一种废气光催化处理设备论文和设计

全文摘要

本实用新型实施例公开了一种废气光催化处理设备，所述废气光催化处理设备包括处理单元，所述处理单元包括处理室，其中，所述处理室中安装有多个UV灯管，且所述处理室内壁的至少一部分为反光面。该处理设备用以解决现有光催化设备废气净化效率较低的问题。

主设计要求

1.一种废气光催化处理设备，其特征在于，所述废气光催化处理设备包括处理单元，所述处理单元包括处理室，其中，所述处理室中安装有多个UV灯管，且所述处理室内壁的至少一部分为反光面。

设计方案

2.根据权利要求1所述的废气光催化处理设备，其特征在于，所述处理室为方筒形，包括第一侧板、第二侧板、顶板和底板，所述第一侧板、第二侧板、顶板和底板组成矩形框，并在所述顶板上安装所述多个UV灯管；其中，第一侧板和第二侧板中的一个相对面为反光面。

3.根据权利要求1所述的废气光催化处理设备，其特征在于，所述处理室为圆筒形，其中设有与圆筒轴平行的水平隔板，将圆筒壁分隔为第一弧形侧板和第二弧形侧板；在所述水平隔板上且在所述水平隔板和第一弧形侧板形成的空间中安装所述多个UV灯管；其中，所述第一弧形侧板内表面的一部分为反光面。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的废气光催化处理设备，其特征在于，所述处理室中容纳所述UV灯管的空间内壁全部为反光面。

5.根据权利要求1所述的废气光催化处理设备，其特征在于，所述反光面为镜面不锈钢板，包括8K镜面不锈钢板、10K镜面不锈钢板和\/或12K镜面不锈钢板。

6.根据权利要求1所述的废气光催化处理设备，其特征在于，所述处理室内壁的至少一部分还设有光触媒面。

7.根据权利要求1所述的废气光催化处理设备，其特征在于，所述处理单元竖置或横置，从而使UV灯管竖向或横向前后排布在处理室中。

8.根据权利要求1所述的废气光催化处理设备，其特征在于，所述处理单元还包括控制室，所述控制室与所述处理室一体设置或者分体设置，且所述控制室位于所述处理室的上方、两侧方或下方。

9.根据权利要求2或3所述的废气光催化处理设备，其特征在于，所述废气光催化处理设备包括多个所述处理单元，这些处理单元横向并联和\/或前后串联，以增加废气处理通量和\/或废气处理效果。

10.根据权利要求9所述的废气光催化处理设备，其特征在于，对于方筒形处理室，除了两侧处理单元的外侧板外，内部侧板中相连接的两个侧板合为一个间隔板；这些间隔板两面均为反光面，或者两面均为光触媒面，或者任意一面为反光面且另一面为光触媒面。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体涉及一种废气光催化处理设备。

背景技术

废气处理又称废气净化(Flue gas purification)，主要是指针对工业场所产生的工业废气诸如粉尘颗粒物、烟气烟尘、异味气体、有毒有害气体进行治理的工作。由于工业生产排放的废气，常对环境和人体健康产生有害影响，在排入大气前应采取净化措施处理，使之符合废气排放标准的要求，这一过程称为废气净化。

常见的废气净化有工厂烟尘废气净化、车间粉尘废气净化、有机废气净化、废气异味净化、酸碱废气净化、化工废气净化等。废气净化设备普遍应用在化工厂、电子厂、喷漆厂、汽车厂、涂料厂、石油化工行业、家具厂、食品厂、橡胶厂、塑胶厂等产生异味、臭味、有毒有害气体的行业。

现有常用的废气净化方法包括：吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法、UV光氧催化法等，其中UV光氧催化代表目前废气处理的新趋势。

UV光氧催化的工作原理如下：利用高能高臭氧UV紫外线光束照射废气，裂解工业废气如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯、硫化物H2S、VOC类、苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机高分子或无机恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO_{2<\/sub>、H_{2<\/sub>O等。此外，利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡，所以需与氧分子结合，进而产生臭氧：UV+O2→O-+O＊(活性氧)；O+O2→O3(臭氧)。}}

