本發(fā)明涉及一種廢氣處理設(shè)備，更具體地說，它涉及一種VOC廢氣凈化設(shè)備以及凈化方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，伴隨著生產(chǎn)過程難免會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害的廢氣，這種廢氣直接排放到大氣中，對(duì)空氣質(zhì)量造成污染，對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。國(guó)家的相關(guān)法律法規(guī)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)氣體的排放標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格的限定，對(duì)污染氣體進(jìn)行治理是改善環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵。

因此，公告號(hào)為CN205109220U的發(fā)明專利提供了一種模塊化廢氣處理裝置。包括進(jìn)氣管、處理管以及出氣管，處理管內(nèi)設(shè)有光催化處理單元、等離子處理單元以及紫外線處理單元等。廢氣依次通過各個(gè)單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣的凈化以及處理。

但是在實(shí)際使用時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的廢氣處理裝置。凈化單元過多，這樣不僅會(huì)導(dǎo)致廢氣處理裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)也會(huì)造成能耗過高，浪費(fèi)能源，因此，如何提供一種凈化單元少，同時(shí)又能保證凈化效果的廢氣處理裝置就十分需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種VOC廢氣凈化設(shè)備，既可以減少凈化單元，又可以保證廢氣的凈化效果。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種VOC廢氣凈化設(shè)備，包括依次連接的進(jìn)氣管、處理管和出氣管，所述處理管內(nèi)依次設(shè)有除塵單元、光催化單元以及等離子凈化單元,所述光催化單元包括涂覆有光催化劑的光催化網(wǎng)以及設(shè)置在光催化網(wǎng)前方的紫外燈，所述等離子凈化單元由若干高能離子管組成。

通過采用上述技術(shù)方案：廢氣從進(jìn)氣管內(nèi)進(jìn)入到處理管內(nèi)，除塵單元先將大顆粒物進(jìn)行過濾掉，隨后，廢氣進(jìn)入光催化單元，采用紫外燈與光催化網(wǎng)作為光催化單元，紫外燈既可以對(duì)廢氣起到殺菌凈化作用，同時(shí)還可以與光催化網(wǎng)配合，對(duì)廢氣進(jìn)行進(jìn)一步的凈化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，凈化效率高；隨后，廢氣通過等離子凈化單元，高能離子管釋放的自由基和準(zhǔn)分子對(duì)廢氣進(jìn)行進(jìn)一步的凈化。凈化單元少，但是凈化效果依然能夠得到保證，并且設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好。

作為優(yōu)選，所述光催化單元包括兩組并列設(shè)置的紫外燈以及光催化網(wǎng)。

通過采用上述技術(shù)方案：設(shè)置兩組紫外燈以及光催化網(wǎng)，可以對(duì)廢氣進(jìn)行兩次凈化，保證了凈化過程的可靠性以及凈化效果。采用紫外燈與光催化網(wǎng)作為光催化單元，紫外燈既可以對(duì)廢氣起到殺菌凈化作用，同時(shí)還可以與光催化網(wǎng)配合，對(duì)廢氣進(jìn)行進(jìn)一步的凈化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，凈化效率高。

作為優(yōu)選，靠近除塵單元的紫外燈的波長(zhǎng)為254nm，遠(yuǎn)離除塵單元的紫外燈的波長(zhǎng)為185nm。

通過采用上述技術(shù)方案：利用254nm光束裂解惡臭氣體中的分子鍵，破壞細(xì)菌的核酸（DNA），使之變成極不穩(wěn)定的C 鍵、-0H、O 離子。隨后，利用185nm光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生活性氧，因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合，進(jìn)而生成臭氧；臭氧與被254nm光束裂解的呈游離狀態(tài)污染物質(zhì)原子聚合，生成新的、無害或低害物質(zhì)，如CO₂、H₂O 等，同時(shí)，臭氧對(duì)有機(jī)物具有極強(qiáng)的氧化作用，對(duì)惡臭氣體及其它刺激性異味有立竿見影的清除效果。

作為優(yōu)選，所述處理管的內(nèi)壁上位于光催化網(wǎng)的前方轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有用于安裝紫外燈的燈架，所述紫外燈圓周陣列設(shè)置在燈架上。

通過采用上述技術(shù)方案：這樣在工作時(shí)，即使一個(gè)紫外燈處于損壞狀態(tài)，由于紫外燈是呈圓周分布并且在燈架的帶動(dòng)下可以轉(zhuǎn)動(dòng)，可以保證光催化網(wǎng)能夠得到足夠的光照，保證了凈化效果，提高了工作過程中的可靠性。

