该脱水装置通过一管道与所述微波腔体的进气管相连通。

进一步地，所述进气管以及出气管邻近所述微波腔体的一端分别设置有微波屏蔽部件。

进一步地，所述微波腔体外壁上设置有微波控制面板，所述微波控制面板与所述微波发生器电连接。