一种基于微波紫外光的恶臭废气处理系统及方法与流程

文档序号:31053784发布日期:2022-08-06 09:57阅读:31来源:国知局
一种基于微波紫外光的恶臭废气处理系统及方法与流程

1.本发明属于环境环保的技术领域,特别是涉及一种基于微波紫外光的恶臭废气处理系统及方法。


背景技术:

2.光催化技术是一种利用新型的复合纳米高科技功能材料的技术,普遍应用于很多空气净化的技术。利用微波无极灯产生紫外光与光触媒充分接触,从而起到光催化氧化效果:由于光触媒的催化作用,使得有机物分子的键能大大降低,从而分解废气。
3.但是现有技术中,在使用光催化处理废气时,是通过无极微波紫外光灯管照射于对应的催化填料上,但是由于催化填料被照射的表面积小,导致催化效果不佳;且不同位置处的催化填料受到紫外光的照射强度也不同,因此催化填料的利用率不高,进一步降低了催化效果。


技术实现要素:

4.本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题,提供了一种基于微波紫外光的恶臭废气处理系统及方法。
5.本发明采用以下技术方案:一种基于微波紫外光的恶臭废气处理系统,包括:箱体,其内部具有镂空结构的净化腔;所述箱体的一端设置有连通于净化腔的进气口,另一端设置有与净化腔相通的出气口;还包括:若干个灯管支架,按照预定间隔安装在所述净化腔内;所述灯管支架具有沿宽度方向上的自由度;所述灯管支架内等距离安装有n个灯管;若干个镍网支架,按照预定间隔与所述灯管支架交错设置;所述镍网支架具有沿宽度方向上的自由度;所述镍网支架内等距离安装有n个镍网组;光照时,镍网组上的镍网片处于弯曲状态,与对应灯管的管壁相贴近。
6.在进一步的实施例中,相邻的灯管支架上的灯管为交错设置;相邻的镍网支架上的镍网组为交错设置。
7.通过采用上述技术方案,交错设置的灯管和镍网进一步增加了镍网片被照射的面积,尤其是镍网片的背面可以通过设置在其背后的灯管进行光照处理。
8.在进一步的实施例中,所述镍网组至少包括:至少两组镍网片,所述镍网片的边缘处设置有连接边框;形变机构,安装于所述镍网支架的一侧面;所述形变机构至少包括:两个对称设置的安装部,所述安装部被设置为分别固定连接所述镍网片;外力作用于安装部,驱动镍网片在预定角度范围内做相向运动。
9.通过采用上述技术方案,当镍网支架需要被抽拉出来进行处理时,则利用形变机构控制镍网片均位于同一面上,使其移动过程中产生了移动所需的避让空间。
10.在进一步的实施例中,所述形变机构还包括:
固定座,固定于所述镍网支架;所述固定座的两个安装臂上沿其长度方向开设有滑槽;移动板,弹性连接于所述滑槽内;所述两个安装部相对铰接在所述移动板上;两个挡止部,安装在所述安装架上并与所述安装部相对应;当所述移动板被回弹时,所述两安装部之间的夹角为180
°
,当所述移动板被压缩状态时,所述两安装部之间的夹角为钝角。
11.在进一步的实施例中,还包括:安装在灯管支架上的若干个触发机构,所述触发机构的位置和数量与相邻的镍网支架上的镍网组相对应;所述触发机构在净化腔内的压强的作用下,触发形变机构,使两组镍网片之间的夹角由180
°
转变为钝角。
12.通过采用上述技术方案,充分利用了净化腔内的压强,实现在处理室中自适应运行节能模式能耗控制到最佳状态。
13.在进一步的实施例中,所述触发机构包括:柱状壳体,贯穿于所述灯管支架上;所述柱状壳体的一端面设置有气体导入口;回弹件,设于所述柱状壳体内;触发体,一端连接于所述回弹件,另一端穿过所述柱状壳体的另一端面;其中,所述回弹件包括:挡风板,活动填充于所述柱状壳体的竖截面;压缩弹簧,套接在所述触发体上并位于柱状壳体与挡风板之间;所述挡风板在外力的作用下,向触发体所在方向移动并压缩所述压缩弹簧,触发体向外延伸并与形变机构相抵;当外力消失,压缩弹簧回弹,挡风板向触发体所在的反方向移动,与形变机构发生脱离,两安装部之间的夹角恢复至180
°

