一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物方法，包括以下步驟：該方法利用高能無極紫外光催化氧化和臭氧催化氧化協(xié)同作用來高效凈化空氣污染物，該方法采用紫外光催化、高溫?zé)狳c催化氧化和臭氧催化氧化協(xié)同工藝，能高效利用微波場及其能量，效率高、成本和能耗低。本發(fā)明還公開了一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置。
【專利說明】
一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于空氣污染物凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近期北京、沈陽等地霧霾污染事件頻繁發(fā)生，夏季臭氧上升為多地首要污染物，以大氣“霧霾”和“臭氧”等為特征的大氣污染日益嚴峻，大氣污染已經(jīng)成為我國目前最為突出和民眾最為關(guān)注的環(huán)境問題。揮發(fā)性有機物(VolatiIe Organic Compounds，VOCs)作為PM2.5和臭氧這兩種污染物的重要來源，由于其刺激性、毒性和致癌性會使人出現(xiàn)頭痛、惡心和中毒等癥狀，VOCs還會破壞臭氧層、引發(fā)酸雨和產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，是大氣污染防治的重點，已經(jīng)進入國家視野和實戰(zhàn)階段?！秶噎h(huán)境保護“十三五”規(guī)劃基本思路》已編制完成，初步提出2020年及2030年兩個階段性目標。在“十三五”期間，建立環(huán)境質(zhì)量改善和污染物總量控制的雙重體系，實施大氣、水、土壤污染防治計劃，實現(xiàn)三大生態(tài)系統(tǒng)全要素指標管理；在既有常規(guī)污染物總量控制的基礎(chǔ)上，新增污染物總量控制注重特定區(qū)域和行業(yè);空氣質(zhì)量實行分區(qū)、分類管理，2020年，PM2.5超標30 %以內(nèi)城市有望率先實現(xiàn)PM2.5年均濃度達標。根據(jù)《基本思路》，其中，對全國實施重點行業(yè)揮發(fā)性有機物總量控制。VOCs也是作為二次污染物PM2.5的重要前體物之一，因此它納入總量控制指標體系，對控制PM2.5將具有重要作用，然而相比二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等大氣污染物，VOCs的治理基礎(chǔ)還十分薄弱，相比煙粉塵，VOCs的控制難度更大。VOCs主要產(chǎn)生于石化、有機化工、合成材料、化學(xué)藥品原料制造、塑料產(chǎn)品制造、裝備制造涂裝、包裝印刷等行業(yè)。國家和全國各地方分別制定了《揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法》、《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治實施方案》等文件，凸顯VOCs治理的緊迫性，要求大力推進有機空氣污染物的綜合治理。通過揮發(fā)性有機物(VOCs)排污收費試點工作，可加快推動有關(guān)企業(yè)按照國家VOCs減排計劃和排放標準實施治理改造。
[0003]針對現(xiàn)行工藝投資高、凈化效率低、運行費用高、不穩(wěn)定、安全性差、設(shè)備使用壽命短等問題，亟需開發(fā)一種新型VOCs治理技術(shù)，為大氣污染治理提供強而有力支撐。對于中低濃度、大流量、生物降解性差和無回收利用價值的VOCs空氣污染物和惡臭治理而言，催化氧化法因高效、氧化徹底等優(yōu)點而成為研究熱點，但是傳統(tǒng)催化氧化法反應(yīng)條件要求仍然很高，如溫度在150-300°C之間，能耗和效率仍然受限。因此，開發(fā)新型VOCs高效治理技術(shù)，實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保治理并舉，在當(dāng)前我國嚴峻的環(huán)境形勢下就顯得尤為重要。
[0004]空氣污染物主要包括揮發(fā)性有機化合物、惡臭污染物和細菌等。為適應(yīng)日益嚴格的環(huán)保要求，近年來國內(nèi)研究開發(fā)出一些新型空氣污染物處理工藝，但仍然存在效率低下、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運行能耗高諸多缺陷。
[0005]中國發(fā)明專利CN201510374918公開了一種光生臭氧催化氧化去除揮發(fā)性有機物的方法，具有低溫催化氧化功能，但是催化材料功效有限、功能單一，出口存在殘余臭氧副產(chǎn)物問題，未能高效臭氧資源。
[0006]中國發(fā)明專利CN201220464758.7公開了一種應(yīng)用高能光解催化技術(shù)處理有機廢氣的裝置，雖然具備一定凈化功效，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法保證殘余臭氧污染問題，凈化路徑較為單一。
