[发明专利]紫外光解处理废气的箱式光反应器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高能光解UV废气净化装置及其处理工艺，特别涉及一种用于挥发性有机气体及恶臭气体高能UV光解废气净化装置及其处理工艺。

背景技术

随着国民经济的持续快速发展，能源消费的不断攀升，发达国家历经近百年出现的环境问题在我国近二、三十年集中出现，呈现区域性和复合型特征，存在发生大气严重污染事件的隐忧，大气环境形势非常严峻，挥发性有机废气及恶臭气体污染已成为世界各国公认的一种典型的环境公害。

目前处理挥发性有机废气及恶臭气体的主要法有吸附法、吸收法、燃烧法、生物法等。吸附法是利用吸附剂的多孔结构，将废气中的污染物捕获，吸附剂以炭质居多(如活性炭、纤维炭等)，适合于含水率低、浓度低的废气，具有去除效率高、工艺成熟等优点，但涉及饱和吸附剂脱附再生处理问题，需要与冷凝、氧化等其他方法联合。吸收法是采用低挥发性或不挥发性溶剂对废气进行洗涤吸收，从而消除污染，吸收剂可以是水、酸碱、矿物油和碳氢化合物，设备一次性投资费用低，但吸收后的废吸收液需要再次处理，易产生二次污染。燃烧法是利用高温(500～800℃，使用催化剂后，温度可降至350～500℃)，将有机废气在0.3～0.5s时间内氧化分解，分解产物为CO₂和H₂O，涉及含硫、氯、氮化合物，则会产生SO₂、HCl、NO_X，适合于处理污染物浓度高、毒性大的废气，具有效率高、氧化彻底等特点，但氧化后废气存在二噁英等污染风险，使用催化剂易被硫、氯中毒。生物法是利用微生物将废气中污染物降解为CO₂、H₂O等无毒无害的产物，因其具有处理费用低、二次污染小等特点，正成为一项在废气污染控制领域迅速推广的技术，尤其是在较低浓度、较大气量的易生物降解有机废气和恶臭气体治理中。然而，对于那些疏水性难生物降解气态污染物(烃类、含氯烃类等)，由于其固有的物性，采用生物法难以获得较为理想的去除效果。

因此，研究开发一种净化效率高、投资与运行费用低、运行稳定、安全可靠的挥发性有机废气及恶臭气体净化装置及其处理工艺，具有重要意义和实用价值。

发明内容

为克服常规废气处理设备及其工艺的诸多不足之处，本发明提出一种紫外光解处理废气的箱式光反应器及其方法。

本发明提出如下的解决技术方案：

提供一种紫外光解处理废气的箱式光反应器，包括箱式的壳体，在壳体上设有废气进口和净化气出口；还包括固定于壳体内壁上的UV放电管模块，UV放电管模块共有n层且交错设置，将壳体内的空间分割成n+1个依次串联的光解舱；所述废气进口和净化气出口分别接至第一个光解舱和最后一个光解舱；所述UV放电管模块由UV放电管与包覆于UV放电管外部的滤光板构成，在通电后能发射主波长为184.9nm或253.7nm的紫外光。

本发明中，所述UV放电管模块共有2～9层。

本发明中，所述n层UV放电管模块中的UV放电管具有相同或不同的发射主波长。

本发明中，每层UV放电管模块中设置一个UV放电管模块，或并列设置两个或两个以上UV放电管模块。后面一种设置增加了光解舱宽度，可提高废气处理流量。

本发明中，所述壳体内壁具有经过抛光或镀膜处理的表面结构，可增强光的反射能力，提高光能利用效率。

本发明中，所述滤光板是石英玻璃或Suprasil玻璃，其厚度为5～10mm。石英玻璃或Suprasil玻璃作为滤波板具有滤波功能，可获得理想波长的紫外光束。同时UV放电管在滤波板的保护下避免了与废气直接接触，可有效延长UV放电管使用寿命。

箱式光反应器的壳体可采用优质不锈钢材料制作，接缝采用焊接，废气进口、净化气出口、检修口等处进行密封处理，防止紫外光外泄危害人体健康。

作为进一步的发明目的，本发明还提供了一种基于前述箱式光反应器的紫外光解处理废气的方法，包括步骤：

(1)给UV放电管模块通电，释放出主波长为184.9nm或253.7nm的单独或混合的紫外光；

(2)将待处理废气通入废气进口，废气流经串联的光解舱后由净化气出口排放；在光解舱中：主波长为253.7nm的紫外光使污染物分子键断裂或变为激发状态，能穿透废气中细菌或病毒的细胞膜，给核酸造成损伤，使细胞失去繁殖能力；