一种TiO₂光解净化处理装置的制作方法

专利名称：一种TiO₂光解净化处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型设计恶臭气体或工业烟气的处理装置，更具体地说是一种应用于恶臭
气体或工业烟气的光催化净化装置。
背景技术：
恶臭气体污染是指一切剌激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质。恶臭物质的臭气强度随尝试的增高而加强，据众多研究资料表明，恶臭给人的感觉量(即恶臭强度)是与恶臭物质对人嗅觉的剌激量对比数成正比，两者之间关系符合Weber-Fechner定律[0003] I = K+logC+a 式中I :人对嗅觉的感觉量，臭气强度[0005] K:常数，不同恶臭物质取值不同[0006] C :恶臭物质浓度[0007] a:常数，不同恶臭物质取值不同 从式中可知道即使恶臭气体去除了 90%，但人对嗅觉的感觉量(臭气强度)却只减少了一半，这就决定了恶臭气体处理的技术难度大，据研究表明，与处理其它废气相比，处理恶臭气体要难成百上千倍。 恶臭气体作为一种典型的环境公害已为世界各国所公认，不少发达国家将其作为一种单列公害进行研究，并专项立法实施防治。国外对恶臭污染的治理工作也开展较早，在日本及欧美的多个工业领域中采用如固定床式活性碳吸附脱臭等技术已有一定历史。[0010] 近年来，我国也开始重视对恶臭气体的监测与防治并取得一定成效，在我国对恶臭气体治理技术中大多采用传统的技术方法，这些技术都存在一定的缺点。我国制订了部分恶臭化合物的排放标准(GB1455-93)和配套的分析方法，恶臭污染的防治目标之一就是要达到GB14554-93规定的恶臭物质(氨、三甲胺、矿化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二矿化碳和苯乙烯等)排放标准，最终目的是要消除恶臭，创造一个无臭的环境。[0011] 目前国内国际治理恶臭气体的技术方法有1、燃烧法；2、催化氧化法；3、臭氧除臭法；4、活性碳吸附法；5、药液喷淋法；6、生物除臭法等。虽然它们在恶臭气体处理上取得一定成果，但在不同程度上存在设备投资大；运行管理成本高；处理气量小；占用空间大；处理不彻底；造成二次污染；工作不稳定；脱臭效果不高；能耗大等缺点。

实用新型内容基于此，本实用新型的目的是提供一种Ti02光解净化处理装置，该装置能够将恶臭气体物质或工业烟气转化为无臭味的小分子化合物或者完全矿化，有效地除去恶臭气体。 本实用新型的另一个目的在于提供一种Ti02光解净化处理装置，该装置简单可靠，投资小，处理效率高，且不会造成二次污染。[0014] 因此，本实用新型是这样实现的 —种Ti02光解净化处理装置，该装置包括有紫外线发生器及Ti02催化装置，Ti02 催化装置设置于紫外线发生器的外部，便于催化恶臭气体或工业烟气。启动该装置后，紫外 线发生器向外发出紫外线，在TiOj崔化装置的作用下，恶臭气体及工业烟气的大分子有机 物发生链断裂，使大分子有机物分解为小分子有机物，或者充分进行矿化，使恶臭气体或烟 气转化为无害气体。 其作用机理为 利用紫外线光束，使空气中产生大量的自由电子，这些电子大部分能被氧气所获 得，形成负氧离子(03—)，负氧离子不稳定，很容易失去一个电子而变成活性氧(臭氧)，臭氧 是高级氧化剂，既可以氧化分解有机物和无机物，也可以起杀菌的作用。主要的恶臭气体， 如臭气氨、三甲胺、矿化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二矿化碳、苯乙烯等，都可以与臭氧 发生反应，在臭氧的作用下，这些恶臭气体由大分子物质被分解为小分子物质，直至矿化。 所述的Ti02催化装置，为Ti02弹簧管，即采用Ti02制作为弹簧的形状，或者在弹 簧上喷上1102涂料制成。 上述的Ti02弹簧管，其套系于紫外线发生器上，便于进行催化反应。 所述Ti02弹簧管是由普通弹簧管喷上Ti02颜料。 