[0007]中國發(fā)明專利CN102631696A公開了無極紫外光源空氣清潔滅菌方法和設(shè)備，該方法是待消毒空氣從進風(fēng)口引入，經(jīng)進風(fēng)口過濾網(wǎng)濾將空氣中物理雜質(zhì)進行過濾，然后進入激勵腔內(nèi)與此同時微波控制器激發(fā)磁控管發(fā)出微波，微波經(jīng)激勵器進入激勵腔在激勵腔中無極發(fā)光體中的分子受到微波的作用發(fā)出波長在254?280nm的紫外光，與空氣中氧氣共同作用后產(chǎn)生臭氧，并對激勵腔中的空氣細菌、病毒滅活，處理后的空氣經(jīng)出風(fēng)口過濾網(wǎng)排除。該發(fā)明具有較好的滅菌效果，然而無法應(yīng)對日益復(fù)雜的復(fù)合型空氣污染物，VOC凈化效果有限，并且臭氧利用不徹底。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的第一個目的在于提供一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法，該方法采用紫外光催化、高溫催化氧化和臭氧催化氧化協(xié)同工藝，能高效利用微波場及其能量，效率高、成本和能耗低。
[0009]本發(fā)明的第二個目的在于提供一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，該裝置效率高、能耗低、降解徹底、無二次污染。
[0010]本發(fā)明中的技術(shù)方案能解決傳統(tǒng)空氣污染物凈化法存在的效率低、成本及能耗高以及二次污染等問題，采用高能紫外光催化、高溫?zé)狳c催化氧化和臭氧催化氧化協(xié)同工藝，高效利用微波場及其能量，具有結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、高效率、低能耗、降解徹底、操作簡單、無二次污染等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)有機廢氣和惡臭的凈化，同時也可用于室內(nèi)空氣凈化領(lǐng)域。
[0011 ]本發(fā)明的第一個目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法，包括以下步驟:該方法利用高能無極紫外光催化氧化和臭氧催化氧化協(xié)同作用來高效凈化空氣污染物。
[0012]本發(fā)明的第二個目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，包括殼體，所述殼體的兩端設(shè)有進氣口和出氣口，所述殼體的進氣口和出氣口之間設(shè)置有微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體和催化材料層，所述催化材料層設(shè)置于所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體內(nèi)部或所述述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體外部，所述的微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體主要由依次排列的第一金屬網(wǎng)、紫外燈組、微波控制單元和第二金屬網(wǎng)組成。
[0013]所述催化材料層設(shè)置于所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體內(nèi)部時，所述的催化材料層設(shè)置在所述微波控制單元和第二金屬網(wǎng)之間。
[0014]所述催化材料層設(shè)置于所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體外部時，所述催化材料層設(shè)置于所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體和所述出氣口之間，且靠近所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的第二金屬網(wǎng)。
[0015]所述的微波控制單元包括微波發(fā)生器和微波控制器，所述微波發(fā)生器的發(fā)射頻率為2450MHz，作為所述紫外燈組的激發(fā)源。
[0016]所述的微波控制單元作為所述紫外燈組的激發(fā)源，激發(fā)所述紫外燈組中的紫外燈產(chǎn)生波長為185nm的紫外線。
[0017]所述第一金屬網(wǎng)和所述第二金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為0.4?3.5cm。
[0018]所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的外形與所述殼體的內(nèi)殼形狀相適配，立方體形、長方體形、圓柱體形或多棱柱體形。