作為優(yōu)選，所述光催化網(wǎng)包括呈方形設(shè)置的網(wǎng)架以及設(shè)置在網(wǎng)架內(nèi)的網(wǎng)芯，所述處理管上設(shè)有用于清理網(wǎng)芯內(nèi)的雜質(zhì)的清理裝置。

通過采用上述技術(shù)方案：當(dāng)使用一段時(shí)間之后，清理裝置可以對(duì)網(wǎng)芯進(jìn)行清理，保證了網(wǎng)芯的凈化效率以及凈化效果。提高了凈化設(shè)備的持續(xù)使用時(shí)間。

作為優(yōu)選，所述網(wǎng)架滑移設(shè)置在處理管內(nèi)，所述處理管上設(shè)有用于固定網(wǎng)架的固定件，所述處理管上設(shè)有供網(wǎng)架滑入的清理盒，所述清理裝置包括設(shè)置在清理盒上的風(fēng)機(jī)。

通過采用上述技術(shù)方案：當(dāng)想要對(duì)光催化網(wǎng)進(jìn)行清理的時(shí)候，解除固定件的固定，光催化網(wǎng)滑入清理盒內(nèi)，此時(shí)，開啟風(fēng)機(jī)即可，即可對(duì)光催化網(wǎng)進(jìn)行清理。設(shè)置單獨(dú)的清理盒，在清理時(shí)，光催化網(wǎng)上的雜質(zhì)不會(huì)掉落到處理管內(nèi)，避免了出現(xiàn)二次污染的現(xiàn)象。

作為優(yōu)選，所述處理管上相對(duì)清理盒的一側(cè)設(shè)有用于放置備用光催化網(wǎng)的容置盒，所述容置盒與處理管相通，當(dāng)容置盒內(nèi)放入光催化網(wǎng)之后，固定件解除處理管上的光催化網(wǎng)的固定。

通過采用上述技術(shù)方案：這樣不需要額外的解除固定件的固定，當(dāng)新的光催化網(wǎng)插入容置盒內(nèi)之后，固定件即可解除固定，位于處理管內(nèi)的光催化網(wǎng)即可滑入清理盒內(nèi)。位于容置盒內(nèi)的光催化網(wǎng)即可滑入處理管內(nèi)。此時(shí)即可完成了光催化網(wǎng)的更換，操作十分簡(jiǎn)單。

作為優(yōu)選，所述處理管的內(nèi)壁上設(shè)有用于包覆高能離子管外的電極的保護(hù)裝置。

通過采用上述技術(shù)方案：因?yàn)楦吣茈x子管上的電極需要裸露在外，為了延長(zhǎng)電極的使用壽命，保護(hù)裝置可以對(duì)電極起到保護(hù)作用，有效的延長(zhǎng)了電極的使用壽命。

作為優(yōu)選，所述光催化劑選用納米銳鈦型TiO₂光催化劑。

通過采用上述技術(shù)方案：試驗(yàn)表明，納米銳鈦型TiO₂光催化劑在實(shí)踐中的催化效率最好，可以進(jìn)一步的優(yōu)化光催化效果。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種VOC廢氣凈化方法，步驟簡(jiǎn)單，凈化效果好。

一種VOC廢氣凈化方法，

（1）廢氣通過進(jìn)氣管進(jìn)入到處理管內(nèi)；

（2）廢氣首先通過除塵單元，進(jìn)行第一步凈化，除去廢氣中的大顆粒物；

（3）通過除塵單元之后進(jìn)入光催化單元，紫外線對(duì)廢氣進(jìn)行殺菌處理，光催化網(wǎng)對(duì)廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行處理；

（4）隨后進(jìn)入等離子凈化單元，高能離子管將廢氣中的有害成分分解為無害的產(chǎn)物和水。

通過采用上述技術(shù)方案：光催化單元中，紫外線既可以充當(dāng)殺菌凈化作用，又可以作為光催化網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，布局合理。節(jié)省占地和土建費(fèi)用、安裝調(diào)試靈活。此外，在凈化時(shí)，沒有殘留物和二次污染，環(huán)保美觀。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、體積小，重量輕，占地面積僅為生物除臭設(shè)備的1/5-1/10，非常適用于有景觀要求、布置緊湊、場(chǎng)地狹小、間歇運(yùn)行等特殊要求的項(xiàng)目；

2、系統(tǒng)阻力小，能耗低，風(fēng)機(jī)阻力小，不需要大功率的風(fēng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，功率低，能耗低。

