利用废气余热发生光降解废气的处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用废气余热发生光降解废气的处理装置，包括了集热与控制换热系统、与集热与控制换热系统相连的热电发电系统、以及最终的废气光降解系统，其中集热与控制换热系统中包括限流器，盘式换热板；热电发电系统包括绝缘层与N，p型半导体材料及铜片；废气光降解系统包括除尘网状板、紫外灯管、光催化板、活性炭纤维网。本发明专利技术实现了工业废气，汽车尾气带来的热量在集热控制系统下，进行换热从而产生温差，进一步运用赛贝克效应，使热转变成电，给光催化降解系统中的紫外灯管提供电能。从而确保后续的光降解废气得以不断进行。本发明专利技术中的光催化板，是运用纳米二氧化钛负载的网状金属板，并且在金属网孔中填充纳米级二氧化钛。

【技术实现步骤摘要】
利用废气余热发生光降解废气的处理装置
本专利技术涉及一种废气的处理装置，特别是一种光降解废气的处理装置，应用于废弃物余热发电应用和光化学降解废弃物处理装置

技术介绍
早在蒸汽机时代以前，由于人类的文明程度较低，人们过着刀耕火种的生活，对于人类社会向来都是良性的发展，但是在工业革命的到来以后，人类社会发生了翻天覆地变化，大量的工业产品代替了劳动力，人们的生活也发生了巨大改进，但是在技术进步的同时，所带来问题也不容小视，大气污染，臭氧空洞，温室效应，海平面上涨，因此，我们应该运用科技进步的同时，开发出新的技术消除工业所带来的环境问题。近几十年里，工业发展迅速，所带来的能源问题，环境问题非常严峻，在开发新能源的同时注重对于传统能源的利用率的诉求不断提升，目前关于废弃物回收的主流能源回收方式还是一种比较传统的能源利用方式，通过外部能源辅助废弃物处理还是主要的处理方式。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用废气余热发生光降解废气的处理装置，利用工业废气产生时或汽车尾气所伴随的热量，通过集热与控制换热系统，把热量通过热电发电系统将热能转变成电能，供给紫外光源，以便利用光催化降解系统对废气进行降解，净化，实现废气能源再利用，然后通过光催化废气降解系统实现对工业废气净化。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用下述技术方案：一种利用废气余热发生光降解废气的处理装置，由光降解废气系统和供电系统组成，光降解废气系统包括光降解反应室，在光降解反应室中设置除尘器、催化剂载体反应床和一系列紫外灯管，催化剂载体反应床形成待处理的废气的气流反应通道，紫外灯管通过导线与供电系统的输出电路连接，待处理的废气从进气口进入光降解反应室中，经过除尘器进行除尘后，再经过催化剂载体反应床，并在各紫外灯管发出的紫外光下照射下发生光化学反应，进而对废气进行降解，供电系统是由废气输送泵、集热与控制换热系统、热发电系统、放大电路和电源管理系统组成废气余热发电控制系统，废气输送泵将含有热量的废气输入到集热与控制换热系统进行热能收集，然后将收集的热能输送到热发电系统的温差热电模块，使废气的热能转化成电能，向光降解废气系统中的紫外灯管供电，集热与控制换热系统通过其限流装置与换热装置搭配使用控制换热量，经过集热与控制换热系统降温的低温废气和其他原始废气一并进入光降解废气系统进行光化学降解处理，处理后的尾气进行排放。作为本专利技术优选的技术方案，集热与控制换热系统由热源废气入口、绝热层、盘状换热板和导热丝组成，绝热层围合形成与外界隔热的换热管道内腔，盘状换热板设置于换热管道内，导热丝的两端分别与盘状换热板和热发电系统的温差热电模块连接实现热能传导输送，原始的待处理废气通过三通管输送，其中一部分原始的待处理废气由热源废气入口进入换热管道，盘状换热板对流经的废气进行聚热，其中另一部分原始的待处理废气通过位于换热管道外部的废气输气管道与在换热管道内完成换热后的低温废气汇合后，再一并进入光降解废气系统的进气口后进行降解处理，在废气输气管道中设有限流器开关，对进入废气输气管道的待处理废气进行流量调控，实现两部分废气的分流流量和流速控制。作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，绝热层采用柔性材料制成，盘状换热板为可折叠舒张的变形的散热装置，盘状换热板随着绝热层形成的换热管道内腔的径向形状变化进行被动变形，控制限流器开关，控制进入热源废气入口的废气流量，通过绝热层形成的换热管道内腔的压力变化，使绝热层被压缩或扩张。作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，废气输气管道也采用柔性材料制成，控制限流器开关使进入废气输气管道的废气对废气输气管道壁产生压力，并使压力并直接作用于绝热层表面，进而通过压力传导辅助绝热层进行压缩或扩张。