[0019]所述的催化材料層由至少一層催化材料組成，所述催化材料包括載體和活性成分。
[0020]所述的載體包括活性炭、Si02、分子篩或活性氧化鋁，所述的活性成分包括T12和過渡金屬氧化物，所述的過渡金屬氧化物包括含有Fe、N1、Co、Mn、Cu、Zn和Ce的金屬氧化物中的一種或幾種。
[0021]進一步的，一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法，包括以下步驟:采用上述的空氣污染物凈化裝置凈化，所述空氣污染物經(jīng)過除塵處理后，經(jīng)由所述空氣污染物凈化裝置的進氣口進入，先進入所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體中，微波控制單元激發(fā)無極紫外燈，產(chǎn)生臭氧的同時，空氣被無極紫外燈光照后產(chǎn)生強氧化性自由基，空氣污染物在強氧化性自由基和臭氧的協(xié)同氧化作用下大部分被去除，剩余污染物和臭氧進入催化材料層，催化材料在紫外光和微波的作用下，將剩余污染物催化氧化完全，生成無毒的二氧化碳和水，同時臭氧得以完全利用和消除，凈化后的空氣通過出氣口排出。
[0022]更進一步的，一種采用無極紫外光催化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法，包括以下步驟:空氣污染物經(jīng)過除塵去除顆粒物雜質(zhì)后進入微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體中，被高能無極紫外光照射裂解，在同步產(chǎn)生的大量強氧化性自由基和臭氧作用下氧化成二氧化碳、水或中間產(chǎn)物，同時細菌、病毒在紫外光、臭氧以及電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)的共同作用下被凈化去除；殘余污染物及臭氧進入催化材料固定床層，催化材料利用紫外光和微波，在光催化氧化、熱點催化氧化和臭氧催化氧化等多種路徑強化作用下被完全降解為無毒的二氧化碳和水，同時臭氧資源完全得以利用和消除。
[0023]采用高能無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化降解空氣污染物的方法和裝置。該方法利用高能無極紫外光催化氧化和臭氧催化氧化協(xié)同作用來高效凈化空氣污染物。該裝置包含微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體和催化材料模塊。具體包含以下步驟:空氣污染物經(jīng)過除塵去除顆粒物雜質(zhì)后進入微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體中，被高能無極紫外光照射裂解，在同步產(chǎn)生的大量強氧化性自由基和臭氧作用下氧化成二氧化碳、水或中間產(chǎn)物，同時細菌、病毒在紫外光、臭氧以及電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)的共同作用下被凈化去除;殘余污染物及臭氧進入催化材料固定床層，催化材料利用紫外光和微波，在光催化氧化、熱點催化氧化和臭氧催化氧化等多種路徑強化作用下被完全降解為無毒的二氧化碳和水，同時臭氧資源完全得以利用和消除。
[0024]高效催化材料模塊可內(nèi)置于微波反應(yīng)腔體中，也可以外置于反應(yīng)腔體外部靠近第二個金屬網(wǎng)。
[0025]當(dāng)高效催化材料模塊內(nèi)置于微波反應(yīng)腔體中時，無極紫外燈方向與空氣污染物流動方向垂直，與催化材料模塊平行，無極紫外光催化降解空氣污染物的方法，包含以下步驟:
[0026](I)空氣污染物經(jīng)過除塵去除顆粒物雜質(zhì)后通過第一個金屬網(wǎng)進入微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體中，被高能無極紫外光照射裂解；
[0027](2)在同步產(chǎn)生的大量強氧化性自由基和臭氧作用下氧化成二氧化碳、水或中間產(chǎn)物，同時細菌、病毒在紫外光、臭氧以及電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)的共同作用下被凈化去除;
[0028](3)殘余污染物及臭氧進入催化材料固定床層，催化材料利用紫外光和微波，在光催化氧化、熱點催化氧化和臭氧催化氧化等多種路徑強化作用下被完全降解為無毒的二氧化碳和水，同時臭氧資源完全得以利用和消除，空氣污染物凈化后經(jīng)過第二個金屬網(wǎng)，由出口排出。
[0029]當(dāng)高效催化材料模塊外置于微波反應(yīng)腔體中時，無極紫外光催化降解空氣污染物的方法，包含以下步驟:
[0030](I)空氣污染物經(jīng)過除塵去除顆粒物雜質(zhì)后通過第一個金屬網(wǎng)進入微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體中，被高能無極紫外光照射裂解；