14.在进一步的实施例中,当所述移动板被压缩状态时,所述两安装部之间的夹角的取值范围如下:,式中,r为灯管的外径,d为灯管支架到镍网支架的距离。
15.通过采用上述技术方案,在增加镍网片光照面积的同时还保障了镍网片与其两侧的灯管均无接触。
16.在进一步的实施例中,定义镍网片的宽度为w,同一灯管支架上的相邻两灯管之间的间距j满足以下关系:j2w-2r;其中,r为灯管的外径。
17.通过采用上述技术方案,保证了镍网片在任何时候都不会受到干扰。
18.在进一步的实施例中,所述镍网片包括:镍网本体,烘烤在所述镍网本体上的陶瓷载体,以及注塑在陶瓷载体上的包裹层;所述包裹层至少包括以下成分:负载贵金属氧化物、石墨烯与tio2。
19.使用如上所述的基于微波紫外光的恶臭废气处理系统的恶臭废气处理方法,包括以下步骤:步骤一、按照需求将灯管安装在灯管支架上、镍网片安装在对应的安装部内;此时形变机构不受任何外力,即移动板处于回弹状态,安装在同一组形变机构内的两组镍网片
之间的夹角为180
°
;步骤二、将分别装有灯管和镍网片的灯管支架、镍网支架推送至净化腔内,定位;步骤三、将出气口做密封处理,恶臭废气由进气口进入净化腔内;当净化腔内的气压达到第一阈值时,净化腔内的气体经过气体导入口进入到柱状壳体内;步骤四、恶臭废气持续进入净化腔内,气压随之增加,当净化腔内的气压达到第二阈值时,移动板在气压的作用下向触发体的所在方向移动,即触发体向对应的形变机构靠近,直至与形变机构的安装部相抵;定义触发体移动的距离为触发距离l;步骤五、两安装部之间的夹角随着触发距离l的增加而变小,直至移动板处于完全压缩状态,此时的夹角满足以下条件:;步骤六、处理指定时间后,关闭进气口,打开出气口将处理过的废气抽出,此时净化腔内的气压逐渐降低,柱状壳体的气压也跟随着降低,触发体逐渐失去外力的作用开始回弹,直至触发体与形变机构无接触;步骤七、两安装部之间的夹角恢复至180
°
;在执行步骤三至步骤七时,微波发生器一直处于工作状态。
20.本发明的有益效果:本发明在做微波光照处理时,增大了镍网片的受光照面,能够最大化的使镍网片上的包裹层氧化分解,并作用于恶臭气体,转化为二氧化碳、水和氯化氢等小分子物质,提高能量场空间密度平均,大大提高有机废气去除效率;本发明中的镍网片所在角度及状态取决于当前待处理的恶臭气体的流量,即基于恶臭气体的处理量决定所需镍网片的角度和利用率,实现在处理室中自适应运行节能模式能耗控制到最佳状态。
附图说明
21.图1为本发明一种基于微波紫外光的恶臭废气处理系统的结构示意图。
22.图2为本发明的灯管与镍网片的状态图一。
23.图3为本发明的灯管与镍网片的状态图二。
24.图4为本发明的灯管与镍网片的状态图三。
25.图5为本发明中的形变机构与触发机构的结构图。
26.图6为本发明中的形变机构的结构示意图。
27.图7为本发明中的触发机构的剖视图。
28.图8为本发明中的镍网片的侧视图。
29.图1至图8中的各标注为:箱体1、进气口2、出气口3、灯管支架4、镍网支架5、镍网片6、形变机构7、触发机构8、灯管9、固定座701、滑槽702、移动板703、挡止部704、弹簧705、安装部706、柱状壳体801、挡风板802、压缩弹簧803、触发体804、气体导入口805。