3、高效除惡臭：TiO₂光解催化氧化設(shè)備能高效去除揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）、無機(jī)物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物，以及各種惡臭味，脫臭效果大大超過國(guó)家1993年頒布的（GB14554-93）惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)環(huán)保署公布的九大類114種污染物均被證實(shí)可通過光解催化氧化得到治理,即使對(duì)雜原子有機(jī)物如鹵代烴、燃料、含氮有機(jī)物、有機(jī)磷殺蟲劑也有很好的去除效果。（TiO2 催化劑的壽命是無限延長(zhǎng)的，無需更換）

4、無需添加任何化學(xué)物質(zhì)：只需要設(shè)置相應(yīng)的排風(fēng)管道和排風(fēng)動(dòng)力，使惡臭氣體通過本設(shè)備進(jìn)行脫臭分解凈化，無需添加任何化學(xué)物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)。

5、適用范圍廣：可適應(yīng)高、低濃度，大氣量，不同惡臭氣體物質(zhì)的脫臭凈化處理，可每天24小時(shí)連續(xù)工作，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1是實(shí)施例一的裝配剖視圖；

圖2是實(shí)施例一的整體安裝示意圖；

圖3是實(shí)施例一的光催化單元裝配剖視圖；

圖4是圖3中A部放大圖；

圖5是實(shí)施例一的滑柱驅(qū)動(dòng)示意圖；

圖6是圖5中B部放大圖；

圖7是實(shí)施例一種驅(qū)動(dòng)桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是實(shí)施例二的操作示意圖。

圖中：1、進(jìn)氣管；2、處理管；21、除塵單元；22、光催化單元；23、等離子凈化單元；24、活性炭過濾層；25、滑槽；26、容置盒；27、凸塊；271、彈簧；28、過濾網(wǎng)；3、出氣管；4、燈架；41、電機(jī)；42、紫外燈；5、光催化網(wǎng)；51、網(wǎng)架；52、網(wǎng)芯；6、清理盒；61、風(fēng)機(jī)；62、取網(wǎng)口；7、滑柱；71、貫穿槽；8、驅(qū)動(dòng)桿；81、抵接桿；82、連桿；83、橫桿；831、楔塊；9、高能離子管；91、保護(hù)套；10、抵接板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1-8對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一:

一種VOC廢氣凈化設(shè)備,包括依次連接的進(jìn)氣管1、處理管2以及出氣管3，在處理管2內(nèi)依次設(shè)有除塵單元21、光催化單元22以及等離子凈化單元23。除塵單元21由過濾網(wǎng)28或者其他過濾元件組成，用于對(duì)廢氣內(nèi)的大顆粒物進(jìn)行過濾。在處理管2內(nèi)靠近出氣管3的一端設(shè)有活性炭過濾層24，活性炭過濾層24作為三次凈化層，對(duì)廢氣進(jìn)行最后一步的凈化，保證了從出氣管3中排出的氣體會(huì)處于合格狀態(tài)。

在處理管2的內(nèi)壁上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有燈架4，紫外燈42圓周陣列設(shè)置在燈架4上，在處理管2的外壁上設(shè)有驅(qū)動(dòng)燈架4轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)41，工作時(shí)，燈架4驅(qū)動(dòng)紫外燈42轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣即使一個(gè)紫外燈42處于損壞狀態(tài)，也能夠保證光催化網(wǎng)5能夠得到足夠的光照，保證了凈化效果，提高了工作過程中的可靠性。此外,試驗(yàn)表明,當(dāng)紫外燈42與對(duì)應(yīng)的燈架4之間的距離為12-15cm時(shí),光催化效果最好；同時(shí),兩個(gè)紫外燈42之間的距離為35cm的時(shí)候,對(duì)廢氣的凈化處理效果最好。

光催化網(wǎng)5包括呈方形設(shè)置的網(wǎng)架51以及設(shè)置在網(wǎng)架51內(nèi)的網(wǎng)芯52，在網(wǎng)芯52上設(shè)有光催化劑，當(dāng)受紫外光照射時(shí),這種光催化劑受激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對(duì),電子和空穴使周圍的氧氣和水分子成為活性自由基，而活性自由基能將空氣中有機(jī)或無機(jī)污染物，如氮氧化合物（NOx）、甲醛、苯、二氧化硫等，直接分解成無害的物質(zhì)，從而達(dá)到消除污染、凈化空氣的目的。