[0031](2)在同步產(chǎn)生的大量強氧化性自由基和臭氧作用下氧化成二氧化碳、水或中間產(chǎn)物，同時細菌、病毒在紫外光、臭氧以及電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)的共同作用下被凈化去除;
[0032](3)殘余污染物及臭氧通過第二個金屬網(wǎng)后進入催化材料固定床層，催化材料利用紫外光和微波，在光催化氧化、熱點催化氧化和臭氧催化氧化等多種路徑強化作用下被完全降解為無毒的二氧化碳和水，同時臭氧資源完全得以利用和消除，空氣污染物凈化后由出口排出。
[0033]微波控制單元的微波發(fā)射頻率為2450MHZ，控制器能夠?qū)崿F(xiàn)微波功率線性調(diào)整，微波發(fā)生器裝設(shè)于該腔體的外部。
[0034]微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的主體構(gòu)件是一個中空的金屬材質(zhì)腔體，腔體進出口為金屬網(wǎng)材質(zhì)，由不銹鋼沖孔板或不銹鋼絲編織而成，其網(wǎng)眼口徑介于0.4cm?3.5cm之間。該腔體外形輪廓呈立方體形、長方體形、圓柱體形或多棱柱體形;無極紫外燈位于微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體中，微波作為激發(fā)源，激發(fā)無極紫外燈發(fā)射185nm紫外線，該無極紫外燈呈棒狀、環(huán)狀。
[0035]所述催化劑層為在活性炭、S12、分子篩或活性氧化鋁載體上負載有T12和Fe、N1、Co、Mn、Cu、Zn、Ce單一或復(fù)合過渡金屬氧化物的催化劑層。
[0036]催化劑具有光催化、臭氧催化氧化和熱點催化氧化作用，微波能夠強化光催化氧化，加速催化反應(yīng)進行，降低活化能，提高反應(yīng)速率、礦化率和選擇性。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0038](I)本發(fā)明提出的高能無極紫外光催化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法，提高了傳統(tǒng)光催化量子效率，具有高能紫外光催化、熱點催化氧化和臭氧催化氧化等多種路徑協(xié)同作用，凈化更高效、徹底；
[0039](2)本發(fā)明利用微波場強化催化氧化作用，具有高效、節(jié)能、省時、操作條件簡單、
無二次污染、紫外光輻射強度高、使用壽命長等諸多優(yōu)點；
[0040](3)本發(fā)明中高能無極紫外燈作為一種新型紫外光源，，可以克服傳統(tǒng)有極紫外光源的局限性，具有發(fā)光強度高、壽命長等顯著優(yōu)勢，不存在電極老化問題，燈的壽命可長達十幾年，可瞬時啟動和再啟動，光輸出穩(wěn)定、制造簡便，無極紫外燈的形狀設(shè)計制造靈活；
[0041](4)本發(fā)明中微波/UV/03的協(xié)同作用體系大大提高了殺菌效果；
[0042](5)本發(fā)明中微波能夠強化光催化氧化，加速催化反應(yīng)進行，降低活化能，提高反應(yīng)速率、礦化率和選擇性，解決了傳統(tǒng)光催化降解不徹底、形成中間產(chǎn)物和臭氧等二次污染物問題。
【附圖說明】
[0043]圖1是本發(fā)明實施例1中的空氣污染物凈化裝置，其中1、進氣口；2、第一金屬網(wǎng)，3、微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體即微波反應(yīng)諧振腔體，4、無極紫外燈組，5、微波控制單元，6、催化材料層，7、第二金屬網(wǎng)，8、出氣口；
[0044]圖2是本發(fā)明實施例2中的空氣污染物凈化裝置，其中1、進氣口；2、第一金屬網(wǎng)，3、微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體即微波反應(yīng)諧振腔體，4、無極紫外燈組，5、微波控制單元，6、催化材料層，7、第二金屬網(wǎng)，8、出氣口；
[0045]圖3是實施例7中采用不同催化材料的高能無極紫外光催化協(xié)同臭氧催化氧化凈化效果。
【具體實施方式】
[0046]實施例1
[0047]如圖1所示，本實施例提供的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，包括殼體，殼體的兩端設(shè)有進氣口 I和出氣口 8，殼體的進氣口 I和出氣口 8之間設(shè)置有微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3和催化材料層6，催化材料層6設(shè)置于微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3內(nèi)部，其中催化材料層6設(shè)置在第一金屬網(wǎng)2和第二金屬網(wǎng)7之間，微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3主要由依次排列的第一金屬網(wǎng)2、無極紫外燈組4、微波控制單元5和第二金屬網(wǎng)7組成。
