电化学反应器及废气处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种电化学反应器及废气处理装置，该电化学反应器包括：壳体，以及与容置腔连通的进口端和出口端；电源，用于提供负高压；电催化组件，设置于第一极板和第二极板形成的空间内，且电催化组件与第一极板和第二极板均具有间隙。本实用新型专利技术通过电源提供的负高压在第一极板和第二极板之间形成静电场，电催化组件被极化产生正极和负极，废气中的还原剂在电催化组件的负极被氧化，空气中的氧化剂在电催化组件的阳极被还原，由于静电场能耗极低，因此，在基本不需要外加电流的条件下，氧化还原反应就可以自发完成。本实用新型专利技术不仅降低了电能，而且是在没有电解质传输电子的情况下，能够在气相中直接发生反应。能够在气相中直接发生反应。能够在气相中直接发生反应。

【技术实现步骤摘要】
电化学反应器及废气处理装置


[0001]本技术涉及工业废气处理
，特别涉及一种电化学反应器及废气处理装置。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(Volatile,Organic,Compounds，简称VOCs)，是形成PM2.5等二次污染物的重要前体物，会引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。VOCs主要来源于煤化工、石油化工、涂料制造等工业制造。所以VOCs的治理，一直是全世界积极推进的重要工作之一。根据VOCs来源不同，除部分成分比较单一的废气具有回收利用价值外，大多数废气中的VOCs成分较为复杂，回收的成本远高于利用价值，一般都是采用分解的方法使废气中的VOCs成分无害化。常见的复杂成分的VOCs电化学反应器主要为RTO/RCO焚烧炉法，生物法，活性炭吸附法等，此外，VOCs电化学反应器还包括UV光解、低温等离子等类似废气处理技术。
[0003]RTO/RCO焚烧炉法通过焚烧的方法在高温下使VOCs分解为水和二氧化碳，在高浓度VOCs废气的治理上因可以自行维持反应温度而具有较大的优势，但当废气中VOCs含量较低而不能自行维持反应温度时，往往会产生高昂的运行费用，同时也造成能源的浪费。因此，目前对低浓度、大风量的VOCs废气，通常采用沸石转轮对中低浓度废气先进行浓缩，再进入RTO/RCO焚烧炉进行处理的技术，但转轮价格昂贵，同时增加的设备也增加了能耗和维护难度，往往运行的费用降低得并不明显。
[0004]生物法，主要是生物滤池，是一种新型的环保处理方法。微生物在适宜的环境条件，利用VOCs作为碳源和能源，将VOCs分解成水和二氧化碳。该方法相比RTO/RCO焚烧炉法，不需要维持高温，只要微生物的环境条件适宜，可以使运行的费用保持在较低水平。但是，生物滤池需要控制温度、湿度、pH值、微生物生长厚度等，还需要控制滴入的营养液，控制条件较多，使得日常运行和维护操作繁琐。所以实际投入使用后，生物滤池会出现各种各样的问题，导致运行费用并没有降低。而且，生物法实际是将废气中VOCs的处理转变为固态或液态中的VOCs处理，气体在装置内流动会有较大阻力。同时，对于风量大的废气处理，为保证废气在滤池中的停留时间，生物滤池一般都需要建得更大，前期投入成本相当高，而更大的滤池，也意味着更高的运行费用。
[0005]活性炭吸附法，不仅可以作为一种回收利用的手段，也可以针对低浓度的VOCs废气进行简单的吸附，是一种使用简单，成本低廉的处理方法。但活性炭吸附的局限性很大，对于风量大的VOCs废气，活性炭容易吸附饱和，因此，活性炭需要再生或者频繁更换，大大增加运行费用。同时，在吸附过程中也可能导致活性炭升温，存在VOCs脱附，造成二次污染的风险。另外，局部的高温也大大增加了起火的风险。
[0006]UV光解、低温等离子等类似废气处理技术，容易形成臭氧，造成二次污染。也容易因废气中的各种污染物附着，而大幅降低处理效率。
[0007]因此，为了降低能耗和运行成本，同时也为了避免产生二次污染，常常采用电催化
技术处理废气。比如采用电化学反应器进行处理废气。现有技术中，电化学反应器的基本特征是：所有的电化学反应器都有两个电极(一般是第一类导体)和电解质(第二类导体)构成。现有的电化学反应器由外部输入电能，在电极和电解液界面上促成电化学反应，以及在电极和电解质界面上自发地发生电化学反应产生电能的化学电源反应器，这种电催化反应方式存在以下缺陷：不仅需要消耗较多的电能，并且在没有电解质传输电子的情况下，无法在气相中直接发生反应。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于提供一种电化学反应器，以解决现有的电化学反应器存在消耗较多的电能，并且在没有电解质传输电子的情况下，无法在气相中直接发生反应的技术问题。
