一种微波无极紫外光催化净化及同步分解臭氧装置的制作方法

本实用新型涉及工业有机废气净化领域，尤其涉及一种微波无极紫外光催化净化及同步分解臭氧装置。

背景技术：

目前，真空紫外光催化在气相中的研究得到了广泛的关注。许多研究人员都致力于VUV光解去除挥发性有机物的研究，研究表明VUV光源与254nm紫外光催化相比，可大幅提高污染物的去除效率，同时避免了催化剂失活的现象，具有明显的优势，在VOCs治理领域具有重要的应用价值。但值得注意的是，VUV真空紫外线能量高，在提高光催化降解效率和污染物矿化率的同时也产生了副产物，即剩余臭氧问题，会造成二次污染。

微波(microwave，MW)是一种电磁波，其频率范围为0.3～300GHz。一般微波具有特定的物理、化学、生物学效应。在微波传输过程中由于不同材料的介电常数、比热容、形状等物理特性的不同，微波会发生不同程度的反射、吸收或者穿透等作用。目前微波的工业应用主要集中在微波加热、微波通讯、微波冶炼等领域，其他方面应用较少。而在环境治理应用领域中，目前主要的研究在于水处理方面，主要涉及微波辅助热催化氧化、微波辅助光催化氧化、微波无极紫外光解及其光催化。其中微波无极紫外光解及其光催化主要是在微波场中引入无极紫外灯与光催化剂形成微波无极紫外高级氧化体系进而起到对有机物的光解以及光催化降解，包括利用微波产生原位深紫外(VUV)而直接降解VOCs、光激发水产生羟基自由基氧化VOCs、光致O3氧化VOCs、光激发催化剂降解吸附在其表面的VOCs以及各因素协同降解VOCs；此外，通过采用过渡金属修饰光催化剂，利用过渡金属可抑制光生载流子复合、拓宽光响应波段及成为分解臭氧的催化活性位的特点，以及利用微波热效应和非热效应强化催化氧化反应的特点，将过渡金属修饰改性纳米光催化剂与微波应用到真空紫外光催化体系下降解挥发性有机污染物，研究利用剩余臭氧强化挥发性有机物的降解，并原位分解臭氧。该技术高度集成，操作简单且一般在常温下即可完成污染物的去除，且能将污染物部分彻底矿化。为有效提高真空紫外光催化技术处理污染物的效率，同时避免剩余臭氧二次污染的问题，本发明设计了微波无极紫外光催化净化及同步分解臭氧系统，可实现污染物降解和剩余臭氧分解的同步进行。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述问题，提供了一种可实现污染物降解和剩余臭氧分解同步进行的微波无极紫外光催化净化及同步分解臭氧装置。

本实用新型所采取的技术方案：

一种微波无极紫外光催化净化及同步分解臭氧装置，包括外形呈枣核状的净化箱体，净化箱体包括中间筒体和两端呈喇叭口状的废气进口与净化气出口，废气进口处设有进气罩，中间筒体从与废气进口连接处向净化气出口连接处依次设有气体分布器、纤维过滤层和多次交替排列设置的真空紫外光源模块和催化剂模块，真空紫外光源模块包括设置在中间筒体前面板内侧的灯管支撑架，插入灯管支撑架的多个无极紫外灯管和激发无极紫外灯管的微波发生器，催化剂模块包括固定在中间筒体前面板内侧的泡沫陶瓷载体及泡沫陶瓷载体上的过渡金属修饰纳米二氧化钛催化剂，净化气出口处设有排气罩。

所述的净化箱体的材质为不锈钢板。

所述的灯管支撑架的材质为聚四氟乙烯材质。

所述的纤维过滤层呈波纹状。

所述的无极紫外灯管发射185nm和254nm波长紫外线。

本实用新型的有益效果：本实用新型净化箱体采用不锈钢板制作，有效防治有机废气中的腐蚀性成分，紫外线灯管由于采用的是无极灯管，因而不存在电极老化、腐蚀的问题，极大提高了设备的使用寿命，设备前置气体分布器能够使气流均匀分布和去除废气中粉尘、过量水蒸气及部分有机物，真空紫外光源模块与催化剂模块交替排列，因而光催化剂模块不会失活，同时能充分利用真空紫外光解模块产生的剩余臭氧，同时催化剂模块所接收的紫外光更加均匀，催化效率更高，气体分布器、纤维过滤层、真空紫外光源模块和催化剂模块采用单元结构，模块之间独立分布，更换简单、方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图。

图2为本实用新型的结构俯视图。

其中：1-进气罩；2-废气进口；3-气体分布器；4-纤维过滤层；5-真空紫外光源模块；6-中间筒体；7-催化剂模块；8-净化气出口；9-排气罩；5.1-微波发生器；5.2-灯管支撑架；5.3-无极紫外灯管；7.1-过渡金属修饰纳米二氧化钛催化剂；7.2-泡沫陶瓷载体。

具体实施方式

一种微波无极紫外光催化净化及同步分解臭氧装置，包括外形呈枣核状的净化箱体，净化箱体包括中间筒体6和两端呈喇叭口状的废气进口2与净化气出口8，废气进口2处设有进气罩1，中间筒体6从与废气进口2连接处向净化气出口8连接处依次设有气体分布器3、纤维过滤层4和多次交替排列设置的真空紫外光源模块5和催化剂模块7，真空紫外光源模块5包括设置在中间筒体6前面板内侧的灯管支撑架5.2，插入灯管支撑架5.2的多个无极紫外灯管5.3和激发无极紫外灯管5.3的微波发生器5.1，催化剂模块7包括固定在中间筒体6前面板内侧的泡沫陶瓷载体7.2及泡沫陶瓷载体7.2上的过渡金属修饰纳米二氧化钛催化剂7.1，净化气出口8处设有排气罩9。

所述的净化箱体的材质为不锈钢板。

所述的灯管支撑架5.2的材质为聚四氟乙烯材质。

所述的纤维过滤层4呈波纹状。

所述的无极紫外灯管5.3发射185nm和254nm波长紫外线。

应用时，废气通过进气罩1进入带有气体分布器3的净化箱体内，由于气体分布器3及所述净化箱体的中间筒体6截面积较大，故气流速度迅速降低，最终形成稳定、均匀分布的低流速气流通过纤维过滤层4，纤维过滤层4呈波纹状，增加了纤维过滤层4的有效过滤面积，将废气中的固体颗粒物和水蒸气截留，从而达到除尘和除湿的效果，保证了后续设备的安全、高效的运行。真空紫外光源模块5的无极紫外灯管5.3，发射185nm和254nm波长紫外线，在185nm真空紫外线照射的情况下，废气在真空紫外光源模块5上进行第一步直接分解，经直接光解后的气体流入催化剂模块7，催化剂模块7中的过渡金属修饰纳米二氧化钛催化剂7.1，在真空紫外线发射出254nm波长紫外线的照射及微波发生器5.1微波辅助催化作用下，废气在过渡金属修饰纳米二氧化钛催化剂7.1上分解，充分分解后生成二氧化碳和水，最后净化后的气体由净化气出口8经过排气罩9排出。该装置中所述真空紫外光源模块5与催化剂模块7多次交替排列，能够使分解后的废气持续分解，同时由于过渡金属修饰纳米二氧化钛催化剂7.1的使用，在提高光催化降解效率、避免催化剂失活的同时同步分解剩余臭氧，确保无二次污染，所以使用该新型的废气净化装置废气净化效率更高。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。