[0048]采用本實施例無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置的凈化空氣污染物的工藝如下:空氣污染物經(jīng)過除塵去除顆粒物雜質(zhì)后經(jīng)由進氣口 I通過第一金屬網(wǎng)2進入微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3中，被微波控制單元5激發(fā)的無極紫外燈組4發(fā)射的高能無極紫外光照射裂解，在同步產(chǎn)生的大量強氧化性自由基和臭氧作用下氧化成二氧化碳、水或中間產(chǎn)物，同時細菌、病毒在紫外光、臭氧以及電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)的共同作用下被凈化去除，殘余污染物及臭氧進入催化材料層6(催化材料固定床層)，催化材料利用紫外光和微波，在光催化氧化、熱點催化氧化和臭氧催化氧化等多種路徑強化作用下被完全降解為無毒的二氧化碳和水，同時臭氧資源完全得以利用和消除，空氣污染物凈化后經(jīng)過第二個金屬網(wǎng)7，由出氣口8排出。
[0049]其中微波控制單元5包括微波發(fā)生器和微波控制器，微波發(fā)生器的發(fā)射頻率為2450MHz ο
[0050]微波控制單元5作為無極紫外燈組4的激發(fā)源，激發(fā)無極紫外燈組4中的紫外燈產(chǎn)生波長為185nm的紫外線。
[0051]第一金屬網(wǎng)和第二金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為0.4?3.5cm;微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的外形與所述殼體的內(nèi)殼形狀相適配，微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的外形為長方體形。
[0052]催化材料層由至少一層催化材料組成，催化材料包括載體和活性成分。
[0053]載體為活性炭、Si02、分子篩或活性氧化鋁，活性成分包括T12和過渡金屬氧化物，過渡金屬氧化物包括含有Fe、N1、Co、Mn、Cu、Zn和Ce的金屬氧化物中的一種或幾種。
[0054]實施例2
[0055]如圖2所示，本實施例提供的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，包括殼體，殼體的兩端設(shè)有進氣口 I和出氣口 8，殼體的進氣口 I和出氣口 8之間設(shè)置有微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3和催化材料層6，催化材料層6設(shè)置于微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3外部，其中催化材料層6設(shè)置于微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3和出氣口 8之間，且靠近微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3的第二金屬網(wǎng)7，微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3主要由依次排列的第一金屬網(wǎng)2、無極紫外燈組4、微波控制單元5和第二金屬網(wǎng)7組成。
[0056]采用本實施例空氣污染物凈化裝置的空氣污染物凈化工藝如下:
[0057]空氣污染物經(jīng)過除塵去除顆粒物雜質(zhì)后由進氣口I通過第一個金屬網(wǎng)2進入微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體3中，被微波控制單元5激發(fā)的無極紫外燈組4發(fā)射的高能無極紫外光照射裂解，在同步產(chǎn)生的大量強氧化性自由基和臭氧作用下氧化成二氧化碳、水或中間產(chǎn)物，同時細菌、病毒在紫外光、臭氧以及電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)的共同作用下被凈化去除；殘余污染物及臭氧通過第二個金屬網(wǎng)7后進入催化材料層6(催化材料固定床層)，催化材料層中的催化材料利用紫外光和微波，在光催化氧化、熱點催化氧化和臭氧催化氧化等多種路徑強化作用下被完全降解為無毒的二氧化碳和水，同時臭氧資源完全得以利用和消除，空氣污染物凈化后由出氣口8排出。
[0058]其中微波控制單元包括微波發(fā)生器和微波控制器，微波發(fā)生器的發(fā)射頻率為2450MHz ο
[0059]微波控制單元作為所述無極紫外燈組的激發(fā)源，激發(fā)無極紫外燈組中的紫外燈產(chǎn)生波長為185nm的紫外線。