众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对工业废气及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。工业废气利用排风设备输入到净化设备后，净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对工业废气进行协同分解氧化反应，使工业废气物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。

现有应用诸如UV的光催化设备，其制作材质普遍采用普通不锈钢或者碳钢等。上述材质仅仅起到普通设备壳体的作用，使得设备技术含量较低，废气净化效率较低。另外，现有光催化设备中还可能用到光触媒板以增加光催化作用，但现有光催化板多数采用蜂窝状孔板，1-2cm厚，铝基材料，此种材质极易风化，不耐用，从而失去应有的作用。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种废气光催化处理设备，用以解决现有光催化设备废气净化效率较低，以及其中在一些情况下使用的光触媒板易风化、不耐用等问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种废气光催化处理设备，所述废气光催化处理设备包括处理单元，所述处理单元包括处理室，其中，所述处理室中安装有多个UV灯管，且所述处理室内壁的至少一部分为反光面。

在一个实施方案中，所述处理室为方筒形，包括第一侧板、第二侧板、顶板和底板，所述第一侧板、第二侧板、顶板和底板组成矩形框，并在所述顶板上安装所述多个UV灯管；其中，第一侧板和第二侧板中的一个相对面为反光面。

在一个实施方案中，所述处理室为圆筒形，其中设有与圆筒轴平行的水平隔板，将圆筒壁分隔为第一弧形侧板和第二弧形侧板；在所述水平隔板上且在所述水平隔板和第一弧形侧板形成的空间中安装所述多个UV灯管；其中，所述第一弧形侧板内表面的一部分为反光面。

所述处理室的前后两端设有开口，分别为处理单元的废气进气端和出气端，待处理废气从进气端进入，并经过上述多个UV灯管，然后从出气端排出。在此过程中，利用高能UV紫外线光束照射废气，裂解进入处理设备的待处理废气；此外，利用高能UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生活性氧，进而产生臭氧，对废气中的有机物进行强氧化作用，并去除气体异味，最终使待处理废气物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排气端排出处理设备。

其中，相对于现有技术，由于处理室内壁的至少一部分设为反光面，例如在第一侧板和第二侧板的一个相对面上设置反光面，或者在第一弧形侧板内表面的一部分上设置反光面，从而使UV灯管发出的高能UV紫外线经过至少一次反射，甚至经过多次反射，并多次作用于流经设备处理室中的废气和空气，从而提高了UV紫外线的利用率，提高了废气净化效果。

进一步的，所述处理室中容纳所述UV灯管的空间内壁全部为反光面。通过将处理室中相应内壁全部设置为反光面，例如将方筒形处理室中的第一侧板、第二侧板、顶板和底板的内表面均设为反光面，或者将圆筒形处理室中的第一弧形侧板和水平隔板朝向UV灯管的内表面均设为反光面，来进一步提高UV紫外线的反射次数和反射效果，从而提高UV紫外线的利用率，提高了废气净化效果。

所有可以反射UV紫外线，提高UV紫外线反射效果的材质均可以用作所述反光面，例如镜面不锈钢板、铝箔、PVC板等。

进一步的，所述反光面为镜面不锈钢板，优选高亮度镜面不锈钢板。

进一步的，所述镜面不锈钢板为8K镜面不锈钢板、10K镜面不锈钢板和\/或12K镜面不锈钢板，优选12K镜面不锈钢板。

使用上述镜面不锈钢板，不仅能够增加UV紫外线的反射效率，而且相对于现有材质更具有抗腐蚀性，更加适应于废气处理的高腐蚀环境，从而延长产品的使用寿命。

进一步的，所述处理室内壁的至少一部分还设有光触媒面。

例如将方筒形处理室中的第一侧板、第二侧板、顶板和底板的至少一部分的内表面设为光触媒面，或者将圆筒形处理室中的第一弧形侧板和水平隔板朝向UV灯管的至少一部分的内表面设为光触媒面，可以进一步增加废气中各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物的去除效率。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光及可见光的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。

