一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV-纳米TiO2光催化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV‑纳米TiO2光催化装置，罐体内设有若干个TiO2纳米催化模块，TiO2纳米催化模块为表面附着TiO2纳米涂层的丝线无序绕制而成，且TiO2纳米催化模块被压制成表面多孔隙的正方体结构，TiO2纳米催化模块设有一竖直的UV灯贯穿孔，若干个TiO2纳米催化模块在罐体内在横向和竖向上对齐堆叠，组成TiO2纳米催化模组，竖向堆叠的TiO2纳米催化模块的UV灯贯穿孔共同组成一个UV灯槽，罐体开设有与UV灯槽一一对应的穿孔，每个穿孔均穿入一UV灯管，UV灯管穿入UV灯槽并完全填充UV灯槽。本发明专利技术具有结构简单、操作方便、无后续污染的优点。

A modular UV- nano TiO2 photocatalyst for low concentration organic waste gas treatment

The invention discloses a modular UV nanometer TiO2 photocatalytic device for the treatment of low concentration organic waste gas. There are several TiO2 nano catalytic modules in the tank, and the TiO2 nanometer catalytic module is made out of the silk thread with the surface attached to the TiO2 nano coating, and the TiO2 nano catalytic module is pressed into the cube of the surface of the surface with multiple pores. Structure, the TiO2 nano catalytic module has a vertical UV lamp through the perforation. Several TiO2 nano catalytic modules are stacked horizontally and vertically in the tank to form a TiO2 nano catalytic module. The vertical stacked TiO2 nano catalytic module is a UV lamp slot together with the UV lamp perforation of the TiO2 nanometer catalytic module. The tank is opened with the UV lamp slot one by one. Perforation, each perforation is penetrated into a UV tube. UV lamp penetrates into the UV lamp slot and fills the UV lamp slot completely. The invention has the advantages of simple structure, convenient operation and no subsequent pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV-纳米TiO2光催化装置
本专利技术属于废气处理的
，具体涉及一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV-纳米TiO2光催化装置。
技术介绍
当前，我国环境空气污染状况日益突出，大范围出现雾霾等重污染现象的频次日益增多。臭氧和PM2.5已成为城市空气污染的“元凶”、“主犯”，而VOCs(挥发性有机污染物)则是臭氧和PM2.5等细粒子生成的共同前体物。VOCs具有低浓度、高毒性的特征，被称为“影子杀手”。因此，含挥发性有机物(VOCs)的有机废气治理研究，也逐渐得到了越来越大的关注。目前有机废气治理中常用的工艺主要有：吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法、生物法，以及一些新出现的工艺如低温等离子体技术、光催化氧化法。因处理深度要求较高，在一种工艺不能满足排放控制要求时，也常见两种或两种以上的技术联用，如吸附法+燃烧法、低温等离子体技术+活性炭吸附等等。选择具体的处理工艺和技术方法时，要视废气中有机污染物性质、排放要求、废气温度、湿度，以及气体流量等因素而定。不同的工艺针对相同的有机废气污染物，处理效率和成本等都不相同，甚至差距很大。