专利名称：一种可再生型高效光催化除臭装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环保设备技术领域，尤其涉及可再生的光催化空气除臭净化设备。
背景技术：
恶臭污染物是指一切刺激嗅觉器官，引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质，是大气污染的一种形式。主要来源于垃圾填埋场、污水处理厂及养殖场等场所。恶臭气体的成分是非常复杂的，包括含硫化合物，如H2S、硫醇；含氮化合物，如胺类；卤素及衍生物、烃类及其它有机物。这些污染物不仅有恶臭气味，还具有一定毒性，会对人类的身体健康造成严重危害。恶臭气体污染源多，涉及行业多，成分复杂，较难治理。传统的恶臭气体处理技术包括物理、化学及生物处理。近几年又发展出一些新的恶臭气体处理技术，如等离子法、纳米材料光催化法等。纳米材料光催化法可在常温常压下将恶臭物质氧化分解成C02和H20，并且材料本身在反应过程中并没有消耗，是当前各种除臭技术中最有发展前景的。所用的纳米材料主要是纳米Ti02，在紫外光的照射下，纳米材料表面产生电子空穴对，价带电子跃迁到导带，被空气中的氧俘获形成02-;价带空穴则把周围环境中的HO-和H20氧化成H0。氧自由基和羟基自由基有很强的氧化能力，可将有机污染物瞬间分解。纳米Ti02光催化是一种经济、高效的氧化反应，但也存在着自身的缺陷。如上所述，光催化反应的进行需要紫外光的照射，这就要求负载光催化剂的载体填料不仅有较大的比表面积，一定的吸附能力，还要具有很强的透光性，以充分吸收紫外光线的能量。在以往的研究中，如实用新型CN 2013^052Y发明的光催化除臭装置，实用新型CN 201320307 公开的基于UV-Ti02的恶臭气体净化装置，实用新型CN 20103(^85Y发明的恶臭气体处理装置的光催化反应段等，均未采用填料负载光催化材料，而是将光催化材料直接涂覆在反应器的内壁，实施的结果将是大量的气体从反应器的空腔中流出，仅有少量与反应器内壁接触的污染物被分解，难以达到处理效果。实用新型CN 236U83Y公开的光催化杀菌除臭空气净化组件，采用多孔玻璃或者多孔陶瓷作为光催化材料的载体，在一定程度上解决了填料的问题，但多孔玻璃自身强度太差，多孔陶瓷又不具备透光性，故难以在大规模的工业化除臭设备上使用。另外，光催化材料经过长时间使用后由于其上吸附沉积矿化物质，掩盖电子空穴，易造成光催化剂的失活，而这一点是被当前的广大研究者所忽视的，目前的专利中未见光催化材料活化再生的报道。
实用新型内容为了克服现有光催化除臭设备的不足，本实用新型提供一种可以最大限度的利用紫外线的能量，并且可以方便的进行光催化剂活化再生的新型光催化除臭装置。除臭装置的箱体可以分为三层或者多层，由水平隔板隔开；在最下面一层一侧设置进气口，最上一层设置出气口，气体由低到高折流式流动，箱体及隔板均涂布光催化材料；设备底部设置排空口 ；箱体的每层设置多层纵向排列的负载纳米Ti02光催化剂的钢基网状陶瓷填料，每层陶瓷填料可以作为一个模块插入箱体；每个光催化填料模块的两侧安装一定数量的紫外灯，出气口处安装硫化氢及氨气的检测仪器，可以根据出气口气体的浓度自动调节开启的紫外灯的数量；进气口处设置喷雾加湿器，由湿度计控制设备内部空气湿度。除臭装置的箱体大小可根据所处理气体的气量和污染物的浓度进行调整，材质可用FRP、PPR、碳钢或不锈钢，内部可分为多层，内壁及隔板均涂布纳米光催化剂。负载纳米 Τ 02光催化剂的钢基网状陶瓷填料根据除臭装置的大小制成模块式结构，用10-20层网状填料[202]插入并固定在框架[101]构成一个组件，填料之间的间隔为2-5cm，每个填料组件可以方便的插入和抽出。钢基网状陶瓷填料以不锈钢丝网作为基体，采用溶胶-凝胶法在其表面制备氧化铝陶瓷涂层。本实用新型采用模块式网状陶瓷填料，其孔径为5-10mm，可以透过大量紫外光线。 填料的钢基骨架保证了其强度和韧性，陶瓷涂层增大了比表面积，增强了吸附能力，还将金属骨架和光催化剂隔开，防止金属离子的侵入造成光催化剂的失活。填料以模块的形式插入箱体，可方便的拆装，通过加强紫外线的照射及高温蒸汽的吹扫，即可达到活化再生的目的。另外，气体进口安装加湿器，保证设备内部空气湿度，及时补充反应损耗的水分子，以产生足够多的羟基自由基，最大限度的发挥光催化反应的效能。