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一种工业车间VOCs减量内循环装置的制作方法

一种工业车间vocs减量内循环装置
1.本技术要求2022年04月25日提交中国专利局、申请号为202220975225.9、名称为“一种空气净化机”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本实用新型涉及空气净化装置，具体地，涉及一种工业车间voc减量内循环装置。

背景技术：

3.工业车间尤其是化工工业车间，在生产过程中常常会产生大量的vocs废气。vocs废气对人类的健康和生存环境均存在危害，具体体现为：(1)大多数vocs具有刺激性气味或臭味，可引起人们感官上的不愉快，严重降低人们的生活质量。(2)vocs成分复杂，有特殊气味且具有渗透、挥发及脂溶等特性，可导致人体出现诸多的不适症状。还具有毒性、刺激性及致畸致癌作用，尤其是苯、甲苯、二甲苯及甲醛对人体健康的危害大，长期接触会使人患上贫血症与白血病。(3)vocs多半具有光化学反应性，在阳光照射下，vocs会与大气中的nox发生化学反应，形成二次污染物或强化学活性的中间产物，从而增加烟雾及臭氧的地表浓度，会对人造成生命危险，同时也会危害农作物的生长，甚至导致农作物的死亡。(4)某些vocs易燃，如苯、甲苯、丙酮、二甲基胺及硫代烃等，这些物质的排放浓度较高时如果遇到静电火花或其他火源，容易引起火灾。(5)部分vocs可破坏臭氧层，如氟氯烃物质。
4.因此，工业车间的vocs废气不允许直接排放。目前虽然有局部排风系统的收集，但整体收集率约在70-80％左右，仍有少量废气会散逸在车间内，造成车间内部及周边环境的无组织vocs浓度较高，若采用整体收集变成有组织排放则工程量及投资都会非常大，业主基本都无法承受。
5.目前废气的净化方法，主要是收集后集中处理排放的形式，其处理工艺通常采用喷淋、静电、活性炭吸附等方式，但传统方式仅对有组织废气效果较好，对不能被充分收集的车间无组织废气的处理没有理想的方法。

