[发明专利]芳烃污染物的光催化净化工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于大气污染防治技术领域，具体涉及一种利用光催化技术对表面涂装、包装印刷等行业施工作业时排放的挥发性有机污染物进行治理的方法及装置。

背景技术

在机械部件、建材家具、车船制造、包装印刷等行业的各种烘道、表面喷漆及印刷干燥等工序常产生大量的挥发性有机废气(VOCs)，成分主要为酯类、酮类、醇酸类、芳香烃类等，在车间内无组织散发或以不同的途径直排到大气中，不仅造成空气污染，助推雾霾天气，同时危害人体健康。环境保护部门陆续制定各行业的VOCs排放标准及排污收费标准，对VOCs控制要求日趋严格、明确。VOCs污染控制技术主要包括物理方法和化学方法。常见的物理方法有：吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离等技术。这些方法初始投资、运行耗能与维护费用较高且回收的烃类物质易产生二次污染，主要适用于回收处理小风量、高浓度的气态污染物。化学方法是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变成CO₂和H₂O等无毒害无机物的方法，如催化燃烧法、蓄热燃烧法、生物法、等离子法和光催化法等。其中，光催化法主要是利用光催化剂(如TiO₂)的光催化性，氧化吸附在催化剂表面的VOCs。在常温，常压下，利用特定波长的光(通常为紫外光)照射光催化剂，激发出高能粒子(“电子-空穴”对)，与水、氧发生化学反应，产生具有极强氧化能力的羟基自由基，将吸附在催化剂表面上的有机物氧化为CO₂和H₂O等无毒无害物质。光催化技术由于其能耗低，安全可控，反应条件温和，成本低等优点，是目前化学方法中最具有开发前景的技术。但在风量大的工业有机废气处理过程中，由于有机废气在光催化氧化装置中停留时间不够长，光催化剂受到的光照强度不均匀，导致光催化氧化降解VOCs的效率较低，已成为本领域有待解决的技术难题，也是阻碍工业化的关键。

发明内容

为解决前述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供芳烃污染物的光催化净化工艺及装置，该装置工艺简单、部件紧凑、运行成本低、处理效率好，装置出口VOCs排放浓度低于50mg/m³，具有良好的经济效益、社会效益及环境效益。

本发明是通过以下技术方案实现的：

芳烃污染物的光催化净化工艺及装置，其特征在于：

包括废气入口、初压表、卷式过滤器、UV灯管、光催化反应管、支架、离心风机、终压表、电控系统和废气出口依次密封连接成撬；

所述的废气入口和废气出口的侧壁上分别装有初压表和终压表；

所述的UV灯管、离心风机的接线端分别电控系统连接；

所述的电控系统安装在装置正面外壁。

所述的卷式过滤器由前蜂窝板、丝网滤筒、空芯过滤棉卷及后蜂窝板构成；

所述前蜂窝板的开孔与丝网滤筒的进气孔无缝连接，丝网滤筒的后端与后蜂窝板垂直密封；

所述空芯过滤棉卷设置在丝网滤筒内，气体经由丝网滤筒侧面滤出进入光催化反应管。

所述的UV灯管垂直气流方向水平置于每层丝网滤筒上方和光催化反应管的下方。

所述的光催化反应管为内填充陶瓷载体光催化剂的螺旋石英玻璃管。

所述的丝网滤筒外径在5cm-10cm之间，在前蜂窝板上至少每层平均布置3个以上，每层间隙至少5cm。

所述的后蜂窝板还设有与光催化反应管无缝连接的开孔；所述开孔不与前蜂窝板的开孔孔径重叠。

与现有技术相比，本发明具有的优点是：

①有机废气进入光催化反应区前，先经过前蜂窝板缓流后进入丝网滤筒内进一步过滤灰尘并完成分流降速，在UV灯管的照射空间内充分氧化；②已有的光催化反应区多数垂直布置2-3层光催化反应板，导致后面的催化板无法受到UV光的照射，本发明采用内填充陶瓷载体光催化剂的螺旋石英玻璃管作为光催化反应管，不仅可以进一步延长待处理气体在光催化反应管中滞留时间，同时在下方布置UV灯管，可以无死角的激发催化剂，增强处理效果；③本发明在装置前后均安装初、终压表，可以随时根据风压的变化，判断卷式过滤器内积尘情况，方便清理维护；④本发明将离心风机集成在装置内部，不仅减少了室外施工的工作量，还有效的降低了系统的运行噪音，减少二次污染。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。

图1是本发明集成设备的整体结构示意图；

具体实施方式