[0060]第一金屬網(wǎng)和第二金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為0.4?3.5cm;微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的外形與所述殼體的內(nèi)殼形狀相適配，微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的外形為長方體形。[0061 ]催化材料層由至少一層催化材料組成，催化材料包括載體和活性成分。
[0062]載體為活性炭、Si02、分子篩或活性氧化鋁，活性成分包括T12和過渡金屬氧化物，過渡金屬氧化物包括含有Fe、N1、Co、Mn、Cu、Zn和Ce的金屬氧化物中的一種或幾種。
[0063]實施例3
[0064]凈化方法和工藝同實施例1，在常溫常壓、苯進氣濃度lOOppm、流量為150m3/h，相對濕度為50%，催化劑為2% Cu-20% T12/活性炭，體積空速為3萬h—I無極紫外燈組4由4根1W高能無極紫外燈組成，調(diào)控微波控制單元，其中微波發(fā)生器的發(fā)射頻率為2450MHz，微波功率調(diào)整為50W，在分析系統(tǒng)中，凈化后的部分氣體，分別進入氣相色譜檢測CO2和苯濃度、臭氧檢測儀檢測殘余臭氧濃度。處理后苯去除率為85%，臭氧降解率為100%，礦化率為82%。
[0065]實施例4
[0066]凈化方法和工藝同實施例2，在常溫常壓、苯進氣濃度lOOppm、流量為150m3/h，相對濕度為50%，催化劑為2% Cu-20% T12/活性炭，體積空速為3萬h—I無極紫外燈組4由4根1W高能無極紫外燈組成，調(diào)控微波控制單元，其中微波發(fā)生器的發(fā)射頻率為2450MHz，微波功率調(diào)整為50W，在分析系統(tǒng)中，凈化后的部分氣體，分別進入氣相色譜檢測CO2和苯濃度、臭氧檢測儀檢測殘余臭氧濃度。處理后苯去除率為75%，臭氧降解率為100%，礦化率為65%。由實施例3和例4凈化效果可知，實施例3方式凈化效率可礦化率均較高，主要是由于實施例3能夠更有效利用高強度紫外光以及微波場的強化作用效果更突出的緣故。
[0067]實施例5
[0068]凈化方法和工藝同實施例1，空氣污染物參數(shù)和運行工況同實施例3，不同的是催化材料為2%Cu-20%Ti02/分子篩，處理后苯去除率為80%，臭氧降解率為100%，礦化率為80%。
[0069]實施例6
[0070]凈化方法和工藝同實施例1，空氣污染物參數(shù)和運行工況同實施例3，不同的是催化材料為2%Cu-20%Ti02/活性氧化鋁。處理后苯去除率為60%，臭氧降解率為100%，礦化率為77 % ο由實施例5和例6可知，兩者礦化率差別較小但苯去除率差別較大，是由于載體選擇性和吸附性能綜合作用的結(jié)果。
[0071 ] 實施例7
[0072]凈化方法和工藝同實施例1，空氣污染物參數(shù)和運行工況同實施例3，不同的是催化材料活性組分分別為Fe、Mn、Co、Cu、Zn、Ni過渡金屬氧化物(2%Fe-20%Ti02/活性炭、2%Mn-20 % T12/活性炭、2 % Co-20 % T12/活性炭、2 % Cu-20 % T12/活性炭、2 % Zn-20 % T12/活性炭、2%Ni20%T12/活性炭、)，處理后苯去除率，臭氧降解率、礦化率為見圖1。
[0073]從圖3可以看出，活性組分對凈化效率有較大影響，Cu、Mn、Co活性組分催化劑具有較高的臭氧利用率提高了苯去除率和礦化率。
[0074]實施例8
[0075]凈化方法和工藝同實施例1，在常溫常壓、甲硫醇進氣濃度lOOppm、流量為150m3/h，相對濕度為50%，催化劑為I %Mn-10%T12/分子篩，體積空速為3萬h—1，無極紫外燈組4由4根1W高能無極紫外燈組成，調(diào)控微波控制單元，微波控制單元作為無極紫外燈組的激發(fā)源，激發(fā)無極紫外燈組中的紫外燈產(chǎn)生波長為185nm的紫外線，其中微波發(fā)生器的發(fā)射頻率為2450MHz，微波功率調(diào)整為50W，在分析系統(tǒng)中，凈化后的部分氣體，分別進入氣相色譜檢測CO2、臭氧檢測儀檢測殘余臭氧濃度、甲硫醇分析儀檢測殘余甲硫醇濃度，處理后甲硫醇去除率為95%，臭氧降解率為100%，礦化率為80%。
[0076]實施例9
[0077]凈化方法和工藝同實施例1，在常溫常壓、硫化氫進氣濃度lOOppm、流量為150m3/h，相對濕度為50%，催化劑為I %Mn-10%T12/分子篩，體積空速為3萬h—1，無極紫外燈組4由4根1W高能無極紫外燈組成，調(diào)控微波控制單元，微波控制單元作為無極紫外燈組的激發(fā)源，激發(fā)無極紫外燈組中的紫外燈產(chǎn)生波長為185nm的紫外線，其中微波發(fā)生器的發(fā)射頻率為2450MHz，微波功率調(diào)整為50W，在分析系統(tǒng)中，凈化后的部分氣體，分別進入硫化氫分析儀、臭氧檢測儀檢測殘余臭氧濃度，處理后硫化氫去除率為80%，臭氧降解率為100%。