[0009]为解决上述技术问题，本技术提供一种电化学反应器，包括：
[0010]壳体，具有一容置腔，以及与所述容置腔连通的进口端和出口端；
[0011]第一极板，配置于所述容置腔内，且所述第一极板接地；
[0012]第二极板，与所述第一极板平行地设置于所述容置腔内；
[0013]电源，用于提供负高压，一端与所述第一极板连接，另一端与所述第二极板连接；
[0014]电催化组件，设置于所述第一极板和第二极板形成的空间内，且所述电催化组件与所述第一极板和第二极板均具有间隙。
[0015]优选地，电催化组件包括：
[0016]导电材料板；
[0017]第一催化材料板，设置于所述导电材料板的一侧；
[0018]第二催化材料板，设置于所述导电材料板的另一侧。
[0019]优选地，该电化学反应器还包括：
[0020]加湿装置，设置于所述进口端，用于对输入壳体内的气体进行加湿处理，以在第一催化材料板和第二催化材料板的表面形成水膜。
[0021]优选地，气体进行加湿处理的相对空气湿度维持在50～90％。
[0022]优选地，加湿装置的水雾颗粒的粒径不大于50μm。
[0023]优选地，加湿装置的水雾颗粒的粒径不大于10μm。
[0024]优选地，第一催化材料板和第二催化材料板中的催化剂分别为贵金属催化剂、过渡金属催化剂或者非金属催化剂中的一种。
[0025]优选地，导电材料板为金属、合金或者复合金属中的一种。
[0026]基于相同的专利技术思想，本专利技术还提供了一种废气处理装置，包括上述电化学反应器。
[0027]与现有技术相比，本技术的电化学反应器具有如下优点：
[0028]本技术通过设置壳体，具有一容置腔，以及与所述容置腔连通的进口端和出口端；第一极板，配置于所述容置腔内，且所述第一极板接地；第二极板，与所述第一极板间隔平行地设置于所述容置腔内；电源，用于提供负高压，一端与所述第一极板连接，另一端与所述第二极板连接；电催化组件，设置于第一极板和第二极板形成的空间内，且电催化组件与第一极板和第二极板均具有间隙。由此，本技术提供的电化学反应器，其电源提供
的负高压在第一极板和第二极板之间形成静电场，在电场力的作用下，电催化组件被极化产生正极和负极，废气中的还原剂(比如：有机物、硫化氢、氨气等)在电催化组件的负极被氧化，空气中的氧化剂(比如：氧气)在电催化组件的阳极被还原，由于静电场能耗极低，因此在基本不需要外加电流的条件下，氧化还原反应就可以自发完成。本技术不仅降低了电能消耗，而且不需要电解质传输电子参与反应，也能够使得废气在气相中直接发生反应。
[0029]本技术提供的废气处理装置与本技术提供的电化学反应器属于同一技术构思，因此，本技术提供的废气处理装置至少具有本技术提供的电化学反应器的所有优点，在此不再赘述。进一步地，由于本技术提供的废气处理装置包括电化学反应器，在基本不需要外加电流的条件下，氧化还原反应就可以自发完成，降低了电能消耗。因此，在废气处理时，本技术提供的废气处理装置也能够降低电能的消耗。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学反应器，其特征在于，包括：壳体，具有一容置腔，以及与所述容置腔连通的进口端和出口端；第一极板，配置于所述容置腔内，且所述第一极板接地；第二极板，与所述第一极板平行地设置于所述容置腔内；电源，用于提供负高压，一端与所述第一极板连接，另一端与所述第二极板连接；电催化组件，设置于所述第一极板和第二极板形成的空间内，且所述电催化组件与所述第一极板和第二极板均具有间隙。2.如权利要求1所述的电化学反应器，其特征在于，所述第二极板为负离子发生器。3.如权利要求1所述的电化学反应器，其特征在于，所述电催化组件包括：导电材料板；第一催化材料板，设置于所述导电材料板的一侧；第二催化材料板，设置于所述导电材料板的另一侧。4.如权利要求3所述的电化学反应器，其特征在于，该电化学反应器还包括：加湿装置，设置于所述进口端，用于对输入壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨骥，丁宇峰，刘晋，
申请(专利权)人：上海沃德鑫丰环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：