一种实验室有机废气降解系统技术方案

本实用新型专利技术涉及气态污染物降解技术领域，尤其涉及一种实验室有机废气降解系统。本实用新型专利技术公开了一种实验室有机废气降解系统。该实验室有机废气降解系统中，有机气体发生装置、水蒸气发生装置和气体混合装置相互配合，可以实现有机废气组分、浓度、温度和湿度同时可控，使得有机气体连续产生装置能够模拟出复杂的真实的有机废气，减少了人为操作的误差，节省了时间成本，而且，本申请不需要持续的提供标准气体作为有机废气的原料气体，进而节省了原料成本。另外，光热反应装置和在线检测装置的使用，可以针对不同有机废气的不同催化剂进行有效评价，为大气污染物催化剂的实验研究提供了可靠的数据。

【技术实现步骤摘要】
一种实验室有机废气降解系统
本技术涉及气态污染物降解
，尤其涉及一种实验室有机废气降解系统。
技术介绍
挥发性有机物(VOCs)是一类常见的大气污染物，世界卫生组织将其定义为是一类沸点介于50～260℃，室温下饱和蒸气压超过133.322Pa的易挥发性化合物，主要包括卤代烃类、醇类、多环芳烃类、烷烃类、酮类、烯烃类、醚类、酯类和硫烃类等。为有效地治理VOCs污染，国内外广泛采用的技术有吸附法、吸收法、催化燃烧法和光及光热催化氧化法等。光及光热催化氧化法是利用催化剂(如TiO2负载型催化剂)的光催化性，催化氧化有机废气生成CO2和H2O。其反应机理是在光照射下，光催化剂被活化，生成羟基自由基(·OH)和超氧自由基(O2-·)等活性氧自由基，而活性氧自由基几乎可以无选择地氧化有机物，使其最终降解为CO2和H2O，该技术不产生二次污染，具有很好的前景。因此，在实验室研究过程中，建立一套完整和稳定的评价系统以及评价方法对于新型催化剂的研究开发来说就显得格外重要。在已有光催化评价系统中，利用动态配气法提供模拟污染物气源主要通过两种方式进行配气，第一：是将已知浓度的标准气体与稀释气体连续不断地混合，该方法具有能够持续配制并供给混合气体的优点，但是该方法需要持续提供一种已知浓度的标准气源，成本较高；第二：利用有机物的自然挥发作为有机气源，然后通过进一步稀释从而得到需要的浓度，该方法应用简单，但是精度差，稳定性能低，且不方便操作。对于以上两种方式所对应的现有装置如连续稀释法和恒温水浴鼓泡等，在配置一定浓度的有机废气时，一般需要对有机气体进行二次配气甚至多次配气，经常导致配气时间长和气体浓度波动大，显著影响配气的速度及准确度。
技术实现思路
本技术提供了一种实验室有机废气降解系统及其应用，解决了现有的动态配气系统配气时间长、准确度低，且配气所需标准气体成本高的问题。其具体技术方案如下：本技术提供了一种实验室有机废气降解系统，包括：气体连续产生装置、光热反应装置和在线检测装置；所述气体连续产生装置包括：有机气体发生装置、水蒸气发生装置和气体混合装置；所述有机气体发生装置包括：第一载气瓶、连续注液泵、汽化室和第一温控系统，所述温控系统用于控制所述汽化室的温度，所述连续注液泵、所述第一载气瓶与所述汽化室通过第一三通连通；所述水蒸气发生装置包括：第四载气瓶、鼓泡装置和第二温控系统，所述第四载气瓶与所述鼓泡装置连通，所述第二温控系统用于控制所述鼓泡装置的温度；所述气体混合装置包括：第二载气瓶、第三载气瓶、混合罐和第三温控系统，所述第二载气瓶、第三载气瓶与所述混合罐连通；所述汽化室、所述鼓泡装置与所述混合罐连通，所述混合罐与所述光热反应装置连通，所述光热反应装置与在线检测装置连通；所述第一载气瓶、第二载气瓶和第四载气瓶用于盛装氮气，所述第三载气瓶用于盛装氧气。优选地，所述气体连续产生装置与所述光热反应装置之间依次设置有第六质量流量计、第一开关阀和第一三通阀；所述光热反应装置包括：并联设置的第一气固反应器和第二气固反应器；所述第一气固反应器和第二气固反应器的并联端的输入端通过第二三通阀与所述第一三通阀连通，输出端与所述检测装置连通。优选地，所述第一气固反应器包括：第一反应器和第四温控系统，所述第四温控系统用于控制所述反应器的温度；所述第二气固反应器包括：第二反应器和设置在所述第二反应器两侧的光源和冷却控温装置。优选地，所述光热反应装置还包括：第五载气瓶和第三气固反应器；第五载气瓶用于盛装标准有机废气；所述第五载气瓶与所述第一三通阀连通，所述第三气固反应器与所述第二气固反应器并联设置，所述第三气固反应与所述第二气固反应器的并联的输入端通过第三三通阀与所述第二三通阀连通，输出端与所述在线检测装置连接。