技术实现要素：

6.针对上述工业车间vocs废气处理效果不理想的问题，本实用新型提供了一种工业车间vocs减量内循环装置，该装置能够对无组织的车间vocs废气进行减量处理，耗材低，效率高，维护方便。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供一种工业车间vocs减量内循环装置，该装置包括壳体以及设在所述壳体上的进气口和出气口，其特征在于，所述壳体内沿所述进气口至所述出气口方向依次设有过滤器、紫外光催化管、介质阻挡放电等离子反应器、负载有臭氧催化剂的催化剂载体和排气腔，所述紫外光催化管的表面涂覆有二氧化钛催化剂，所述介质阻挡放电等离子反应器的阻挡介质表面负载有二氧化钛催化剂，所述排气腔的腔壁上设有所述出气口。
8.优选地，所述紫外光催化管为能够产生254nm波长紫外光的紫外灯管。
9.优选地，所述催化剂载体为多孔结构的材料，如活性炭及陶瓷等。
10.优选地，所述壳体内，所述进气口与所述过滤器之间形成有缓流腔。
11.优选地，所述排气腔中设有风机，所述排气腔的入口处形成有导风口。
12.进一步优选地，所述排气腔中所述风机的周边设有由吸声材料构成的消声层。
13.优选地，所述紫外光催化管之后设有易燃易爆气体报警装置。
14.优选地，所述壳体的底部设有移动轮。
15.优选地，所述紫外光催化管与所述介质阻挡放电等离子反应器的间距为6-10cm。
16.优选地，所述壳体上设有控制箱。
17.通过上述技术方案，本实用新型实现了以下有益效果：
18.1、车间无组织废气经本实用新型装置的多轮循环处理后，vocs和恶臭得到有效的减量和去除，企业规避了环保无组织废气超标排放的风险的同时，车间空气得到有效的改善，保护了工人的职业健康。
19.2、本实用新型适用范围广，所有封闭车间无组织均可减量；造价低，运行成本低，车间使用灵活。
附图说明
20.图1是本实用新型所述工业车间vocs减量内循环装置的结构示意图；
21.图2是本实用新型所述工业车间vocs减量内循环装置的工艺原理图。
22.附图标记说明
23.1－进气口、2－过滤器、3－紫外光催化管、4－介质阻挡放电等离子反应器、5－催化剂载体、6－导风口、7－风机、8－排气腔、9－移动轮、10－出气口、11－消声层、12－控制箱、13－气体报警装置、14－壳体、15－缓流腔。
具体实施方式
24.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
25.首先需要说明的是，在下文的描述中为清楚地说明本实用新型的技术方案而涉及的一些方位词，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.如图1所示，本实用新型所述的工业车间vocs减量内循环装置包括壳体14以及设在所述壳体14上的进气口1和出气口10，所述壳体14内沿所述进气口1至所述出气口10方向依次设有过滤器2、紫外光催化管3、介质阻挡放电等离子反应器4、负载有臭氧催化剂的催化剂载体5和排气腔8，所述紫外光催化管3的表面涂覆有二氧化钛催化剂，所述介质阻挡放
电等离子反应器4的阻挡介质为石英管，石英管表面负载有二氧化钛催化剂，所述排气腔8的腔壁上设有所述出气口10。
28.过滤器2优选为中效过滤器，例如板式中效过滤器、袋式中效过滤器等，市购即可，过滤器结构不是本实用新型的创新点，在此不做赘述。
29.介质阻挡放电等离子反应器4为市购产品，例如苏州淳元环境技术有限公司的dbd反应器，其阻挡介质为石英管，石英管表面热镀有二氧化钛催化剂涂层，工艺温度要求大于600度烧结。
30.如图2所示，本实用新型的废气处理原理如下：
31.(1)vocs废气经进气口1壳体14中，先由过滤器2过滤截留其中颗粒物；
32.(2)过滤后的废气经过紫外光催化管3，该紫外光催化管3表面涂有催化剂，主要为二氧化钛，催化剂烧结在紫外光催化管3表面，紫外光催化管3产生波长为254nm的紫外光，该波长的紫外光照射催化剂二氧化钛，产生羟基自由基(不产生臭氧)，羟基自由基(
·
oh)是一种重要的活性氧，从分子式上看是由氢氧根(oh
ˉ
)失去一个电子形成。羟基自由基具有极强的得电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8v，是自然界中仅次于氟的氧化剂，对vocs废气中的nmthc(非甲烷总烃)等污染物分子能够进行快速氧化分解，以去除vocs废气中的部分nmthc和臭气；
33.(3)介质阻挡放电等离子反应器4以石英管为阻挡介质，同时石英管表面热镀二氧化钛催化剂涂层，该阻挡介质内的电极通电后会产生的羟基自由基和少量臭氧，对vocs废气及异味进行快速氧化降解；
34.(4)处理后的vocs废气再进入下一级的臭氧催化剂模块，该模块中的催化剂载体5上负载有锰基氧化物催化剂，前区介质阻挡放电等离子反应器4产生的臭氧同该催化剂发生反应(臭氧接触催化材料，其中一个氧原子占据了锰基氧化物催化剂的活性点位，释放出氧气，滞留的氧原子在催化剂活性点位越积越多相互接触，又生成了氧气)，循环往复，该工序对臭氧的反应率在99％左右，排口的臭氧含量基本为零，同时，也减少排出的vocs含量；
35.(5)经过处理后vocs废气进入排气腔8中，最终经由排气腔8侧面的出气口10排出。
36.车间无组织废气经本实用新型装置的多轮循环处理后，vocs和恶臭得到有效的减量和去除，企业规避了环保无组织废气超标排放的风险的同时，车间空气得到有效的改善，保护了工人的职业健康。
37.在本实用新型的一个优选技术方案中，所述紫外光催化管3与所述介质阻挡放电等离子反应器4的间距在6-10cm范围，这样二者可以相互接收对方的射线，增加各自的强度，将有催化剂的紫外光催化管3和有催化剂的介质阻挡放电等离子反应器4二者高效耦合，可以产生更多的羟基自由基，形成一个高效的处理单元，也可以减少紫外灯催化管数量和/或介质阻挡放电等离子反应器4的功率，起到节能作用。
38.优选地，所述催化剂载体5为多孔结构的材料，如活性炭及陶瓷等。
39.作为本实用新型的一个优选实施方式，所述壳体14内，所述进气口1与所述过滤器2之间形成有缓流腔15。vocs废气经进气口1通入缓流腔15，高速气流在进入缓流腔15后由于空间变大，气流速度得到降低，低速气流再进入过滤器2过滤。
40.所述排气腔8中设有风机7，所述排气腔8的入口处形成有导风口6，以使得被处理后的废气顺利进入排气腔8，进而通过出气口10排出。
41.所述排气腔8中所述风机7的周边设有由吸声材料构成的消声层11，用于消除风机7在旋转过程中的气流噪声。
42.在所述介质阻挡放电等离子反应器4后设有易燃易爆气体报警装置13，用于在设备工作过程检测所吸入废气中的可燃气体含量，当浓度达到警界线时，即发出警报。该易燃易爆气体报警装置13为市购产品，例如长春弈扬科技有限公司的型号为hftcy-ex的可燃气体报警器，其具体结构不是本案创新点，在此不做赘述。
43.为了方便装置移动，所述壳体14的底部设有移动轮9。装置可移动，如果现场突发vocs污染，可机动处理。
44.在上述技术方案的基础上，所述壳体14上设有控制箱12。
45.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
46.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
47.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

