[发明专利]射流耦合环隙流化床光催化降解VOCs装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流化床反应器，尤其涉及一种射流耦合环隙流化床光催化降解VOCs装置。

背景技术

室内空气品质（Indoor air quality, IAQ）的一系列长期调查结果显示，在许多民用和商用建筑中，许多污染物的浓度水平是室外浓度的数倍至十倍，在新的建筑中甚至超过100倍。因此，IAQ问题引起了广泛的关注，已经成为建筑环境领域内的一个研究热点。

引起IAQ 恶劣的主要原因是合成建筑材料和装修材料的大量使用。这些材料会释放有害气体如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等。室内空气环境的恶化导致建筑内的人们有不舒适的感觉，头晕、烦躁、恶心甚至产生疾病，已经引起了以下三种主要病症：病态建筑综合症（SBS）、与建筑有关的疾病（BRI）以及多种化学污染物过敏症（MCS）。

传统的处理技术如吸附、通风、过滤、燃烧等对这些低浓度污染物处理存在费用颇高或效果欠佳等问题。光催化技术是一种利用光生强氧化剂将有机污染物彻底氧化成H₂O、CO₂等小分子的高级氧化技术，该技术具有反应条件温和，设备简单，易于操作，且对低浓度污染物或气相污染物有很好的去除效果等优点；另外，具有催化剂材料易得，运行成本低，可利用太阳光作为催化光源等优点，是一种非常有前景的污染治理技术。

光催化流化床反应器是将光催化技术嫁接在流化床反应器上而设计的一种新型反应器，与传统的光催化板式结构或整体式结构反应器相比，它具有光照面积大，反应物与催化剂颗粒表面接触效果好，传质效率高，催化剂可循环利用等优点，因此具有较高的气体污染物去除率。催化剂颗粒的可再生性，提高了反应器的使用价值。但是纳米二氧化钛催化剂属粘附性颗粒, 存在强烈的范德华作用力，导致颗粒流化时产生严重的颗粒团聚和沟流现象，甚至难于流化。为了克服气固两相间接触较差的状况和稳定流态化，可采用振动场、磁场或声场辅助流化，以破碎颗粒团聚和消除沟流，实现C类粘附性颗粒的稳定流化。但是这些方法存在以下几个问题：一、流化效果不好，催化剂颗粒流化时产生颗粒团聚和沟流，严重影响了降解效果；二、在流化过程中产生剧烈震动，使得反应器整体窜动，加快了设备本身的损坏，减少了使用寿命；三、在流化过程中多产生高频波，产生一定的辐射，对现场工作人员的身体健康具有危害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种催化剂颗粒聚团多尺度分布，且易于流化，气态污染物氧化效果好，避免颗粒流化过程中出现聚团沉积严重、沟流和扬析，稳定流化，同时无振动噪音，有利于设备的稳定工作，延长了设备寿命，无高频辐射，保护工作人员身体健康的射流耦合环隙流化床光催化降解VOCs装置。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：射流耦合环隙流化床光催化降解VOCs装置，包括支座，所述支座上安装有环隙流化床外筒体，所述环隙流化床外筒体内同轴套装有透明的环隙流化床内筒体，所述环隙流化床外筒体的内壁与所述环隙流化床内筒体的外壁之间构成环隙流化床的环隙，所述环隙流化床内筒体的上端封口，所述环隙流化床内筒体的下端与所述环隙的下端连通，所述环隙流化床内筒体内安装有紫外光灯管，所述环隙内安装有环状催化剂上挡板和环状催化剂下挡板，所述环状催化剂上挡板和所述环状催化剂下挡板之间的所述环隙内放置有催化剂颗粒；所述环隙流化床内筒体的上部连接有伸出所述环隙流化床外筒体的净化进风管，所述净化进风管连接有净化进风机，所述环隙的上端连接有排气装置，所述环隙流化床外筒体上周向均匀设有对应于所述催化剂颗粒的至少两个射流喷嘴，所述射流喷嘴的射流方向与所述射流喷嘴插入点切线具有射流角，所述射流喷嘴连接有气体配置装置，所述气体配置装置连接有射流驱动风机。

作为优选的技术方案，所述射流喷嘴的数量为两个，两个所述射流喷嘴反对称顺次设置。

作为对上述技术方案的改进，所述气体配置装置包括气体分配阀。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述排气装置包括通过所述环状催化剂上挡板与所述环隙连通的气体收集室，所述气体收集室的顶部连接有排气管。

作为对上述技术方案的更进一步改进，所述环隙流化床内筒体内设有进气预分布多孔板，所述进气预分布多孔板上部的所述环隙流化床内筒体构成进气预混室，所述进气预分布多孔板下部的所述环隙流化床内筒体构成进气通道。

作为对上述技术方案的更进一步改进，所述进气预分布多孔板与所述环状催化剂上挡板为一体结构。