一种光催化材料负载ACF处理VOCs的设备制造技术

本发明专利技术公开了一种光催化材料负载ACF处理VOCs的设备。其包括光催化反应器和引风系统；所述光催化反应器内竖直设置HEPA高效过滤网，将腔体隔成废气预处理室和光触媒催化反应室；废气预处理室的前端设置有进气口，进气口和HEPA高效过滤网之间均匀设置若干导风板；光触媒催化反应室内沿水平进气方向间隔设置若干组隔板，每组隔板由4块水平设置的隔板组成，每组隔板将腔体隔成从上到下Co‑TiO2/ACF光触媒催化反应腔和UV紫外线灯管区交替排布的五个区域，光触媒催化反应室的后端设置出气口，出气口连接引风系统。本发明专利技术设备结构简单、运行成本低、适应性强、占地面积小；其用于处理VOCs，净化效率高，无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化材料负载ACF处理VOCs的设备
本专利技术涉及废气处理处理
，尤其涉及一种光催化材料负载ACF处理VOCs的设备。
技术介绍
近几十年，随着我国工业企业的高发展，经济快速增长，但环境问题也越来越严重，大气污染问题越来越突出，挥发性有机物(VOCs)是一类很重要的大气污染物。世界卫生组织（WHO）对挥发性有机物的定义为：作为有机化合物,在标准大气压下,熔点低于室温、沸点低于50~260℃的有机化合物总称。VOCs种类多，来源广，石油工业、化工制药，家庭装修、实验试剂，以及汽车尾气等各个领域，各个方面，都会产生VOCs废气。大部分VOCs有强烈毒性，能损害人体血液和心血管系统，引起各种疾病，造成代谢缺陷，对人的身体具有致癌、致畸、致突变的危害。VOCs化学性质活拨，在一定环境条件作用下可能够会发生光化学反应，形成光化学烟雾和二次污染物，其危害性甚至比一次污染物更大，严重威胁着生态环境。为避免以上情况的产生和恶化，国家各废气净化企业已进行了相关设备的研究和制造，旨在利用生产出的设备对工业生产中产生的大量恶臭有害气体进行高效的处理，以达到国家废气对外排放的标准；针对不同工业企业所存在的问题，目前很多企业已研发出自己的废气净化设备，有很多设备利用UV光催化氧化技术净化恶臭气体，但这类传统净化设备仍存在除臭不彻底、处理效率低、适应性差、设备体积大、运行成本高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对工业企业尾气收集及处理设计一种光催化材料负载ACF处理VOCs的设备。本专利技术的设备结构简单、适应性强、占地面积小；本专利技术设备同时利用紫外光催化氧化技术、Co掺杂TiO2催化技术和活性炭吸附作用处理VOCs，净化效率高，运行成本低，无二次污染。为实现上述目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种光催化材料负载ACF处理VOCs的设备，其包括光催化反应器和引风系统；所述光催化反应器为卧式，光催化反应器内竖直设置HEPA高效过滤网，将腔体隔成废气预处理室和光触媒催化反应室；废气预处理室的前端设置有进气口，进气口和HEPA高效过滤网之间均匀设置若干导风板，导风板与水平进气方向呈0°~75°之间的夹角；光触媒催化反应室内沿水平进气方向间隔设置若干组隔板，每组隔板由4块水平设置的隔板组成，每组隔板将反应器腔体隔成从上到下Co-TiO2/ACF光触媒催化反应腔和UV紫外线灯管区交替排布的五个区域，每个Co-TiO2/ACF光触媒催化反应腔内设置若干块竖直设置的Co-TiO2/ACF光触媒催化板，每个UV紫外线灯管区内设置若干根UV紫外线灯管；光触媒催化反应室的后端设置出气口；所述引风系统包括第一风管、第二风管、风机和排气筒，风机分别通过第一风管和出气口相连，通过第二风管连接排气筒。