上述1102采用纳米级锐钛型1102。 所述的Ti02光解净化处理装置，其还设置有喷雾器，喷雾器设置于对应于紫外线 发生器的方向，向恶臭气体或工业烟气中喷入水汽，Ti02和水的作用产生 OH(烃基自由 基)，溶于水的臭氧产生 OH，通过 OH与恶臭气体或工业烟气进行氧化反应，对恶臭气体 或工业烟气进行矿化。 所述的Ti02光解净化处理装置，其至少具有一个紫外线发生器及Ti02催化装置， 且紫外线发生器及Ti02催化装置是一一对应的关系。 所述的Ti02光解净化处理装置，其进一步包括有整流板、湿度传感器、喷雾器、除 雾器，该装置设置于一壳体内，具有一个以上的紫外线发生器及Ti02催化装置，壳体上设置 有喷雾器，喷雾器的喷嘴伸入到壳体内，向壳体内喷射水汽；控制反应的湿度在适当的范围 内；壳体内部还设置有温度传感器，以控制反应温度；整流板设置于壳体的一侧进气口处； 除雾器，则安装于壳体一侧的出气口处，用于除去多余的水汽。 所述的紫外线发生器，其发生高能紫外线，以能够使恶臭气体或工业烟气进行催 化分解或矿化。 上述的紫外线发生器为紫外灯管。 在本实用新型所述的1102光解净化处理装置及方法，能利用高能紫外线光束，使 空气中产生大量的自由电子，这些电子大部分能被氧气所获得，形成负氧离子(03—)，负氧离 子不稳定，很容易失去一个电子而变成活性氧(臭氧)，主要臭气氨、三甲胺、矿化氢、甲硫 醇、甲硫醚、二甲二硫、二矿化碳、苯乙烯等，都可以与臭氧发生反应。在臭氧的作用下，这些 恶臭气体由大分子物质被分解为小分子物质，直至矿化。 同时，可以利用紫外线光束与Ti02和水的作用产生 0H，溶于水的臭氧产 生 0H， OH与恶臭气体反应，矿化程度更高。 再之，大分子有机物在高能紫外线作用下使其链结构断裂，使恶臭气体物质转化为无臭味的小分子化合物或者完全矿化，生成水和C02。同时具有消毒杀菌的功能，应用本 装置可以完全做到免维护，免清洗，大大降低运行管理成本。

图1为本实用新型所实施的结构示意图， 图2为本实用新型对恶臭气体处理的结构示意图， 图3为本实用新型一种具体应用的结构示意图。
具体实施方式下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中 图1所述，为本实用新型Ti02光解净化处理装置的基本构成结构示意图，最基本 的元件是紫外线管61和Ti02弹簧管62，其中Ti02弹簧管62为普通的弹簧管电镀上Ti02 颜料制成，Ti02弹簧62管套系于紫外线管61并一端与紫外线管61固定于一起，紫外线管 61和Ti02弹簧管62，再加上外壳及固定紫外线管61的部件共同构成光解净化的反应室6。 图2所述，为本实用新型出来恶臭气体的示意图。图中，当恶臭气体通过本实用新 型构成的反应室6时，紫外光照射恶臭气体中氧气及Ti02的催化作用下，使空气中产生大 量的自由电子，这些电子大部分能被氧气所获得，形成负氧离子(03—)，负氧离子不稳定，很 容易失去一个电子而变成活性氧(臭氧)，臭氧是高级氧化剂，可以有效地氧化分解有机物 和无机物，能够对恶臭气体进行充分地氧化分解，在臭氧的作用下，恶臭气体由大分子物质 被分解为小分子物质，直至矿化。 结合图3所示，图3是本实用新型的Ti02光解净化处理装置的结构示意图。恶臭 气体在风机8的动力下通过集气罩9在整流板1均匀气流后进入反应室6 (即Ti02光解净 化处理装置)。 在Ti02光解净化处理装置内，高能紫外线光束在气相中产生的臭氧和在液相中产 生的 OH对恶臭气体进行协同分解氧化反应，同时大分子有机物在紫外线作用下使其链结 构断裂，使恶臭气体物质转化为无臭味的小分子化合物或者完全矿化，生成水和C02，达标 后经排风管排入大气。整个分解氧化过程在l秒内完成，为保证恶臭气体的处理效率，恶臭 气体由集气罩9收集后利用风机8的动力经整流板1把气流分布均匀后进入反应室6。在反 应室内高能紫外灯管在1102的催化作用下大分子有机物链结构断裂在高能紫外光的作用 下大分子有机物的链结构断裂，使大分子有机物被分解为小分子有机物；在高能紫外光照 射恶臭气体中氧气及Ti02的催化作用下，使空气中产生大量的自由电子，这些电子大部分 能被氧气所获得，形成负氧离子(03—)，负氧离子不稳定，很容易失去一个电子而变成活性氧
