[发明专利]一种光催化氧化处理有机废气的装置和方法

说明书

本发明涉及一种光催化氧化处理有机废气的装置，包括卧式的反应箱体，该反应箱体的两端分别设有进气口和出气口，所述反应箱体的中部沿进气口至出气口的方向依次设有至少一个第一列管反应区、至少一个灯光区和至少一个第二列管反应区，每个列管反应区靠近进气口的一端均设有气体分布板；所述反应箱体靠近所述进气口的一端还设有膨胀扩张段；所述第一列管反应区的底部设有排污口，所述第二列管反应区的顶部设有排气阀。本发明还涉及一种光催化氧化处理有机废气的方法。

技术领域

本实发明涉及有机气体的净化处理领域，尤其涉及一种光催化氧化处理有机废气的装置和方法，其中的有机废气是工业生产过程中产生的含苯系物的废气。

背景技术

随着工业化的不断发展，环境污染情况愈发严重，工业废气废水、汽车尾气、医用垃圾、生活垃圾等使得大气、水体、土壤环境每况愈下，环境污染的预防与治理已经成为各国最为关注的焦点之一。目前，环境污染治理方法众多，比较常用的方法有物理化学法、生化降解法、电化学处理法、光催化降解法等。

光催化是一种具有成本效益的高级氧化技术，特别针对持久性有毒有机污染物，通过催化剂在光照条件下将其降解成CO₂和H₂O等无机小分子，从而实现绿色处理。光催化过程中，半导体催化剂吸收高于其禁带宽度的光能后，价带中的电子受激发，形成电子/空穴对，在电场作用下，电子与空穴发生分离，并与吸附在催化剂表面的O₂或者H₂O发生反应形成活性氧自由基，这些活性氧自由基能氧化大多数的有机污染物。TiO₂、ZnO和ZnS等因其满价带空导带的特殊电子结构而作为光催化剂，用于氧化还原和电子转移过程中。其中TiO₂因其化学稳定性高、耐腐蚀，且具有较深的价带能级，催化活性好，无毒无害和成本较低而成为最为广泛应用的光催化材料，有机物降解过程中光催化剂不消耗，可重复利用，无二次污染，还可以利用太阳光，高效又经济环保。

中国专利CN202460470U公开了一种光催化有机废气处理器，包括紫外灯和过滤介质，其特点在于：包括壳体，所述壳体的两端分别设有进气和出气口，所述过滤介质是负载纳米TiO₂光催化剂的活性炭纤维，所述气体内部自进气口至出气口之间设置多层过滤介质。由于设置多层纳米活性炭纤维过滤介质，导致风压损失大，处理量小。同时设置的纳米活性炭纤维透光性差，导致紫外灯与有机废气接触时间短，对有机废气的降解时间不足，有机废气分解效率低。

中国专利CN203916427U公开了一种光催化有机废气处理系统，包括预过滤构件、紫外灯和箱体，其特点在于：包括壳体，所述壳体的两端分别设有进气和出气口，所述预过滤构件为活性炭纤维过滤板，所述箱体为立方形，内部安装紫外灯管及紫外灯支架，箱体内壁有TiO₂涂层，紫外灯管安装方向与气流方向一致。该装置风压损失小，处理量大。但仅在箱体内壁涂敷TiO₂，导致催化剂与有机废气接触时间短，对有机废气的降解时间不足，有机废气分解效率低。

发明内容

本发明针对以上问题，本发明的目的在于提供一种光催化氧化处理有机废气的装置，在该装置中有机气体与催化剂接触充分并有效反应，同时装置内压降低，从而对实现对有机气体污染物的高效处理。

本发明的目的还在于提供一种光催化氧化处理有机废气的方法，该方法基于上述光催化氧化处理有机废气的装置，能够高效地处理有机气体污染物。

为此，本发明提供一种光催化氧化处理有机废气的装置，包括卧式的反应箱体，该反应箱体的两端分别设有进气口和出气口，

所述反应箱体的中部沿进气口至出气口的方向依次设有至少一个第一列管反应区和至少一个灯光区，每个列管反应区靠近进气口的一端均设有气体分布板；

所述反应箱体靠近所述进气口的一端还设有膨胀扩张段；

所述反应箱体靠近进气口的一端的底部设有排污口，所述反应箱体靠近出气口的一端的顶部设有排气阀。