所述光触媒面可以通过在相应内表面上涂布光触媒涂料来获得。所述光触媒可以为所有能增强UV紫外线分解、处理废气效果的材质。

进一步的，所述光触媒面上的光触媒包括纳米TiO_{2<\/sub>、ZnO、ZrO_{2<\/sub>、CdS、WO_{3<\/sub>、Fe_{2<\/sub>O_{3<\/sub>、PbS、SnO_{2<\/sub>、ZnS、SrTiO_{3<\/sub>和\/或SiO_{2<\/sub>等，优选纳米TiO_{2<\/sub>、ZnO和\/或ZrO_2<\/sub>。}}}}}}}}}

纳米二氧化钛(TiO_{2<\/sub>)是一种半导体，作为光触媒材料的主要有锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)晶体结构，金红石型晶体具有比锐钛型晶体更强的光催化性能，耐候性和附着性也很好，纳米无机包覆稳定。}

纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100nm之间，能够表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等。

纳米二氧化锆(ZrO_{2<\/sub>)呈高纯度白色粉末状，无臭、无味。低温时为单斜晶系，高温时为四方晶型。具有高的折射率(折射率2.2)和耐高温性。有良好的热化学稳定性、高温导电性和较高的高温强度和韧性，具有良好的机械、热学、电学、光学性质。}

由于本实用新型实施例技术方案中光触媒涂布在实心板上，相比于采用蜂窝状光触媒催化板框体，废气风力不从光触板中穿过，会大大提高其寿命，从而不容易风化，更加耐用。然而，本实用新型实施例提供的处理设备中，也可以插入现有的蜂窝状光触媒催化板。

处理单元中反光面、光触媒面和UV灯管的结合能够极大提高废气光催化处理的效率。

本实用新型技术方案中使用的UV灯管可以为现有技术中用于废气处理、裂解、净化等用途的任何现有UV灯管。这些UV灯管优选沿废气气流方向在处理室中线上等距排布，从而能够尽量提高UV紫外线的光能利用率，延长处理距离。

在一个实施方案中，所述UV灯管为U型UV灯管，其沿废气气流方向在处理室中线上等距排布。在一个实施方案中，UV灯管的U形面与废气气流方向平行，在另一个实施方案中，UV灯管的U形面与废气气流方向垂直。通过设置可以尽量减小UV灯管对于气流的阻力，且让U形面更多地面向反光面，提高UV紫外线的反射率和利用率。

进一步的，所述处理单元还包括控制室，所述控制室与所述处理室一体设置或者分体设置，且所述控制室位于所述处理室的上方、两侧方或下方。例如，对于方筒形处理室，所述控制室设置在所述顶板上方，也可以设置在第一侧板、第二侧板或底板外；除上述设置方式外，对于圆筒形处理室，所述控制室也可以设为水平隔板与第二弧形侧板形成的空间。控制室用于操作安装UV灯管以及容纳控制UV灯管的电路和控制组件等，并用以保护上述组件；设置在顶板或水平隔板上表面以便于在控制室内安装各种保护设备和散热设备，保护设备使用安全。

进一步的，所述处理单元可以竖置或横置，从而使UV灯管竖向或横向前后排布在处理室中。即根据设备安装的客观条件和实际需求，可以将上述处理单元竖置或横置安装。

进一步的，所述废气光催化处理设备包括多个所述处理单元，这些处理单元横向并联和\/或前后串联，以增加废气处理通量和\/或废气处理效果。

对于方筒形处理单元，可以依次通过第一侧板和第二侧板横向并联，和\/或通过废气进气端和出气端前后串联，增加设备并行处理废气的通量，和\/或增加废气处理的长度，从而提高了设备对废气处理的效果。对于圆筒形处理单元，可以通过将圆筒形侧壁横向并列设置和\/或叠置来进行横向并联，并可通过废气进气端和出气端前后串联，增加设备并行处理废气的通量，和\/或增加废气处理的长度，从而提高了设备对废气处理的效果。

另外，对于方筒形处理室，除了两侧处理单元的外侧板外，其余侧板均位于处理设备内部，因此内部侧板中相连接的两个侧板可以合为一个间隔板。这些间隔板可以两面均为反光面，或者两面均为光触媒面，或者任意一面为反光面且另一面为光触媒面。