具体实施方式
30.下面结合说明书附图和实施例对本发明做进一步的描述。
31.实施例1
本实施例为解决背景技术中存在的技术问题,提供了一种基于微波紫外光的恶臭废气处理系统,如图1所示,包括:箱体1,所述箱体1的内部为中空结构形成至少一个净化腔。箱体1的两端分别开设有进气口2和出气口3,且所述进气口2和出气口3均与净化腔相通。在本实施例中,定义设置有进气口2的一端为前侧,则设置有出气口3的一端为后侧。废气处理时,恶臭废气由进气口2进入至净化腔内,在净化腔内经一系列处理后再由出气口3排出。
32.在本实施例中,所述净化腔的内部至少包括:若干个灯管支架4和若干个镍网支架5,且所述若干个灯管支架4和若干个镍网支架5均在净化腔的宽度方向上具体一个自由度。换言之,灯管支架4和镍网支架5为抽拉式安装在净化腔内,当处于工作时,灯管支架4和镍网支架5均位于净化腔的内部且连接处为密封状态;当需要对灯管或者镍网片6进行维护、更换等处理时,则将灯管支架4和镍网支架5从净化腔内抽拉出来。
33.在进一步的实施例中,灯管支架4内等距离安装有n个灯管,其中n为大于等于2的整数,灯管进一步优选为固汞-银合金发光片的无极石英灯管,该灯管的温度可达到90℃,且假设灯管破损后利于固汞合金回收,而且在常温下不产生汞蒸汽,不会对环境造成二次污染。且无极石英灯管在使用过程中具备精准控制汞蒸汽压的作用,结合固汞合金对汞蒸汽有超强的吸附特性,所以固汞-银合金损失比液汞损失速度慢很多,可以有效地延长灯管的使用寿命。
34.镍网支架5内等距离安装有n个镍网组;光照时,镍网组上的镍网片6处于弯曲状态,与对应灯管的管壁相贴近。处于弯曲状态的镍网片6能够最大面积的接收灯管的照射,促进镍网片6上的催化剂作用于恶臭气体。且为了能够达到上述效果,镍网片6的末端是弯折并延伸至两灯管之间的。
35.但是基于上述描述,处于弯曲状态下的镍网片6将会带来以下问题:镍网支架5处于移动状态(进入或者抽拉)时,其总厚度增加导致在移动的过程中会与相邻灯管支架4上的灯管发生碰撞,阻碍镍网支架5继续移动。
36.因此,为了解决上述技术问题,在另一个实施例中,每组镍网组均至少包括:形变机构7,所述形变机构7安装在镍网支架5的前侧面;其中,所述形变机构7至少包括两个对称设置的安装部,所述安装部的一端面为安装面,用于固定安装镍网片6,为了便于安装,镍网片6的边缘处设置有连接边框。安装部的另一端面为铰接面,两安装部的铰接面相互铰接,且铰接处为受力点。换言之受力点在外力的作用下驱动,两组安装部对应的铰接面被推动,则两组安装部对应的安装面在预定角度范围内做相向运动,实现镍网片6与对应灯管的管壁相贴近。
37.在进一步的实施例中,形变机构7还包括:固定座701,其具有两个对称设置的安装臂和垂直连接于两安装臂之间的连接臂。其中连接臂固定连接在镍网支架5上。且每组安装臂上均沿长度方向开设有滑槽702。两滑槽702之间滑动连接有移动板703,且移动板703与连接臂之间设置有弹簧705,所述弹簧705被设置为在安装部不受外力的情况下,将安装部进行复位,即将两镍网片6之间的夹角恢复至180
°

