[发明专利]一种无臭氧UV光解VOCs反应装置

说明书

技术领域

本发明属于有机污染物降解处理技术领域，尤其涉及一种无臭氧UV光解VOCs反应装置。

背景技术

VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50-260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体，其挥发后对环境造成严重的污染，影响空气质量。

光氧催化VOCs处理设备是利用C波段紫外线UV，在催化氧化剂TiO₂的作用下，将氧气或臭氧生成氧化性更强的负氧离子，再将废气分子破碎并进一步氧化还原的一种特殊处理设备。废气分子先经过特殊波段高能紫外光波破碎有机分子，打断其分子链；同时，通过分解空气中的氧和水，得到高浓度臭氧，臭氧进一步吸收能量，形成氧化性能更高的自由羟基，氧化废气分子。同时根据不同的废气成分配置多种复合惰性催化剂，大大提高废气处理的速度和效率，从而达到对废气进行净化的设备。

传统的光氧催化VOCs处理设备，由于提供C波段紫外线的紫外线灯和催化剂之间的结构分布不合理，导致处理VOCs的效率低；现有紫外线灯的发光谱线主要有253.7nm和185nm两种，在发射253.7nm波长紫外线的同时，也发射185nm波长的紫外线，185nm波长紫外线使空气产生臭氧，臭氧浓度的异常会污染环境，对人体有很大伤害；现有紫外线灯在制造过程中使用液态汞齐，生产过程存在对人体有害的汞蒸气。

发明内容

基于此，针对上述问题，本发明提出一种无臭氧UV光解VOCs反应装置，可有效地降解VOCs，处理效率高，且无二次污染。

本发明的技术方案是：

一种无臭氧UV光解VOCs反应装置，包括支架和设于支架上的多个UV灯，所述的多个UV灯之间平行设置，相邻的两UV灯之间设有催化剂；所述UV灯为额定功率为150W的双波长紫外线灯，其实际功率为135W，向外辐射功率为16.2-20.25W的185nm紫外线和功率为40.5-54W的253.7nm紫外线。

优选地，所述UV灯包括石英玻璃管、将石英玻璃管两端密封的两个灯头、设于石英玻璃管内的灯丝以及一端与灯丝相连的外导线，外导线的另一端穿过灯头位于石英玻璃管外，石英玻璃管内存储有惰性气体；所述石英玻璃管内掺杂钛元素，使UV灯的实际功率为135W。

紫外线灯即UV灯采用双波长灯，可发出185nm和253.7nm波长的紫外线，185nm紫外线可致产生臭氧，进而产生更多的负氧离子，253.7nm紫外线可消耗臭氧，但如果双波长的紫外线灯没有屏蔽部分185nm波长的紫外线，生成过多的臭氧，253.7nm的波段不足以将多余的臭氧转化成负氧离子，导致臭氧的异常，造成二次污染；灯管采用含钛石英玻璃管，可屏蔽部分185nm波长紫外线，而253.7nm波长紫外线不受影响，253.7nm波段有足够的能力完全消耗185nm波长产生的臭氧，避免二次污染。含钛的石英玻璃管可屏蔽185nm波长紫外线为现有技术，在此不再赘述。

具体地，采用额定功率为150w的双波长紫外灯，在其石英玻璃管内掺杂钛，以过滤吸收部分185nm紫外线，最终功率实际只有135w，其中185nm占12-15％，即16.2-20.25W，253.7nm占30-40％，即40.5-54W，其它通过热量散失，此时，253.7nm的紫外线完全有能力消耗185nm的紫外线产生的臭氧，因而不会出现臭氧的二次污染。

优选地，所述催化剂为网状结构，所述UV灯与该网状结构的催化剂相互平行。其中，催化剂为钛镍网，即以镍网作为载体的锐钛矿型二氧化钛光触媒。

优选地，所述网状结构的催化剂与所述UV灯之间的间距为10cm。

优选地，所述UV灯的长度为1900mm。

将催化剂以网状结构的形式设于UV灯之间，并合理设置UV灯与网状结构之间的分布结构，最大化地提升催化反应效率，提升对VOCs的处理效率。