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是设备内填料模块的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍。如附图1所示，本实用新型设计成方形立式多层结构，箱体[9]分为三层或者多层，由水平隔板[8]隔开，进气口 [1]设置在最下层，与引风机相连接，设备底部设置排空口 [11]。气体进入除臭装置，首先由加湿器[2]增大空气湿度，以补充反应消耗的水分子，产生更多的羟基负离子；加湿器的开关由湿度计[3]控制，保持设备内部空气湿度为50-60%。 气体在设备内经多层廊道导流，并流过垂直布置的负载光催化剂的网状陶瓷填料[7]。光催化剂在紫外灯W]的激发下产生电子-空穴，与氧气分子和水分子反应生成氧自由基和羟基自由基，氧自由基和羟基自由基迅速将气体中的污染物彻底氧化分解，处理达标后经出气口 [6]排到大气中。出气口设气体检测装置[5]，可以在线检测出口气体浓度，如排放超标可自动增加开启的紫外灯的数量；如出口浓度偏低，可减少开启的紫外灯的数量，达到节能的目的。如附图2所示，网状陶瓷填料以模块的形式插入除臭设备，每个填料模块由框架和多层的钢基陶瓷网组成；钢基陶瓷网以不锈钢丝网作为基体，采用溶胶-凝胶法在其表面制备氧化铝陶瓷涂层。纳米Ti02光催化剂采用溶胶-凝胶法负载在填料上，以钛酸丁酯为原料，在450°C条件下煅烧120min，即得到锐钛型纳米Ti02膜。经过长时间的使用，光催化剂表面会吸附沉积氧化产物而影响其活性，羟基自由基也会大量消耗。可以加大紫外光线的照射强度及反应器内的空气湿度，可达到活化的目的；如上述方法失效，可将钢基网状陶瓷填料模块抽出，用蒸汽吹扫20-40min，可达到再生的目的。
权利要求1.一种除臭装置，其特征是除臭装置的箱体[9]分为三层或者多层，由水平隔板[8]隔开；在最下面一层一侧设置进气口 [1]，最上一层设置出气口 W]，气体由低到高折流式流动，箱体及隔板均涂布光催化材料；设备底部设置排空口 [11]；箱体的每层设置纵向排列的负载纳米Ti02光催化剂的钢基网状陶瓷填料[7]，每层陶瓷填料可以作为一个模块插入箱体；光催化填料两侧安装一定数量的紫外灯W]，出气口处安装气体检测仪器[5]，可以根据出气口气体的浓度自动调节开启的紫外灯的数量；进气口处设置喷雾加湿器[2]，由湿度计[3]控制设备内部空气湿度。
2.根据权利要求1所述的一种除臭装置，其特征是除臭装置的箱体大小可根据所处理气体的气量和污染物的浓度进行调整，材质可用FRP、Pra、碳钢或不锈钢，内部可分为多层， 内壁及隔板均涂布纳米光催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种除臭装置，其特征是负载纳米Ti02光催化剂的钢基网状陶瓷填料根据除臭装置的大小制成模块式结构，用10-20层网状填料[202]插入并固定在框架[101]构成一个组件，填料之间的间隔为2-5cm，每个填料组件可以方便的插入和抽出ο
4.根据权利要求3—种除臭装置，其特征在于钢基网状陶瓷填料以不锈钢丝网作为基体，采用溶胶-凝胶法在其表面制备氧化铝陶瓷涂层。
专利摘要本实用新型涉及一种可再生的、基于纳米TiO2光催化反应的除臭装置。其技术方案是除臭装置的箱体[9]分为三层或者多层，由水平隔板[8]隔开；在最下面一层一侧设置进气口[1]，最上一层设置出气口[6]，气体由低到高折流式流动，箱体及隔板均涂布光催化材料；设备底部设置排空口[11]；箱体的每层设置多层纵向排列的负载纳米TiO2光催化剂的钢基网状陶瓷填料[7]，每层陶瓷填料可以作为一个模块插入箱体；每层光催化填料两侧安装一定数量的紫外灯[4]，出气口处安装硫化氢及氨气的检测仪器[5]，可以根据出气口气体的浓度自动调节开启的紫外灯的数量；进气口处设置喷雾加湿器[2]，由湿度计[3]控制设备内部空气湿度。本实用新型采用模块式网状陶瓷填料，比表面积大，透光性好，不仅增强了处理效果，而且方便更换和活化再生。
文档编号B01D53/58GK202078854SQ20112009540
公开日2011年12月21日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者不公告发明人 申请人:朱文杰, 王娜