专利名称：一种用于消除二恶英气体的处理模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及对有害气体的过滤处理，更具体指一种用于消除二恶英气体的处理模块，该处理模块能将二恶英气体在摄氏400度及以下温度分解成无毒性气体。
背景技术：
“二恶英”(2，3，7，8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin，简称dioxin)，是一种剧毒化合物族的统称，细分可为17个种类，依其氯化物结构不同，总计有210种，其产生来源包括焚化炉排放、杀虫剂、木材防腐剂含氯化合物、造纸染整使用的含氯漂白剂及燃烧含氯塑料等都会产生。其中焚化炉升温及降温过程为摄氏200～300度时，以及焚化炉内的静电集尘器或活性炭吸臭集尘器在使用寿命达到极限后需掩埋或再燃烧时，都会再产生二恶英二次公害污染。
因为二恶英具有很高的热稳定性、耐酸碱性、抗化学腐蚀、抗氧化水解，在水中溶解度低及低可染性等特性，因此一旦形成后，在天然环境中极难分解，导致环境累积，并会透过生物链生成生物转化、生物累积及生物浓缩。由于二恶英具有脂溶性，一旦进入动物或人类体内，多积存于脂肪内，无法分解，需极长时间约8年半才能排出生物体外，堪称“世纪剧毒”。
在地球上，日夜不停运转的焚化炉是不停产生世纪剧毒“二恶英”的主要地方。根据日本东京的统计资料，80％的二恶英气体是由焚化炉所产生，另一部分产生在控制及堆放不当的垃圾堆填区，因为垃圾会生产沼气引起自燃也会产生二恶英气体。
理论上燃烧垃圾或环境焚化炉炉温高达摄氏850度以上时，2分钟可完全分解二恶英等有毒气体，但是当焚烧的垃圾含水量高达50％左右及炉温一旦控制不当达不到摄氏850度以上时，就可能出现无色无臭或者有不同恶臭味的二恶英气体。
排放出的二恶英气体可以直接由人体吸入或由其它动植物吸入或传输到蔬菜果物、牧草上，再经由食物链进入人体。它存储于脂肪中，所以当人类食用大量肉类食品的同时，也等于吸取了剧毒二恶英。这就是肝脏、免疫系统、肌肉关节疼痛、流产、畸形儿、视力受损等等疾病越来越多的原因之一。
由此可见，在我们日常生活、工作的周围存在着大量的有毒有害的二恶英气体，对人们的身体形成了极大的威胁，但到目前为止尚没有一种低能耗且低于摄氏850度高温燃烧而能消除该气体的有效处理技术出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于消除二恶英气体的处理模块，利用该处理模块能在低能耗情况下有效地将对人体有害且存在于人们周围环境中的二恶英气体进行低温分解成无毒性气体，且无二次公害产生。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案该用于消除二恶英气体的处理模块包括置于一腔体内的分流板、锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网、紫外线灯管，所述的分流板上布设有若干通孔，分流板置于气流的入口处；所述的锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网设置有数层，每一层之间形成间隙夹层；紫外线灯管含有数根，数根紫外线灯管分布于过滤网之间形成的间隙夹层内。
所述的分流板选用耐腐蚀不锈钢316或耐腐蚀不锈钢310或耐腐蚀不锈钢304。
所述的分流板上的通孔直径约为20mm。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网至少设置有六层。
所述锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网之间形成的间隙夹层内的紫外线灯管至少设置有一根。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网的材质为纯镍及耐腐蚀不锈钢。
所述的处理模块为圆形柱状体、矩形柱状体、不规则或规则的多边形的柱状体的任一种。
所述的紫外线灯管为中压紫外线灯、高压汞灯、黑光灯、紫外线杀菌灯的任何一种。
所述的紫外线灯管的波长为250nm-380nm之间。
在本发明的上述技术方案中，该用于消除二恶英气体的处理模块包括置于一腔体内的分流板、锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网、紫外线灯管，分流板上布设有若干通孔，分流板置于气流的入口处；锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网设置有数层，每一层之间形成间隙夹层；紫外线灯管含有数根，数根紫外线灯管分布于过滤网之间形成的间隙夹层内。当含二恶英的气体通过处理模块后，气体在经过分流板后，气体能均匀分布，且能均匀地依次流向数层锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网并撞击十二面体锐钛型纳米二氧化钛金属海绵骨架结构，以及每一层过滤网的间隙夹层之间的紫外线灯管照射出波长为250nm-380nm的紫外光线，气体中的二恶英将被经紫外线照射纳米二氧化钛所产生的具强氧化性的“光子”迅速分解，因此，该处理模块能较为有效地消除存在于我们日常生活、工作的周围的大量有毒有害的二恶英气体，减少了该气体对人们身体所形成的威胁。经测试表明，若使用六层锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网和五层紫外线灯管时，在20秒的一次测试通气时间内对二恶英气体的处理率高达60％以上，如果处理模块加长并增加锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网的层数，那对二恶英气体的处理率可达到99％以上。
图1为本发明处理模块原理结构示意图。
具体实施例方式
为进一步说明本发明的上述目的、技术方案和效果，以下通过实施例结合上述各图对本发明进行详细的描述。
为了便于对本发明有更好地理解，下面先对二氧化钛的相关性能作如下介绍二氧化钛的光催化特性在1972年由日本藤屿昭教授发现，至今已得到广泛的研究和应用。光催化的基本原理是当半导体氧化物(如二氧化钛)纳米粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后，电子从价带跃迁到导带，产生了电子-空穴对，电子具有还原性，空穴具有氧化性，空穴与氧化物半导体纳米粒子表面的OH-反应生成氧化性很高的OH自由基，活泼的OH自由基可以把许多难降解的有机物氧化为CO2和H2O等无机物。因此，纳米二氧化钛不但可广泛用于对染料废水、农药废水、表面活性剂、含氮有机物、氯化物、氟里昂、工业酸洗废水以及含油废水等的光催化降解，把其降解为CO2、H2O和其它小分子无机物；同时，还能对空气中的挥发性有机化合物(VOC)，如甲醛、苯、二甲苯、甲苯等进行降解，以及对空气中存在的二恶英气体进行分解为无毒性气体，如包括氨气(NH3)、硫化氢(H2S)、甲醛(HCHO)等。