技术特征：

1.一种工业车间vocs减量内循环装置，包括壳体(14)以及设在所述壳体(14)上的进气口(1)和出气口(10)，其特征在于，所述壳体(14)内沿所述进气口(1)至所述出气口(10)方向依次设有过滤器(2)、紫外光催化管(3)、介质阻挡放电等离子反应器(4)、负载有臭氧催化剂的催化剂载体(5)和排气腔(8)，所述紫外光催化管(3)的表面涂覆有二氧化钛催化剂，所述介质阻挡放电等离子反应器(4)的阻挡介质表面负载有二氧化钛催化剂。2.根据权利要求1所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述紫外光催化管(3)为能够产生254nm波长紫外光的紫外灯管。3.根据权利要求1所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述催化剂载体(5)为多孔结构的材料。4.根据权利要求1所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述壳体(14)内，所述进气口(1)与所述过滤器(2)之间形成有缓流腔(15)。5.根据权利要求1所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述排气腔(8)中设有风机(7)，所述排气腔(8)的入口处形成有导风口(6)。6.根据权利要求5所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述排气腔(8)中所述风机(7)的周边设有由吸声材料构成的消声层(11)。7.根据权利要求1所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述紫外光催化管(3)之后设有易燃易爆气体报警装置(13)。8.根据权利要求1所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述壳体(14)的底部设有移动轮(9)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述紫外光催化管(3)与所述介质阻挡放电等离子反应器(4)的间距为6-10cm。10.根据权利要求1至8中任一项所述的工业车间vocs减量内循环装置，其特征在于，所述壳体(14)上设有控制箱(12)。

技术总结

本实用新型公开了一种工业车间VOCs减量内循环装置，包括壳体(14)以及设在所述壳体(14)上的进气口(1)和出气口(10)，所述壳体(14)内沿所述进气口(1)至所述出气口(10)方向依次设有过滤器(2)、紫外光催化管(3)、介质阻挡放电等离子反应器(4)、负载有臭氧催化剂的催化剂载体(5)和排气腔(8)，所述紫外光催化管(3)的表面负载有二氧化钛催化剂，所述介质阻挡放电等离子反应器(4)的阻挡介质表面负载有二氧化钛催化剂。车间无组织废气经本实用新型装置的多轮循环处理后，VOCs和恶臭得到有效的减量和去除，使得车间空气得到有效的改善，保护了工人的职业健康。护了工人的职业健康。护了工人的职业健康。