作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，热发电系统的温差热电模块依次由电极顶片、顶连接电极薄膜、热电材料薄膜、底连接电极薄膜和电极底片以层状结合方式复合而成，电极顶片采用耐高温绝缘的材料制成，热源接触端穿过电极顶片与顶连接电极薄膜导热连接，热电材料薄膜由厚度相同的P型热电材料薄膜和N型热电材料薄膜组成，底连接电极薄膜被绝缘分隔成为独立的两部分，在顶连接电极薄膜和电极底片之间设置绝热绝缘填充材料，使P型热电材料薄膜和N型热电材料薄膜之间绝缘，并使底连接电极薄膜的两部分分别对应与P型热电材料薄膜和N型热电材料薄膜电连接，底连接电极薄膜的两部分形成电流输出电极，底连接电极薄膜的两部分分别引出的导线连接到光降解废气系统中的紫外灯管，使紫外灯管发射紫外光。作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，电极顶片和电极底片均由耐高温绝缘陶瓷材料制成；顶连接电极薄膜和底连接电极薄膜采用金属、非金属或合金导电材料制成。作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，除尘器采用至少一层过滤网或至少一层过滤板；紫外灯管采用紫外发光功率为8-15w的小功率灯管。作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，催化剂载体反应床由一系列光催化孔板组成，光催化孔板的透气孔上设有纤维，具有纳米多孔结构的催化剂颗粒负载于透气孔上设有纤维上，在光降解反应室中，各光催化孔板沿着垂直废气流向依次按设定的板间距离进行设置。作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，光催化孔板采用网状孔板，光催化孔板采用活性炭纤维或金属纤维制成，采用二氧化钛纳米颗粒与石墨烯形成透气的复合材料，嵌入光催化孔板的板孔中，形成催化剂载体反应床。作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，电源管理系统包括整流电路、滤波电路和稳压电路，放大电路的输出电流进入电源管理系统后，进行整流、滤波和稳压后形成稳定电流后向光降解废气系统中的紫外灯管供电。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.本专利技术利用工业废气所产生的热量为热源，并且通过集热与控热系统对热量进行控制，热能可控，从而使温度差可控，热源所提供的热量稳定，可实现稳定供给热量，可实现自主式供电控制，延长紫外灯管寿命；2.本专利技术采用温差热电薄膜材料作为中间体使热能转变为电能，并施加绝热层减少不必要的散热，提高了能量利用率；3.本专利技术采用热电发电系统对废气热量进行转变，所得电能供给紫外光源照射，使二氧化钛光催化板对工业废气进行高效降解；4.本专利技术的集热与控制换热系统相连的将废弃热能转化成电能的热电发电系统通过气体收集热量，产生温差，运用赛贝克效应从而产生电流，方便应用于紫外光源。附图说明图1是本专利技术实施例一利用废气余热发生光降解废气的处理装置的结构示意图。图2是本专利技术实施例一的集热与控制换热系统的结构示意图。图3是本专利技术实施例一的热发电系统的温差热电模块的结构示意图。图4是本专利技术实施例一的光降解废气系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术的优选实施例详述如下：实施例一：在本实施例中，参见图1~图4，一种利用废气余热发生光降解废气的处理装置，由光降解废气系统6和供电系统组成，光降解废气系统包括光降解反应室，在光降解反应室中设置除尘器62、催化剂载体反应床和3只紫外灯管65，催化剂载体反应床形成待处理的废气的气流反应通道，紫外灯管65通过导线63与供电系统的输出电路连接，待处理的废气从进气口61进入光降解反应室中，经过除尘器62进行除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用废气余热发生光降解废气的处理装置，由光降解废气系统（6）和供电系统组成，所述光降解废气系统包括光降解反应室，在所述光降解反应室中设置除尘器（62）、催化剂载体反应床和一系列紫外灯管（65），所述催化剂载体反应床形成待处理的废气的气流反应通道，所述紫外灯管（65）通过导线（63）与所述供电系统的输出电路连接，待处理的废气从进气口（61）进入光降解反应室中，经过所述除尘器（62）进行除尘后，再经过所述催化剂载体反应床，并在各所述紫外灯管（65）发出的紫外光下照射下发生光化学反应，进而对废气进行降解，其特征在于：所述供电系统是由废气输送泵（1）、集热与控制换热系统（2）、热发电系统（3）、放大电路（4）和电源管理系统（5）组成废气余热发电控制系统，所述废气输送泵（1）将含有热量的废气输入到所述集热与控制换热系统（2）进行热能收集，然后将收集的热能输送到所述热发电系统（3）的温差热电模块，使废气的热能转化成电能，向所述光降解废气系统（6）中的紫外灯管（65）供电，所述集热与控制换热系统（2）通过其限流装置与换热装置搭配使用控制换热量，经过所述集热与控制换热系统（2）降温的低温废气和其他原始废气一并进入所述光降解废气系统（6）进行光化学降解处理，处理后的尾气进行排放。...