本实用新型实施例具有如下优点：

1、本实用新型实施例提供的废气光催化处理设备可用于废气治理，粉尘粉化，通风等各种气体净化用途，便于维护，使用方便。

2、通过在处理室内部设置反光面，提高了UV紫外线的反射效率和利用效率。

3、通过在处理室内部设置光触媒面，废气风力不从光触板中穿过，会大大提高其寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的废气光催化处理设备的结构示意图。其中该处理设备包括一个处理单元。

图2为图1进气端的结构示意图，其中该处理单元为方筒形。

图3为图2侧面结构示意图。

图4为一个实施方案中处理单元进气端的结构示意图，其中该处理单元为圆筒形。

图5为本实用新型另一个实施例提供的废气光催化处理设备的进气端的结构示意图。其中该处理设备包括三个处理单元。

其中附图标记为：

1、第一侧板；2、第二侧板；3、顶板；4、底板；5、UV灯管；6、第一弧形侧板；61、水平隔板；7、第一间隔板；8、第二间隔板；100、处理室；200、控制室。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1

如图1-3所示，显示了本实用新型一个实施例提供的废气光催化处理设备的结构示意图，其中该处理设备包括一个处理单元，该处理单元包括方筒形处理室100，且处理室100上部还设有控制室200。

处理室100包括第一侧板1、第二侧板2、顶板3和底板4并组成矩形框。在顶板3上安装有7个U型UV灯管5(实际安装的灯管数量根据需要确定)，这些UV灯管5容纳在处理室100中，其中，第一侧板1和第二侧板2均为平板且在所述U型UV灯管5的两侧相对设置，第一侧板1的内侧相对面为反光面，第二侧板2的内侧相对面为光触媒面。所述光触媒面为在第二侧板2的内侧相对面上涂布纳米TiO_{2<\/sub>光触媒涂料来获得。所述反光面为12K镜面不锈钢板。此外，顶板3和底板4的相对内表面均为10K镜面不锈钢板。}

所有U型UV灯管5沿废气气流方向在顶板3中线上等距排布，且UV灯管5的U形面与废气气流方向垂直。顶板3上为控制室200，控制室200覆盖顶板3上表面，用于操作安装UV灯管5以及容纳控制UV灯管的电路和控制组件等，用以保护上述组件；覆盖顶板3上表面以便于在顶板上表面安装各种保护设备和散热设备，保护设备使用安全。

实施例2

如图4所示，显示了一个实施方案中处理单元进气端的结构示意图，其中该处理单元处理室为圆筒形。该处理单元的结构同实施例1的处理单元的结构类似，只是其外壳由方筒形变为圆筒形，以适应某些类型的安装部位。

该外壳为圆筒形，并由水平隔板61分隔为下部处理室100和上部控制室200。处理室100包括第一弧形侧板6和水平隔板61，第一弧形侧板6为圆筒形外壳被水平隔板61分隔的一部分，并在水平隔板61上安装所述多个U型UV灯管5；其中，所述第一弧形侧板6内表面的左侧1\/4为反光面(未示出)。

实施例3

如图5所示，显示了本实用新型另一个实施例提供的废气光催化处理设备的进气端的结构示意图。其中该处理设备包括三个方筒形处理单元。这些处理单元依次通过第一侧板1和第二侧板2并列连接。

此时，每个单元的顶板3依次连接形成一个总顶板，而控制室200覆盖所述总顶板。另外，除了两侧处理单元的外侧板外，中间处理单元的第一侧板和左边处理单元的第二侧板合为第一间隔板7；中间处理单元的第二侧板和右边处理单元的第一侧板合为第二间隔板8。第一间隔板7和第二间隔板8的一面为反光面，另一面为光触媒面。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上，进一步的将该处理单元横置。此时第一侧板1和第二侧板2上下平行排布，且UV灯管5横向前后排布在处理单元的矩形框空间中。

本实用新型实施例提供的上述废气光催化处理设备便于维护，使用方便。通过在处理单元内部设置平板反光面和光触媒面，提高了UV紫外线的反射效率和利用效率，并延长了设备使用寿命。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

设计图

一种废气光催化处理设备论文和设计

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