请参阅图1所示，本发明用于消除二恶英气体的处理模块包括置于一腔体内10的分流板11、锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网12、紫外线灯管13，所述的分流板11上布设有若干通孔，分流板11置于气流的入口处，在图1中，气流的方向是由下而上。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网12设置有数层，图1中示意了过滤网12设置有六层，每一层过滤网12之间形成间隙夹层14。
紫外线灯管13含有数根，数根紫外线灯管13分布于过滤网之间形成的间隙夹层14内，每一间隙夹层14的紫外线灯管13也排放有若干根，在图1中示意为四根，当然这可根据实际需要而定，紫外线灯管13可选用中压紫外线灯、高压汞灯、黑光灯、紫外线杀菌灯的任何一种，所述的紫外线灯管的波长为250nm-380nm之间。
本发明的实施例中，图1示意的处理模块为矩形柱状体。当然处理模块也可为圆形柱状体、不规则或规则的多边形的柱状体的任一种。
但是，分流板11、过滤网12的形状则应与处理模块的形状相同，即对应着矩形片状体，或圆形片状体，或者水平截面形状呈不规则或规则的多边形的柱状体或片状体。由于圆形柱状体、不规则或规则的多边形的柱状体结构的处理模块与矩形柱状体的处理模块的结构原理基本相同，在此就不详细说明了。
需要说明的是，本发明的处理模块能够在低温状态下(摄氏400度及以下的温度范围内)处理各种二恶英气体，包括氨气(NH3)、硫化氢(H2S)、甲醛(HCHO)、有机溶剂蒸汽(VOC)、酸气等气体。分流板11主要作用是让含二恶英的气体分布均匀，分流板11可以用耐腐蚀不锈钢316或耐腐蚀不锈钢310或耐腐蚀不锈钢304制造而成，上面分布有直径为20mm左右的通孔，当含二恶英的气体通过分流板11后，气体能均匀分布，且能均匀地流向锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网12，锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网12采用MetalfoamProducts Inc.公司生产的MP-Ti-nano5十二面立体金属网状结构过滤板，气孔数为4～100ppi，使用比表面积不低于330m2/g锐钛型、直径为5nm的纳米二氧化钛(nano-TiO2，Anatase type)，体积重量为同等体积金属材料的10％以下，通气率不低于99.97％，工作温度范围为摄氏400度以下。根据实验及测试，当使用六层锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网12及五层紫外线灯管13时，在20秒的一次测试通气时间内对H2S及NH3及HCHO等二恶英气体的处理率高达60％以上，如果处理模块加长并增加锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网12的层数及紫外线灯管13的排数，对二恶英气体的处理率可达到99％以上。
过滤网12的材质选用为纯镍及耐腐蚀不锈钢。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于，该处理模块包括置于一腔体内的分流板、锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网、紫外线灯管，所述的分流板上布设有若干通孔，分流板置于气流的入口处；所述的锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网设置有数层，每一层之间形成间隙夹层；紫外线灯管含有数根，数根紫外线灯管分布于过滤网之间形成的间隙夹层内。
2.如权利要求1所述的用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于，所述的分流板选用耐腐蚀不锈钢316或耐腐蚀不锈钢310或耐腐蚀不锈钢304。
3.如权利要求1或2所述的用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于，所述的分流板上的通孔直径约为20mm。
4.如权利要求1所述的用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于，所述的锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网至少设置有六层。
5.如权利要求1或4所述的用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于所述的锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网的材质为纯镍及耐腐蚀不锈钢。
6.如权利要求1或4所述的用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于，所述锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网之间形成的间隙夹层内的紫外线灯管至少设置有一根。
7.如权利要求1所述的用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于，所述的处理模块为圆形柱状体、矩形柱状体、不规则或规则的多边形的柱状体的任一种。
8.如权利要求1所述的用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于，所述的紫外线灯管为中压紫外线灯、高压汞灯、黑光灯、紫外线杀菌灯的任何一种。
9.如权利要求8所述的用于消除二恶英气体的处理模块，其特征在于，所述的紫外线灯管的波长为250nm-380nm之间。
全文摘要
一种用于消除二恶英气体的处理模块，包括置于一腔体内的分流板、锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网、紫外线灯管，分流板上布设有若干通孔；锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网设置有数层，每一层之间形成间隙夹层；数根紫外线灯管分布于过滤网之间形成的间隙夹层内。当含二恶英的气体通过处理模块后，气体在经过分流板后，气体能均匀分布，且能均匀地依次流向数层锐钛型纳米二氧化钛金属海绵过滤网并撞击十二面体锐钛型纳米二氧化钛金属海绵骨架结构，紫外线灯管照射出紫外光线，气体中的二恶英将被经紫外线照射纳米二氧化钛所产生的具强氧化性的“光子”迅速分解，能较为有效地消除存在于我们周围的大量有毒有害的二恶英气体。
文档编号B01D53/72GK1853761SQ20051002552
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月28日 优先权日2005年4月28日
发明者张德麟, 薛攀霆 申请人:张德麟, 薛攀霆