【技术特征摘要】
1.一种利用废气余热发生光降解废气的处理装置，由光降解废气系统（6）和供电系统组成，所述光降解废气系统包括光降解反应室，在所述光降解反应室中设置除尘器（62）、催化剂载体反应床和一系列紫外灯管（65），所述催化剂载体反应床形成待处理的废气的气流反应通道，所述紫外灯管（65）通过导线（63）与所述供电系统的输出电路连接，待处理的废气从进气口（61）进入光降解反应室中，经过所述除尘器（62）进行除尘后，再经过所述催化剂载体反应床，并在各所述紫外灯管（65）发出的紫外光下照射下发生光化学反应，进而对废气进行降解，其特征在于：所述供电系统是由废气输送泵（1）、集热与控制换热系统（2）、热发电系统（3）、放大电路（4）和电源管理系统（5）组成废气余热发电控制系统，所述废气输送泵（1）将含有热量的废气输入到所述集热与控制换热系统（2）进行热能收集，然后将收集的热能输送到所述热发电系统（3）的温差热电模块，使废气的热能转化成电能，向所述光降解废气系统（6）中的紫外灯管（65）供电，所述集热与控制换热系统（2）通过其限流装置与换热装置搭配使用控制换热量，经过所述集热与控制换热系统（2）降温的低温废气和其他原始废气一并进入所述光降解废气系统（6）进行光化学降解处理，处理后的尾气进行排放。2.根据权利要求1所述利用废气余热发生光降解废气的处理装置，其特征在于：所述集热与控制换热系统（2）由热源废气入口（21）、绝热层（23）、盘状换热板（25）和导热丝（26）组成，所述绝热层（23）围合形成与外界隔热的换热管道内腔，所述盘状换热板（25）设置于所述换热管道内，所述导热丝（26）的两端分别与所述盘状换热板（25）和所述热发电系统（3）的温差热电模块连接实现热能传导输送，原始的待处理废气通过三通管输送，其中一部分原始的待处理废气由热源废气入口（21）进入所述换热管道，所述盘状换热板（25）对流经的废气进行聚热，其中另一部分原始的待处理废气通过位于换热管道外部的废气输气管道（24）与在换热管道内完成换热后的低温废气汇合后，再一并进入所述光降解废气系统（6）的进气口（61）后进行降解处理，在所述废气输气管道（24）中设有限流器开关（22），对进入所述废气输气管道（24）的待处理废气进行流量调控，实现两部分废气的分流流量和流速控制。3.根据权利要求2所述利用废气余热发生光降解废气的处理装置，其特征在于：所述绝热层（23）采用柔性材料制成，所述盘状换热板（25）为能够折叠舒张的变形的散热装置，所述盘状换热板（25）随着所述绝热层（23）形成的换热管道内腔的径向形状变化进行被动变形，控制所述限流器开关（22），控制进入所述热源废气入口（21）的废气流量，通过所述绝热层（23）形成的换热管道内腔的压力变化，使所述绝热层（23）被压缩或扩张。4.根据权利要求3所述利用废气余热发生光降解废气的处理装置，其特征在于：所述废气输气管道（24）也采用柔性材料制成，控制所述限流器开关（22）使进入所述废...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋康，向群，徐甲强，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31