38.还包括:与安装部706相对应的挡止部704,所述挡止部704为两个且分别固定在安装架上。当弹簧705处于压缩状态时,安装部的外侧壁与挡止部704相抵,挡止部704给安装部施加向内的外力,促进相对设置的挡止部704相向靠近,且靠近的距离取决于弹簧705的
压缩距离。换言之,当所述移动板703被回弹时,所述两安装部之间的夹角α为180
°
,当所述移动板703被压缩状态时,所述两安装部之间的夹角α为钝角。
39.基于上述描述,若弹簧705的压缩距离过长,则意味着移动板703被推动的距离过长,因此导致两对称设置的安装部之间的夹角过小,则会导致在光照时安装部上的镍网片6会与灯管发生接触,对两者的性能和寿命都有直接的影响。
40.因此为了解决上述技术问题,在保证镍网片6能够大面积的被光照的同时还需要确保两者之间并无接触,因此,本实施例对两安装部之间的夹角α的取值范围有了如下需求:当所述移动板703被压缩状态时,,式中,r为灯管的外径,d为灯管支架4到镍网支架5的距离。
41.同样的,基于上述描述,当镍网片6需要进行处理或者跟随着镍网支架5移动时,亦或者当灯光需要进行处理或者跟随着灯管支架4移动时,相邻镍网片6之间的夹角为180
°
。即当前状态下,相邻镍网片6是首尾相接的,因此在设计距离时,不仅仅需要考虑上文的灯管支架4到镍网支架5的距离,还需要考虑相邻镍网片6之间的距离是否能确保相邻镍网片6之间的夹角为180
°
时的正常延伸。
42.故本实施例做了进一步的改进:如图2所示,定义镍网片6的宽度为w,同一灯管支架4上的相邻两灯管之间的间距j满足以下关系:j≈2w-2r;其中,r为灯管的外径。
43.通过以上两种不同方位上的位置限定,实现镍网片6在任何状态下都不受其他的干扰且能最大面积的被光照。
44.综上描述,当系统处于工作状态时,镍网片6应根据需求处于弯折状态,尽可能的增加光照面积,而当系统处于修整状态时,后者需要更换镍网片6和灯管时,镍网片6应该处于同一平面上,故仅有上述的形变机构7是无法很好的控制其状态需求的,因此在另一个实施例中,还公开了与形变机构7相适配的触发机构8。
45.所述触发机构8安装在灯管支架4上,其数量和位置与位于该灯管支架4后侧的镍网支架5上的形变机构7相对应。即灯管支架4上的触发机构8用于控制该灯管支架4后侧的镍网支架5上的形变机构7,每一组触发机构8和位于其后侧的形变机构7组成一个单元。
46.若采用一键式触发机构8,即当需要工作时,触发机构8直接触发形变机构7,导致与之传动连接的镍网片6直接发生弯折,且角度α固定;反之,当需要暂停工作时,触发机构8对形变机构7无作用,角度α直接恢复至180
°
。既能满足光照需求又能解决移动时空间避让的问题,但是,不管当前处理的恶臭废气的量多还是量少,镍网片6之间的夹角均为α,也就是当恶臭废气的量较少时,实际上对催化剂的需求并不高,即不需要对镍网片6有大面积的光照便可处理。因此一键式触发机构8并不节能,并不能根据当前恶臭气体的量将镍网片6调整成最佳状态。
47.因此,本实施例公开的触发机构8在净化腔内的压强的作用下,触发形变机构7,使两组镍网片6之间的夹角α由180
°
转变为钝角。换言之,两组镍网片6之间的夹角α的大小是取决于当前净化腔内的压强大小的。
48.如图7所示,所述触发机构8包括:前后贯穿在所述灯管支架4上的柱状壳体801,所述柱体壳体的内部为空心结构。且柱状壳体801的前端面(恶臭气体进入净化腔的方向)开始有气体导入口805,且柱体壳体的内部设置有回弹件,回弹件的后端面连接有触发体804,
所述触发体804的后端则穿过所述柱状壳体801的另一端面,用于与形变机构7的安装部相抵。触发体804与柱体壳体的活动连接处设置有密封圈。
49.在进一步的实施例中,回弹件包括:挡风板802,活动填充于所述柱状壳体801的竖截面;压缩弹簧803,套接在所述触发体804上并位于柱状壳体801与挡风板802之间。
50.当净化腔内的气体压强达到第一阈值时,部分气体从气体导入口进入至柱状壳体801内。当气体压强达到第二阈值时,对挡风板802产生力的作用,挡风板802则向触发体804所在方向移动并压缩所述压缩弹簧803,触发体804向外延伸并与形变机构7相抵,触发两安装部上的镍网片6做相向运动,且arcsin r/d《α《180
°
,α的取值取决于净化腔内的气体压强,换言之气体压强越大α越小,则镍网片6与灯管的光照面越大,符合当前气体量的处理需求;当外力消失,压缩弹簧803回弹,挡风板802向触发体804所在的反方向移动,与形变机构7发生脱离,两安装部之间的夹角α恢复至180
°