本专利技术中，光催化反应器的正面设置外开门，外开门数量与Co-TiO2/ACF光触媒催化反应腔数量相等，方便光催化反应器内隔板、UV紫外线灯管与Co-TiO2/ACF光触媒催化板的装配与更换。本专利技术中，HEPA高效过滤网的材质为复合PPPET滤纸。HEPA高效过滤网对废气中0.1微米到0.3微米的杂质的有效去除效率可达到99.7%以上。隔板为透明石英材质，石英对紫外线各波段都有很高的透过率，达80%-90%。本专利技术中，隔板和光催化反应器之间可拆卸式连接；可通过在光催化反应器的内壁上设置卡槽，将隔板嵌入卡槽中以固定隔板，方便隔板的装配和替换。本专利技术中，Co-TiO2/ACF光触媒催化板通过将负载钴掺杂的TiO2催化剂的活性碳纤维毡嵌入铝合金外边框内获得。Co-TiO2/ACF光触媒催化板大小与数目根据光触媒催化反应室大小而定，Co-TiO2/ACF光触媒催化板中采用活性碳纤维毡作为基底，活性碳纤维毡具有比表面积大、孔径适中、分布均匀、吸附速度快和杂质少等优点，可通过活性炭动态吸脱附平衡，将浓度不稳定的废气整理成均衡稳定的气流，提高反应速率；采用钴掺杂的TiO2催化剂，TiO2掺杂钴以后光谱吸收发生了明显的红移，Co-TiO2光催化剂的可见光响应波长拓宽，掺杂Co以后TiO2粉末的光催化活性均有提高，改善传统光催化剂，提高利用率。二者结合，有效延长活性粒子对有机物的降解时间，可有效利用活性粒子，进一步提高净化效率。为残余的有机物分子与光催化反应区产生的活性粒子提供催化活性位，二者充分反应，保证有机物分子的反应效率，同时减少活性粒子逃逸，避免二次污染。本专利技术中，负载钴掺杂的TiO2催化剂的活性碳纤维毡中，钴掺杂的TiO2催化剂的负载量为1wt%~3wt%。本专利技术中，负载钴掺杂的TiO2催化剂的活性碳纤维毡的制备方法具体如下：（1）钴掺杂的TiO2催化剂的制备将钛酸丁酯、乙醇和乙酸搅拌混合得到溶液A；将硝酸钴和乙醇搅拌混合得到溶液B；按照Co/TiO2的摩尔比为0.08:1~0.12:1，将溶液B倒入溶液A，磁力搅拌后室温下静置至粘稠，得溶胶C；（2）催化剂的负载将经过预处理的活性碳纤维毡放到溶胶C中，采用浸渍提拉，再将活性炭纤维毡取出，烘箱烘干；烘干后活性碳纤维毡在495~505℃的温度下煅烧50~70min，即得到负载钴掺杂的TiO2催化剂的活性碳纤维毡。本专利技术中，Co-TiO2/ACF光触媒催化板和隔板之间可拆卸式连接。其可以通过在隔板表面及光催化反应器上方腔壁设置导轨，Co-TiO2/ACF光触媒催化板的外框上设置和导轨相匹配的滑槽，进而方便Co-TiO2/ACF光触媒催化板的更换。本专利技术中，UV紫外线灯管和隔板之间可拆卸式连接。本专利技术中，导向板为2~6块，导向板将气流分为不同的通道，避免产生气流死角，保证气流均匀分布；隔板的组数为2~6组；每个Co-TiO2/ACF光触媒催化反应腔内设置若干6~12块竖直设置的Co-TiO2/ACF光触媒催化板。和现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术设备结构简单、操作方便、适应性强；其用于VOCs处理，光催化效率高、可长期稳定运行。2.本专利技术可以解决实际工程中面临的废气浓度不稳定问题，通过活性炭动态吸脱附平衡，将浓度不稳定废气整理成均衡稳定气流，提高反应效率。3.本专利技术采用Co掺杂TiO2作为光催化剂，光催化活性高，提高利用率。4.本专利技术适应性强，可适应不同风量、不同浓度及不同恶臭气体处理，可持续稳定工作。5.本专利技术将活性炭吸附与UV光催化结合，节约材料，加工制造成本低，净化效果好，维护方便，运行成本低。