本专利所述的UV-纳米TiO2光催化氧化处理有机废气，主要针对低浓度有机废气进行处理。目前常用的低浓度有机废气处理方式主要有活性炭吸附、喷淋吸收等。但活性炭吸附装置产生的饱和活性炭属于危险废物，喷淋吸收法产生的废吸收液需进行后续处理，处置不当都容易产生二次污染，而且增加了企业运行成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、无后续污染的一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV-纳米TiO2光催化装置。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV-纳米TiO2光催化装置，其中：包括罐体，罐体左端设置进气管，右端设置出气管，低浓度有机废气能从进气管进入罐体中，再经出气管流出，罐体内设有若干个TiO2纳米催化模块，TiO2纳米催化模块为表面附着TiO2纳米涂层的丝线无序绕制而成，且TiO2纳米催化模块被压制成表面多孔隙的正方体结构，TiO2纳米催化模块设有一竖直的UV灯贯穿孔，UV灯贯穿孔上端开口于TiO2纳米催化模块的上表面中部，下端开口于TiO2纳米催化模块的下表面中部，若干个TiO2纳米催化模块在罐体内在横向和竖向上对齐堆叠，组成TiO2纳米催化模组，竖向堆叠的TiO2纳米催化模块的UV灯贯穿孔共同组成一个UV灯槽，罐体开设有与UV灯槽一一对应的穿孔，每个穿孔均穿入一UV灯管，UV灯管穿入UV灯槽并完全填充UV灯槽。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的TiO2纳米催化模块由丝网骨架和丝网填料组成，丝网骨架由外表面表面负载纳米TiO2的硬质材料组成，外丝网骨架包括外网架和内网架，外丝网骨架构成TiO2纳米催化模块的外表面，内网架构成UV灯贯穿孔的孔壁面，丝网填料由外表面表面负载纳米TiO2的可弯曲柔性材料组成，丝网填料揉成不规则团状填充在外网架与内网架之间的空间中。上述的进气管与罐体中部之间、罐体中部与出气管之间均通过喇嘛口连接。上述的罐体前部设置有除尘插口，可插拔的除尘过滤器能从除尘插口插入罐体中，除尘过滤器位于进气管与TiO2纳米催化模组之间，从进气管进入的低浓度有机废气经除尘过滤器后进入TiO2纳米催化模组中，除尘过滤器为两层金属网之间固定一层或多层无纺布或过滤棉的组合板结构。上述的罐体为不锈钢结构，内表面镀有反光材料。上述的UV灯管为波长185-254nm的紫外线灯管,管径15-20mm，长度200-1600mm，功率10-320W。上述的丝网骨架为表面负载纳米TiO2的陶瓷或玻璃材料制作，丝网填料为表面负载纳米TiO2的金属丝，外网架的边长为100mm，UV灯管的直径为20mm至50mm，TiO2纳米催化模块的透光率不低于75％。上述的罐体的下部安装有若干个支腿。上述的TiO2纳米催化模块表面附着的纳米涂层为锐钛型和金红石型纳米TiO2混合物，且锐钛型：金红石型比例为3：1。上述的罐体的穿孔上设置一圈密封圈，密封圈使UV灯管与罐体的穿孔密封配合。本专利技术的有益效果为：(1)利用纳米TiO2在紫外线照射下产生高活性光生空穴和光生电子，形成氧化-还原体系，经一系列可能的反应后产生大量的高活性自由基，对有机废气中所含污染成份进行氧化分解。与活性炭吸附、喷淋吸收等方法相比，氧化法对有机物成份进行了结构性的破坏，对有机污染物分解相对更彻底。(2)与活性炭吸附法相比，不必定期更换吸附饱和的活性炭后做危废处置。不仅运行成本较低，也避免了二次污染。(3)与喷淋吸收法相比，不设吸收液循环装置，不必考虑废液处理、更换的问题。(4)与传统的UV-纳米TiO2催化装置相比，罐体内表面增设了光反射材料，提高了光催化效率；将纳米TiO2光催化丝做成丝网结构，进一步的，还可以以硬质丝网为外壳，软质丝网为填充物，组成一个方形的模块，这个模块中间还有一个供UV灯管(即紫外线灯)穿过的孔，大大增加了模块内的纳米TiO2光催化丝的总长度，提高模块净化有机废气的效率。本专利技术还将模块做成100mm边长的正方形，模块与模块间可以相互堆叠，通过挂钩相互固定，组成一个更大的模组，这个模组的长度、宽度可以根据需要通过增减模块数量进行改变，使模组可以应用在不同尺寸的催化罐中，提高了UV-纳米TiO2光催化丝网结构的应用范围；与传统型催化模组相比，负载的纳米TiO2更多，孔隙率高、单位催化剂比表面积较大，催化性能更好。(5)本专利技术流程布置比较紧凑，整个处理系统装在一个罐体内，运行管理相对简单。附图说明图1是第一实施例的纵向剖视图；图2是第一实施例的TiO2纳米催化模块的结构示意图；图3是第二实施例的俯视图；图4是第二实施例的纵向剖视图；图5是第二实施例的TiO2纳米催化模块的结构示意图；图6是图5的俯视图。其中的附图标记为：罐体1、进气管11、出气管12、喇嘛口13、除尘插口14、支腿15、密封圈16、TiO2纳米催化模块2、UV灯贯穿孔21、丝网骨架22、外网架22a、内网架22b、丝网填料23、UV灯管3、除尘过滤器4。