(臭氧)，即uv+空气,^^cr+其它氧负离子or2^负氧离子o3—臭氧 03，臭氧是高级氧化剂，既可以氧化分解有机物和无机物，也可以起杀菌的作用； 同时，反应室6内设置喷雾器，喷雾嘴3和喷雾管4构成喷雾器，向反应室内 喷射水汽，在用紫外线光束与Ti02和水的作用产生 0H，溶于水的臭氧产生 0H。即
UV+H20,，* OH03+H20链式反应〉.OH， .OH是最具活性的氧化
剂之一，氧化能力明显高于普通氧化剂，与恶臭气体反应，矿化程度更高。[0039] 为了提高恶臭气体的净化效率，采用湿度传感器2探入到反应室内进行湿度监 控；同时还在反应室6上安装防气倒流器5，以使恶臭气体的流向稳定；在反应室6的出气 口上则安装除雾器7，除去气体中的水汽，然后将处理过的气体通过排气管10排放到空气 中。
采用湿度传感器2控制反应室的湿度；适用于高中低浓度恶臭气体；利用整流使
恶臭气体分布均匀，更有利于系统效率的提高；且对恶臭气体无需预处理。 经处理的恶臭气体脱臭率可达99.9%，可达环保排放标准。并在除雾器的作用下，
去除处理过程中的水汽，使气体处于干燥，这样就可以降低水汽对风机的腐蚀，最后气体经
排气管排出大气。 本实用新型的Ti02光解净化处理装置，具有以下效果用寿命长，运行成本低，净 化效率高，工作安全可靠，可连续工作，安装灵活快捷，不产生二次污染。本装置采用气液两 相高效除恶臭矿化程度高，对于各种恶臭物质，脱臭率可达99. 9%，达现行环保排放标准； 无需添加任何化学物质。
权利要求一种TiO2光解净化处理装置，该装置包括有紫外线发生器及TiO2催化装置，TiO2催化装置设置于紫外线发生器的外部。
2. 如权利要求1所述的Ti02光解净化处理装置，其特征在于Ti02催化装置为Ti02弹簧管，即采用Ti02制作为弹簧的形状，或者在弹簧上喷上Ti02涂料。
3. 如权利要求2所述的Ti02光解净化处理装置，其特征在于上述的Ti02弹簧管，其套系于紫外线发生器上。
4. 如权利要求1所述的Ti02光解净化处理装置，其特征在于该装置，设置有喷雾器，向恶臭气体或工业烟气中喷入水汽，喷雾器设置于对应于紫外线发生器的方向。
5. 如权利要求1所述的Ti02光解净化处理装置，其特征在于所述的SPM-Ti02光解净化处理装置，其至少具有一个紫外线发生器及Ti02催化装置，且紫外线发生器及Ti02催化装置是一一对应的关系。
6. 如权利要求1所述的Ti02光解净化处理装置，其特征在于所述的SPM-Ti02光解净化处理装置，其进一步包括有整流板、湿度传感器、喷雾器、除雾器，该装置设置于一壳体内，具有一个以上的紫外线发生器及TiOj崔化装置，壳体上设置有喷雾器，喷雾器的喷嘴伸入到壳体内，向壳体内喷射水汽；控制反应的湿度在适当的范围内；壳体内部还设置有温度传感器；整流板设置于壳体的一侧进气口处；除雾器，则安装于壳体一侧的出气口处。
7. 如权利要求2所述的Ti02光解净化处理装置，其特征在于Ti02弹簧管是由普通弹簧管喷上1102颜料。
8. 如权利要求7所述的Ti02光解净化处理装置，其特征在于上述Ti02采用纳米级锐钛型1102。
专利摘要本实用新型是一种TiO2光解净化处理装置，该装置能够通过紫外线对恶臭气体及工业烟气进行氧化处理，同时在紫外线的作用下大分子有机物发生链断裂，使大分子有机物分解为小分子有机物，将经过氧化分解后的物质排出大气。该装置使恶臭气体在气液两相体系中被高效去除，矿化程度高，可无害排放，无二次污染。
文档编号A61L9/20GK201537460SQ20092013591
公开日2010年8月4日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者付阳平 申请人:付阳平