优选地，所述第一载气瓶与所述汽化室依次设置有第一压力表、第一减压阀、第五压力表、第一质量流量计、第一单向阀和所述第一三通；所述第二载气瓶与所述混合罐之间依次设置有第二压力表、第二减压阀、第六压力表、第二质量流量计和第二单向阀；所述第三载气瓶与所述混合罐之间依次设置有第三压力表、第三减压阀、第七压力表、第三质量流量计和第三单向阀；所述第四载气瓶与所述鼓泡装置之间依次设置有第四压力表、第四减压阀和第四质量流量计。优选地，所述汽化室与所述混合罐之间依次设置有第二三通、第五质量流量计和第五单向阀；所述鼓泡装置与所述混合罐之间设置有第四单向阀。优选地，所述光热反应装置通过四通与所述在线检测装置连通；所述第一气固反应器、第二气固反应器和第三气固反应器与所述四通之间分别设置有第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀。优选地，所述光热反应装置与所述在线检测装置之间设置有第七质量流量计。优选地，所述在线检测装置包括气相色谱、气相色谱-质谱联用或气体红外光谱仪。优选地，所述冷却控温装置包括：半导体制冷片组、水冷交换器、冷却水循环机、第五温控系统、鳍式聚冷风筒和聚风罩；所述聚风罩设置在所述鳍式聚冷风筒的一端；所述第五温控系统用于控制所述第二反应器的温度；所述冷却水循环机与所述水冷交换器连通；所述半导体制冷片组包括第一半导体制冷片组和第二半导体制冷片组，所述第一半导体制冷片组和所述第二半导体制冷片组对称设置在所述鳍式聚冷风筒的两侧，且通过导热硅脂与所述鳍式聚冷风筒进行贴合。从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：本技术提供了一种实验室有机废气降解系统，包括：气体连续产生装置、光热反应装置和在线检测装置；气体连续产生装置包括：有机气体发生装置、水蒸气发生装置和气体混合装置；有机气体发生装置包括：第一载气瓶、连续注液泵、汽化室和第一温控系统，第一温控系统用于控制汽化室的温度，连续注液泵、第一载气瓶与汽化室通过第一三通连通；水蒸气发生装置包括：第四载气瓶、鼓泡装置和第二温控系统，第四载气瓶与鼓泡装置连通，第二温控系统用于控制鼓泡装置的温度；气体混合装置包括：第二载气瓶、第三载气瓶、混合罐和第三温控系统，第二载气瓶、第三载气瓶与混合罐连通；汽化室、鼓泡装置与混合罐连通，混合罐与光热反应装置连通，光热反应装置与在线检测装置连通；第一载气瓶、第二载气瓶和第四载气瓶用于盛装氮气，第三载气瓶用于盛装氧气。本技术中，有机气体发生装置用于稀释有机气体，其中，连续注液泵定量注液，可以保证有机气体定量挥发；汽化室可以实现有机气体的主动汽化，操作方便；第一温控系统可以控制稀释气体的温度。水蒸气发生装置用于给有机气体提供湿度，鼓泡装置可以持续稳定的提供湿度。第二温控系统可以实现湿气的温度控制。第二载气瓶和第三载气瓶提供的气体用来调节混合罐有机气体的浓度和氧含量，第三温控系统对混合罐内配气得到的有机废气进行温度调控，有助于模拟出最真实的有机废气的实际温度。因此，有机气体发生装置、水蒸气发生装置和气体混合装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实验室有机废气降解系统，其特征在于，包括：气体连续产生装置、光热反应装置和在线检测装置；/n所述气体连续产生装置包括：有机气体发生装置、水蒸气发生装置和气体混合装置；/n所述有机气体发生装置包括：第一载气瓶、连续注液泵、汽化室和第一温控系统，所述温控系统用于控制所述汽化室的温度，所述连续注液泵、所述第一载气瓶与所述汽化室通过第一三通连通；/n所述水蒸气发生装置包括：第四载气瓶、鼓泡装置和第二温控系统，所述第四载气瓶与所述鼓泡装置连通，所述第二温控系统用于控制所述鼓泡装置的温度；/n所述气体混合装置包括：第二载气瓶、第三载气瓶、混合罐和第三温控系统，所述第二载气瓶、第三载气瓶与所述混合罐连通；/n所述汽化室、所述鼓泡装置与所述混合罐连通，所述混合罐与所述光热反应装置连通，所述光热反应装置与在线检测装置连通；/n所述第一载气瓶、第二载气瓶和第四载气瓶用于盛装氮气，所述第三载气瓶用于盛装氧气。/n

