[发明专利]一种对称双孔式紫外光催化处理工业废气的装置及方法

说明书

本发明公开了一种对称双孔式紫外光催化处理工业废气的装置及方法，该装置包括：不透光壳体；设置在所述不透光壳体顶部的金属盖板；设置在不透光壳体内并固定在金属盖板上的石英玻璃管；设置在石英玻璃管内的催化材料；以及设置在金属盖板上朝向不透光壳体内部的两个真空紫外灯。本发明的方法，采用对称双孔式紫外光催化处理工业废气的装置，本发明实现了真空紫外光裂解、光催化、臭氧催化氧化协同净化去除多种工业气态污染物的一体化设计方法。对称双孔式结构的真空紫外光实现了紫外光的充分利用、反应中产生的臭氧的充分利用及去除等优点，同时也具有易安装替换、便于使用维护等特点。

技术领域

本发明涉及工业气体污染物的净化装置领域，具体涉及一种对称双孔式紫外光催化处理工业废气的装置及方法。

背景技术

工业排放的气态污染物是大气污染的重要根源之一，尤其是精细化工行业排放的毒害性、恶臭类气态污染物的污染问题已日益严重，是当前我国大气环境最典型的污染源之一。紫外光催化技术是目前光化学方法应用于环污染控制的诸多研究中最活跃的领域，特别是在气体净化、除臭杀菌以及污水处理等方面应用越来越广泛。由于具有运行可靠性高、占地面积小、可同时处理多种污染物等优点，在上世纪80年代已开始应用于环境治理领域，是现行用来处理VOCs(volatile organic compounds，挥发性有机物)，研究的前沿课题之一，正越来越引起人们的重视。

紫外光催化技术具有化学氧化能力强(高能光电子、活性自由基、臭氧等直接参与目标污染物的激发、氧化)、反应器设计体积小、初期投资费用低、易于操作等优点。当前，紫外光催化技术在挥发性有机物(VOCs)的净化去除方面也发展出不同特点的工艺。紫外光催化技术比较符合低浓度、运行维护简单、初期投入成本较低的要求；而且正常运转中，紫外催化技术仅依靠电力工作，不产生高温，安全保障性高，无须额外添加辅助燃料，不产生二次污染，没有二次废弃物产生，无须加注和替换介。在紫外线的激发作用下，污染物的原子结构发生变化，在氧化剂的作用下逐步被氧化成低分子中间产物，有机污染物最终生成CO₂和H₂O。由于短波长紫外线光子能量高于大多数污染物质分子内部化学键的键能，因此可以通过紫外线光子对分子化学键的作用直接使其断裂，从而达到分解的目的。当前，紫外光催化技术用于氧化毒害性VOCs的去除效果仍不够理想，在较低的输入能量及反应时间下，目标污染物存在不完全矿化等问题。

基于本发明所涉及的对称双孔式结构的双波长真空紫外光催化处理工业废气的方法。相比于普通的紫外光催化技术，使用了真空紫外即波长为185nm的紫外光，真空紫外除了具有普通紫外光的性能外，还可以将空气中的氧气和水蒸气转化成大量强氧化性活性基团(HO₂·，O·，OH·等活性自由基)，同时生成具有强氧化性的臭氧，促使目标污染物分子键在较低能量输入条件下被高浓度活性基团氧化断键，形成更易氧化去除的小分子有机物，并利用真空紫外照射区域的活性催化成分(钛、锰)使目标污染物彻底被矿化。该方法具有明确的创新性、实用性及经济性。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，针对工业气态污染物，尤其是大气量、低浓度的有机废气(苯系物、酯类)及恶臭物质(H₂S、NH₃、硫醚、硫醇及有机胺类)的高效去除，本发明提供了一种对称双孔式紫外光催化处理工业废气的装置及方法。

本发明实现了真空紫外光裂解、光催化、臭氧催化氧化协同净化去除多种工业气态污染物的一体化设计方法。其中，对称双孔式结构的真空紫外光实现了紫外光的充分利用、反应中产生的臭氧的充分利用及去除等优点，同时也具有易安装替换、便于使用维护等特点。可在常温常压下实现大气量工业废气的处理，且投资运行成本低、操作安全性高，达到了工业实用化的要求，应用前景广阔。

一种对称双孔式紫外光催化处理工业废气的装置，包括：

不透光壳体；

设置在所述不透光壳体顶部的金属盖板；