6本专利技术的Co-TiO2/ACF光触媒催化反应腔水平进气方向分离设置，同时纵向分离设置，能有效延长活性粒子对有机物的降解时间，有效利用活性粒子，保证废气与光催化剂充分接触，进一步提高净化效率，为残余的有机物分子与光催化反应区产生的活性粒子提供催化活性。7.本专利技术可采用模块化导轨式组装方式，应对不同气量，反应器只需调节模块数目即可，方便快捷，便于安装、维修及更换，快装快卸，适合大规模工业应用。8.本专利技术可广泛应用于化工企业、制药企业、污水处理厂、垃圾焚烧厂等排放废气的VOCs以及H2S、NH3、甲硫醇、甲硫醚等异味气体等污染成分的催化氧化、深度净化。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的光催化材料负载ACF处理VOCs设备的工作流程图。图2为本专利技术实施例1提供的光催化材料负载ACF处理VOCs反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化材料负载ACF处理VOCs的设备，其特征在于，其包括光催化反应器和引风系统；所述光催化反应器为卧式，光催化反应器内竖直设置HEPA高效过滤网，将腔体隔成废气预处理室和光触媒催化反应室；废气预处理室的前端设置有进气口，进气口和HEPA高效过滤网之间均匀设置若干导风板，导风板与水平进气方向呈0°~75°之间的夹角； 光触媒催化反应室内沿水平进气方向间隔设置若干组隔板，每组隔板由4块水平设置的隔板组成，每组隔板将腔体隔成从上到下Co‑TiO2/ACF光触媒催化反应腔和UV紫外线灯管区交替排布的五个区域，每个Co‑TiO2/ACF光触媒催化反应腔内设置若干块竖直设置的Co‑TiO2/ACF光触媒催化板，每个UV紫外线灯管区内设置若干根UV紫外线灯管；光触媒催化反应室的后端设置出气口；所述引风系统包括第一风管、第二风管、风机和排气筒，风机分别通过第一风管和出气口相连，通过第二风管连接排气筒。

【技术特征摘要】
1.一种光催化材料负载ACF处理VOCs的设备，其特征在于，其包括光催化反应器和引风系统；所述光催化反应器为卧式，光催化反应器内竖直设置HEPA高效过滤网，将腔体隔成废气预处理室和光触媒催化反应室；废气预处理室的前端设置有进气口，进气口和HEPA高效过滤网之间均匀设置若干导风板，导风板与水平进气方向呈0°~75°之间的夹角；光触媒催化反应室内沿水平进气方向间隔设置若干组隔板，每组隔板由4块水平设置的隔板组成，每组隔板将腔体隔成从上到下Co-TiO2/ACF光触媒催化反应腔和UV紫外线灯管区交替排布的五个区域，每个Co-TiO2/ACF光触媒催化反应腔内设置若干块竖直设置的Co-TiO2/ACF光触媒催化板，每个UV紫外线灯管区内设置若干根UV紫外线灯管；光触媒催化反应室的后端设置出气口；所述引风系统包括第一风管、第二风管、风机和排气筒，风机分别通过第一风管和出气口相连，通过第二风管连接排气筒。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，光催化反应器的正面设置若干个外开门，外开门数量与Co-TiO2/ACF光触媒催化反应腔数量相等。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，HEPA高效过滤网的材质为复合PP+PET滤纸；隔板为透明石英材质。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，隔板和光催化反应器之间可拆卸式连接。5.根据权利要求1所述的设备，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桂兰，张曦冉，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：上海,31