【技术特征摘要】
1.一种实验室有机废气降解系统，其特征在于，包括：气体连续产生装置、光热反应装置和在线检测装置；
所述气体连续产生装置包括：有机气体发生装置、水蒸气发生装置和气体混合装置；
所述有机气体发生装置包括：第一载气瓶、连续注液泵、汽化室和第一温控系统，所述温控系统用于控制所述汽化室的温度，所述连续注液泵、所述第一载气瓶与所述汽化室通过第一三通连通；
所述水蒸气发生装置包括：第四载气瓶、鼓泡装置和第二温控系统，所述第四载气瓶与所述鼓泡装置连通，所述第二温控系统用于控制所述鼓泡装置的温度；
所述气体混合装置包括：第二载气瓶、第三载气瓶、混合罐和第三温控系统，所述第二载气瓶、第三载气瓶与所述混合罐连通；
所述汽化室、所述鼓泡装置与所述混合罐连通，所述混合罐与所述光热反应装置连通，所述光热反应装置与在线检测装置连通；
所述第一载气瓶、第二载气瓶和第四载气瓶用于盛装氮气，所述第三载气瓶用于盛装氧气。


2.根据权利要求1所述的实验室有机废气降解系统，其特征在于，所述气体连续产生装置与所述光热反应装置之间依次设置有第六质量流量计、第一开关阀和第一三通阀；
所述光热反应装置包括：并联设置的第一气固反应器和第二气固反应器；
所述第一气固反应器和第二气固反应器的并联端的输入端通过第二三通阀与所述第一三通阀连通，输出端与所述在线检测装置连通。


3.根据权利要求2所述的实验室有机废气降解系统，其特征在于，所述第一气固反应器包括：第一反应器和第四温控系统，所述第四温控系统用于控制所述反应器的温度；
所述第二气固反应器包括：第二反应器和设置在所述第二反应器两侧的光源和冷却控温装置。


4.根据权利要求2所述的实验室有机废气降解系统，其特征在于，所述光热反应装置还包括：第五载气瓶和第三气固反应器；
第五载气瓶用于盛装标准有机废气；
所述第五载气瓶与所述第一三通阀连通，所述第三气固反应器与所述第二气固反应器并联设置，所述第三气固反应与所述第二气固反应器的并联的输入端通过第三三通阀与所述第二三通阀连通，...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖志敏，王腾，安太成，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44