[0078]以上列舉具體實施例對本發(fā)明進行說明。需要指出的是，以上實施例只用于對本發(fā)明作進一步說明，不代表本發(fā)明的保護范圍，其他人根據(jù)本發(fā)明的提示做出的非本質(zhì)的修改和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法，其特征是包括以下步驟:該方法利用高能無極紫外光催化氧化和臭氧催化氧化協(xié)同作用來高效凈化空氣污染物。2.—種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，包括殼體，所述殼體的兩端設(shè)有進氣口和出氣口，其特征是:所述殼體的進氣口和出氣口之間設(shè)置有微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體和催化材料層，所述催化材料層設(shè)置于所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體內(nèi)部或所述述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體外部，所述的微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體主要由依次排列的第一金屬網(wǎng)、無極紫外燈組、微波控制單元和第二金屬網(wǎng)組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，其特征是:所述催化材料層設(shè)置于所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體內(nèi)部時，所述的催化材料層設(shè)置在所述第一金屬網(wǎng)和第二金屬網(wǎng)之間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，其特征是:所述催化材料層設(shè)置于所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體外部時，所述催化材料層設(shè)置于所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體和所述出氣口之間，且靠近所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的第二金屬網(wǎng)。5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，其特征是:所述的微波控制單元包括微波發(fā)生器和微波控制器，所述微波發(fā)生器的發(fā)射頻率為2450MHz。6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，其特征是:所述的微波控制單元作為所述無極紫外燈組的激發(fā)源，激發(fā)所述無極紫外燈組中的紫外燈產(chǎn)生波長為185nm的紫外線。7.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，其特征是:所述第一金屬網(wǎng)和所述第二金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為0.4?3.5cm;所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的外形與所述殼體的內(nèi)殼形狀相適配，所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體的外形為立方體形、長方體形、圓柱體形或多棱柱體形。8.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，其特征是:所述的催化材料層由至少一層催化材料組成，所述催化材料包括載體和活性成分。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的裝置，其特征是:所述的載體包括活性炭、Si02、分子篩或活性氧化鋁，所述的活性成分包括T12和過渡金屬氧化物，所述的過渡金屬氧化物包括含有Fe、N1、Co、Mn、Cu、Zn和Ce的金屬氧化物中的一種或幾種。10.—種采用無極紫外光催化氧化協(xié)同臭氧催化氧化凈化空氣污染物的方法，其特征是包括以下步驟:采用權(quán)利要求2-9任一項所述的空氣污染物凈化裝置凈化，所述空氣污染物經(jīng)過除塵處理后，經(jīng)由上述裝置的進氣口進入，先進入所述微波無極紫外反應(yīng)諧振腔體中，微波控制單元激發(fā)無極紫外燈，產(chǎn)生臭氧的同時，空氣被無極紫外燈光照后產(chǎn)生強氧化性自由基，空氣污染物在強氧化性自由基和臭氧的協(xié)同氧化作用下大部分被去除，剩余污染物和臭氧進入催化材料層，催化材料在紫外光和微波的作用下，將剩余污染物催化氧化完全，生成無毒的二氧化碳和水，同時臭氧得以完全利用和消除，凈化后的空氣通過出氣口CO
【文檔編號】B01D53/44GK105921011SQ201610423775
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】黃海保, 葉信國
【申請人】中山大學(xué)