一种光诱导催化氧化的废气净化工艺与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废气净化工艺与装置，具体为一种光诱导催化氧化的废气净化工 艺与装置，属于废气净化处理技术应用领域。
【背景技术】
[0002] 近年来随着经济的发展，各种化工、涂料、家具、玩具、电子、喷涂等企业的大量产 生，导致了大量工业有机废气的排放，引起异味污染，严重影响大气环境质量，危害人体健 康，对有机废气的治理，除了热解法、活性炭法、冷凝法、喷淋吸收法、生物膜法、等离子体法 外，直接光解法、光催化法、化学氧化法因设备简单，造价低，使用方便等优点，近年来，光催 化氧化技术和化学氧化法在喷涂、化工、恶臭废气等领域大量应用。光催化技术原理是:CD 紫外光波的直接作用：首先通过紫外灯管产生特定波段的高能光波，产生光波的波长主要 是253.7nm和185nm，特定波长的光波被污染物分子吸收，从而逐步打断分子键，污染物被降 解，同时O 2也会吸收光波生成03,氧化分解污染物质;②催化剂的催化作用：当一定能量的光 照射到半导体时，价带电子受激发而跃迀成为光生电子，留下了不为电子占据的能量状态， 即光生空穴，与激发到导带的电子形成电子/空穴对，它们可运动到半导体粒子的表面，生 成具有氧化能力的高活性自由基，加速反应系统中反应物的降解作用。化学氧化法技术原 理是:利用化学氧化剂如双氧水、次氯酸钠、臭氧等氧化剂的强氧化作用，将氧化剂导入反 应装置，并与废气中的污染物接触发生氧化反应。
[0003] 但在实际工程应用中，直接光解、光催化技术和化学氧化法对工业上废气净化效 果并不理想，对光技术而言，其原因主要在于： (1) 光电转化效率低，由于目前采用的光源大多数是低压汞灯，辐射的紫外光中，对污 染物有直接分解作用的波长为185nm(能量约6.9eV)，尽管253.7nm光子能量(能量约5.7eV) 大于大多数化合物键能，但由于很多物质并不吸收253.7nm光或吸收很弱，因此，实际起作 用的光为185nm光。但对低压萊灯而言，185nm光相对福射强度极低，在有限的萊灯装机量 下，难以满足废气净化要求，对污染物处理效率低，若要达到理想的处理效率，理论装机量 庞大； (2) 紫外光利用率低下，由于废气中的水分、氧气等也会吸收185nm光，因而导致185nm 光在反应区的透射距离及其微小，仅在贴近灯的表面的污染物得到直接分解作用。尽管水 分和氧气在185nm光解下会产生氧原子、臭氧、羟基自由基等，但这些活性基团在与污染物 发生反应时，受控于碰撞几率、反应速率等因素，这种间接氧化反应对废气净化效果的贡献 有限。
[0004] (3)253.7nm光相对辐射强度比185nm光大的多，为提高对253.7nm光的利用效率， 光催化反应也得到应用，所用催化剂多为固体状态，但这种反应装置的净化效果受控于污 染物扩散到催化剂表面的速率，而且，只有光照的区域才会发生作用，因此，光催化技术的 应用于废气净化也一直受到质疑。
[0005] (4)另外，粉尘、水汽、或其他污染物质易积聚在催化剂表面，导致催化剂失活失 效； (5)反应过程中，易产生过量臭氧，短时间内难以反应除去，使出气口臭氧浓度有时会 超标。
[0006] 对化学氧化法而言，净化效果不理想的原因在于： (1)受控于气-液或气-气传质困难因素的影响，化学氧化剂与污染物接触几率低降低 了化学反应速率。为提高传质效率，在净化塔内装填接触填料或提高液体化学氧化剂的喷 淋强度，从而引起带液问题。
[0007] (2)为提高氧化剂的氧化电位，往往需要添加酸液，降低pH值，从而增加了设备腐 蚀和投药系统的控制问题。
[0008] (3)由此可见，现有的光有关处理技术或化学氧化法对有机废气的治理均存在一 定的缺陷，为避免现有技术中的不足之处亟需提供一种净化效果好、高效实用的废气净化 处理装置。
【发明内容】
[0009] 本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种光诱导催化氧化的废气净 化工艺与装置。
[0010]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案： 本发明提供一种光诱导催化氧化的废气净化工艺与装置，包括外部箱体以及设置在所 述外部箱体底端的循环水槽，所述循环水槽内部设置循环栗，且所述循环栗通过喷淋管路 与设置在所述外部箱体内部的高压喷嘴连通;所述外部箱体内部设置光解腔体，且所述光 解腔体内部设置除雾装置;所述外部箱体顶端设置设备出口，且所述外部箱体侧壁设置设 备入口；所述设备入口顶端设置导流装置，且所述导流装置顶端设置套管式紫外光灯;所述 外部箱体侧壁开设观察口；所述循环水槽一侧连接PH计，且所述pH计一侧设置补液口；所述 循环水槽一侧设置储液罐，且所述储液罐顶端通过计量栗与所述循环水槽连通。
[0011] 作为本发明的一种优选技术方案，还包括石英套管、紫外灯管和套管接头，所述套 管式紫外光灯内部套装石英套管，且所述石英套管内部设置紫外灯管;所述石英套管一端 设置套管接头。
[0012] 作为本发明的一种优选技术方案，所述导流装置设置有若干个均匀分布的小孔的 金属板。
[0013] 作为本发明的一种优选技术方案，所述喷淋管路位于所述外部箱体内部的部分侧 壁设置有若干个均匀分布的所述高压喷嘴。
[0014] 作为本发明的一种优选技术方案，所述光解腔体内部设置有若干个均匀分布的所 述套管式紫外光灯。
[0015] 本发明所达到的有益效果是： 1、 极大的提高了光波的利用效率，充分利用了 253.7nm光，实现光诱导快速氧化、氧化 剂直接氧化、紫外光直接光解协同作用； 2、 紫外灯管内置入石英套管内，避免了灯管与污染物直接接触，使灯管发光稳定、使用 寿命长、发光效率更高，通过光波诱导化学氧化剂加速了氧化反应的进行，不仅高效分解有 机污染物，而且无臭氧二次污染，具有处理废气快速高效、操作简单及净化效果好等优点。
【附图说明】
[0016]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0017] 在附图中： 图1是本发明的整体结构示意图； 图2是本发明紫外灯管内部结构示意图； 图中标号：1、外部箱体;2、设备入口； 3、导流装置;4、观察口； 5、套管式紫外光灯;6、高 压喷嘴;7、光解腔体;8、除雾装置;9、设备出口； 10、喷淋管路；11、循环栗；12、pH计；13、计 量栗;14、储液罐;15、补液口； 16、循环水槽;17、石英套管；18、紫外灯管；19、套管接头。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019] 实施例：如图1-2所示，本发明提供一种光诱导催化氧化的废气净化工艺与装置， 包括外部箱体1以及设置在所述外部箱体1底端的循环水槽16,所述循环水槽16内部设置循 环栗11，且所述循环