51.基于上述描述,形变机构7在触发体804的作用下,对应的镍网片6的前侧面与位于其前侧的灯管相互贴近,但是镍网片6的后侧面却会远离位于其后侧的灯管,导致镍网片6的后侧面光照受到影响,如图3所示。
52.因此,为了解决这一技术问题,本实施例做了以下改进:相邻的灯管支架4上的灯管为交错设置;相邻的镍网支架5上的镍网组为交错设置。即如图4所示,当镍网片6之间的夹角为钝角时,则镍网片6的前侧面受位于其前侧的灯管的光照,镍网片6的后侧面则受位于其后侧的灯管的光照,相互的交错保证了镍网片6的前侧面和后侧面均受到对应灯管的光照。
53.在做微波光照处理时,增大了镍网片6的受光照面,能够最大化的使镍网片6上的包裹层氧化分解,并作用于恶臭气体,转化为二氧化碳、水和氯化氢等小分子物质,提高能量场空间密度平均,大大提高有机废气去除效率。
54.需要说明的是,本实施例使用的镍网片6是由至少两组镍网层叠加而成,如图8所示。所述镍网片6包括:镍网本体,烘烤在所述镍网本体上的陶瓷载体,以及注塑在陶瓷载体上的包裹层(催化剂),所述包裹层至少包括以下成分:负载贵金属氧化物、石墨烯与tio2。
55.实施例2基于实施例1公开的基于微波紫外光的恶臭废气处理系统,本实施例公开了基于微波紫外光的恶臭废气处理系统的恶臭废气处理方法,包括以下步骤:步骤一、按照需求将灯管安装在灯管支架上、镍网片安装在对应的安装部内;此时形变机构不受任何外力,即移动板处于回弹状态,安装在同一组形变机构内的两组镍网片之间的夹角为180
°
,即同一镍网支架上的镍网片处于同一平面内;步骤二、将分别装有灯管和镍网片的灯管支架、镍网支架推送至净化腔内,定位,采用现有技术便可实现,故在此不做赘述;步骤三、将出气口做密封处理,恶臭废气由进气口进入净化腔内;当净化腔内的气压达到第一阈值时,净化腔内的气体经过气体导入口进入到柱状壳体内;步骤四、恶臭废气持续进入净化腔内,气压随之增加,当净化腔内的气压达到第二阈值时,移动板在气压的作用下向触发体的所在方向移动,即触发体向对应的形变机构靠近,直至与形变机构的安装部相抵;定义触发体移动的距离为触发距离l;
步骤五、两安装部之间的夹角α随着触发距离l的增加而变小,夹角α的取值根据当前净化腔内的气压而定,此时的夹角满足以下条件:;步骤六、处理指定时间后,关闭进气口,打开出气口将处理过的废气抽出,此时净化腔内的气压逐渐降低,柱状壳体的气压也跟随着降低,触发体逐渐失去外力的作用开始回弹,直至触发体与形变机构无接触;步骤七、两安装部之间的夹角恢复至180
°
;便于灯管支架或者镍网支架移动。在执行步骤三至步骤七时,微波发生器一直处于工作状态。
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