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。目前研究最多的UV光催化半导体材料为金属氧化物和硫族化物如TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2等，其中以TiO2最为常用。研究表明：在锐钛型TiO2和金红石型TiO2混合比例约75:25时，纳米TiO2的光催化氧化能力最强。通过紫外光激发后，纳米TiO2产生高活性光生空穴和光生电子，形成氧化-还原体系，经一系列可能的反应后产生大量的高活性自由基，在众多自由基中，·OH是主要的自由基；光催化时纳米TiO2表面的羟基化，是光催化反应的必要条件。光催化产生的·OH自由基，是有水存在时氧化剂中反应活性最强的，而且对作用物几乎没有选择性。光催化机理可表示如下：TiO2+hv→h++e-h++H2O→H++·OHh++OH--→·OH2HO2˙→O2+H2O2H2O2+O2-→OH-+·OH+O2下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。第一实施例：如图1和图2所示，本专利技术的一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV‑纳米TiO2光催化装置，其特征是：包括罐体(1)，所述的罐体(1)左端设置进气管(11)，右端设置出气管(12)，低浓度有机废气能从进气管(11)进入罐体(1)中，再经出气管(12)流出，所述的罐体(1)内设有若干个TiO2纳米催化模块(2)，所述的TiO2纳米催化模块(2)为表面附着TiO2纳米涂层的丝线无序绕制而成，且TiO2纳米催化模块(2)被压制成表面多孔隙的正方体结构，TiO2纳米催化模块(2)设有一竖直的UV灯贯穿孔(21)，所述的UV灯贯穿孔(21)上端开口于TiO2纳米催化模块(2)的上表面中部，下端开口于TiO2纳米催化模块(2)的下表面中部，若干个TiO2纳米催化模块(2)在罐体(1)内在横向和竖向上对齐堆叠，组成TiO2纳米催化模组，竖向堆叠的TiO2纳米催化模块(2)的UV灯贯穿孔(21)共同组成一个UV灯槽，所述的罐体(1)开设有与UV灯槽一一对应的穿孔，每个穿孔均穿入一UV灯管(3)，所述的UV灯管(3)穿入UV灯槽并完全填充UV灯槽。

【技术特征摘要】
1.一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV-纳米TiO2光催化装置，其特征是：包括罐体(1)，所述的罐体(1)左端设置进气管(11)，右端设置出气管(12)，低浓度有机废气能从进气管(11)进入罐体(1)中，再经出气管(12)流出，所述的罐体(1)内设有若干个TiO2纳米催化模块(2)，所述的TiO2纳米催化模块(2)为表面附着TiO2纳米涂层的丝线无序绕制而成，且TiO2纳米催化模块(2)被压制成表面多孔隙的正方体结构，TiO2纳米催化模块(2)设有一竖直的UV灯贯穿孔(21)，所述的UV灯贯穿孔(21)上端开口于TiO2纳米催化模块(2)的上表面中部，下端开口于TiO2纳米催化模块(2)的下表面中部，若干个TiO2纳米催化模块(2)在罐体(1)内在横向和竖向上对齐堆叠，组成TiO2纳米催化模组，竖向堆叠的TiO2纳米催化模块(2)的UV灯贯穿孔(21)共同组成一个UV灯槽，所述的罐体(1)开设有与UV灯槽一一对应的穿孔，每个穿孔均穿入一UV灯管(3)，所述的UV灯管(3)穿入UV灯槽并完全填充UV灯槽。2.根据权利要求1所述的一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV-纳米TiO2光催化装置，其特征是：所述的TiO2纳米催化模块(2)由丝网骨架(22)和丝网填料(23)组成，所述的丝网骨架(22)由外表面表面负载纳米TiO2的硬质材料组成，所述的外丝网骨架(22)包括外网架(22a)和内网架(22b)，所述的外丝网骨架(22)构成TiO2纳米催化模块(2)的外表面，内网架(22b)构成UV灯贯穿孔(21)的孔壁面，所述的丝网填料(23)由外表面表面负载纳米TiO2的可弯曲柔性材料组成，所述的丝网填料(23)揉成不规则团状填充在外网架(22a)与内网架(22b)之间的空间中。3.根据权利要求2所述的一种用于低浓度有机废气处理的模组式UV-纳米TiO2光催化装置，其特征是：所述的进气管(11)与罐体(1)中部之间、罐体(1)中部与出气管(12)之间均通过喇嘛口(13)连接。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，王霞，王娜，宋宁慧，刘勇华，唐秋萍，吴京，刘臣炜，鲍晓磊，洪文跃，吕汉江，项华均，王志国，
申请(专利权)人：环境保护部南京环境科学研究所，南京市江宁区环境监测站，
类型：发明
国别省市：江苏,32