[实用新型]一种活性炭缓冲光催化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性炭缓冲光催化反应器，该反应器具有结构简单、操作方便适应性强、光催化效率高、可长期稳定运行等优点，特别适合大风量、浓度波动较大的工业企业有机废气的治理。

背景技术

光催化技术源于1972年Fujishima和Honda在Nature上发表的论文，研究结果表明TiO2单晶电极具有光分解水的功能，此后半导体光催化反应得到了人们的广泛关注。

近几十年来，越来越多的研究人员致力于TiO₂光催化氧化去除废气中挥发性有机物VOCs等的研究，并且已逐渐由实验室研究转化为实际应用。光催化氧化法的大规模应用需要解决的主要技术问题是TiO₂催化剂的固定化以及与之相应的结构简单、操作方便、适应性强、光催化效率高、可长期稳定运行的反应器的设计。

根据催化剂在反应器中的存在形式，气固相光催化反应器可分为固定床反应器与流化床反应器两大类。流化床反应器流化床层催化剂处于不断流动、迁移、翻滚状态,反应气在载体颗粒之间流动,可充分利用催化剂的表面,使催化剂有效比表面积大大提高，但是流化床反应器也存在催化剂易流失、不易分离及重复利用难的问题，反应后的气体中会含有催化剂粉尘造成二次污染无法作为末端治理设备。固定床反应器将催化剂固定在载体上，可以较大程度地避免催化剂流失问题，但同时也存在催化剂有效比表面积小、催化剂与反应物有效接触面积小、催化效率较低、催化剂更换不方便等问题。

针对上述存在的问题，CN202398286U公开了一种固定式光催化氧化废气处理反应器，该反应器筒体内轴向中心位置设置中心转轴，在中心转轴上设置若干水平放置的盘片，盘片带有微小空隙，盘片上表面安装防水基座，基座上安装紫外光源，下表面和(或)上表面安装涂覆催化剂基膜的纤维网，筒壁上涂覆光催化剂基膜。CN103212291A公开了一种V型折板光催化反应器，该反应器中光催化剂均匀涂在所有折板的上下表面，折板把反应外箱分成若干条气体通道，相邻的两条气体通道连通，每两个相邻气体通道布置紫外灯管，气体依次流过各条气体通道进行反应。上述反应器可以一定程度上提高催化剂与反应物的接触面积，进而提高催化效率。

然而，实际工程中废气中污染物的成分复杂且浓度随工况、季节、气候等因素波动较大，使得光催化反应效率无法得到保障，目前尚未有明确报道可解决废气量变化以及废气中有机物浓度波动对催化反应效率的影响。

基于上述原因，设计发明一种新型的可以在废气量及有机物浓度不断波动的实际工程中保持高催化反应效率的光催化反应器就显得尤为必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、适应性强、光催化效率高、可长期稳定运行的活性炭缓冲光催化反应器，该反应器尤其可以解决实际工程中废气浓度波动问题，经合理布风、预处理活性炭过滤器将不稳定废气整理成均衡稳定气流，进而提高光催化反应效率；蜂窝式活性炭负载催化剂为光催化反应提供活性空位，同时延长废气中有机物的停留时间，提高催化反应效率；末端活性炭过滤器延长活性粒子对有机物的降解时间，可有效利用活性粒子，进一步提高净化效率。

本发明所采取的具体技术方案是：一种活性炭缓冲光催化反应器，包括反应器壳体，壳体的两端为收缩式开口，一侧为气体入口，另一侧为气体出口；在壳体外表面设置有对开门和玻璃视窗；

方便内构件安装与更换，反应器设置对开门，同时门上设有视窗可以直接观察反应器内的反应状况。

所述的壳体内部的中间设置为催化反应室，催化反应室的两端分别连接气体入口和气体出口；催化反应室与气体入口之间设置有布风板；

布风板为与水平方向成15°～75°的2～8块钢板，将气流分为不同的通道，避免产生气流死角，保证气流均匀分布。

所述的催化反应室中间设置有1～5层隔板，催化反应室被隔板分为2～6个反应腔体，用于降低各反应腔体的处理量；每个腔体的设置排布相同，在隔板与壳体之间垂直于进气口方向依次设置有预处理活性炭过滤器、催化反应区和末端活性炭过滤器；

所述的预处理活性炭过滤器可选用活性炭板式或者袋式过滤器；滤材以先进工艺精制而成，具有比表面积大，空隙发达，强度高，吸附性能强的优质活性炭和化学吸附材料，其大小与数目根据反应器大小而定，其主要目的是通过活性炭动态吸脱附平衡，将浓度不稳定废气整理成均衡稳定气流，提高反应效率。

催化反应区包括紫外灯与催化剂板，且两者交替间隔排布，在每个反应腔体内形成2～10层反应通道，逐级反应，不断提高反应效率；