本實(shí)施例中，光催化劑選用納米銳鈦型TiO₂光催化劑。試驗(yàn)表明，納米銳鈦型TiO₂光催化劑在實(shí)踐中的催化效率最好，可以進(jìn)一步的優(yōu)化光催化效果。

在處理管2上設(shè)有用于清理網(wǎng)芯52內(nèi)的雜質(zhì)的清理裝置，當(dāng)使用一段時(shí)間之后，清理裝置可以對(duì)網(wǎng)芯52進(jìn)行清理，保證了網(wǎng)芯52的凈化效率以及凈化效果。在處理管2的內(nèi)壁上沿豎直方向設(shè)有滑槽25，光催化網(wǎng)5滑移設(shè)置在處理管2內(nèi)，在處理管2上設(shè)有用于將光催化網(wǎng)5固定在滑槽25內(nèi)的固定件，清理裝置包括設(shè)置在處理管2上的清理盒6，清理盒6與處理管2以及滑槽25相通，解除固定件的固定之后，光催化網(wǎng)5即可掉入清理盒6內(nèi)，在清理盒6上朝向光催化網(wǎng)5設(shè)有風(fēng)機(jī)61。

清理盒6的側(cè)面設(shè)有用于將光催化網(wǎng)5取出的取網(wǎng)口62，當(dāng)清理完畢之后，可以將光催化網(wǎng)5從清理盒6內(nèi)取出。固定件包括滑移設(shè)置在清理盒6上的滑柱7， 所述滑柱7垂直于光催化網(wǎng)5滑移設(shè)置在清理盒6的頂部，當(dāng)滑柱7伸入清理盒6內(nèi)之后，能夠與光催化網(wǎng)5的底面抵接，滑柱7為若干個(gè)，沿清理盒6的寬度方向陣列設(shè)置，在處理管2底部沿清理盒6的寬度方向設(shè)有凸塊27，凸塊27上固定設(shè)有能夠與滑柱7端面抵接的彈簧271，安裝完畢之后，彈簧271可以驅(qū)動(dòng)滑柱7滑入清理盒6內(nèi)。

在處理管2的頂面上設(shè)有容置盒26，容置盒26用于向處理管2內(nèi)增加新的光催化網(wǎng)5，容置盒26與處理管2以及滑槽25相通，容置盒26的大小與光催化網(wǎng)5配合，在清理盒6上設(shè)有驅(qū)動(dòng)件，當(dāng)容置盒26插入光催化網(wǎng)5之后，驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)滑柱7滑出清理盒6。這樣不需要額外對(duì)滑柱7進(jìn)行操作，驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)滑柱7滑出清理盒6之后，位于處理管2內(nèi)的光催化網(wǎng)5即可滑入清理盒6內(nèi)。位于容置盒26內(nèi)的光催化網(wǎng)5即可滑入處理管2內(nèi)。

本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)件包括呈U形設(shè)置的驅(qū)動(dòng)桿8，驅(qū)動(dòng)桿8由伸入容置盒26內(nèi)的抵接桿81、能夠垂直插入滑柱7內(nèi)的橫桿83以及連接抵接桿81與橫桿83的連桿82，在橫桿83上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)滑柱7滑動(dòng)的楔塊831，在滑柱7上設(shè)有供橫桿83滑移的貫穿槽71，當(dāng)光催化網(wǎng)5插入容置盒26內(nèi)之后，抵接桿81被頂出容置盒26，帶動(dòng)橫桿83向外滑動(dòng)，楔塊831滑入滑柱7上的貫穿槽71內(nèi)，驅(qū)動(dòng)滑柱7向外滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)處理管2內(nèi)的光催化網(wǎng)5的解鎖。

為了穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)抵接桿81的滑動(dòng)，本實(shí)施例中，抵接桿81為兩個(gè)，兩個(gè)抵接桿81的端部通過抵接板10連接，抵接板10是滑移設(shè)置在容置盒26內(nèi)的，設(shè)置抵接板10，可以增大與網(wǎng)架51側(cè)面的接觸面積，降低光催化網(wǎng)5的磨損。

在光催化單元22的下游設(shè)有等離子凈化單元23，等離子凈化單元23由若干高能離子管9組成，在高能離子管9的放電過程中，產(chǎn)生大量的自由基和準(zhǔn)分子，如羥基自由基、氧自由基、氮氧自由基等，它們的化學(xué)性質(zhì)非?；钴S，很容易和其它原子、分子或其它自由基發(fā)生反應(yīng)而形成穩(wěn)定的原子或分子。

本實(shí)施例中，等離子凈化單元23采用多介質(zhì)阻擋放電低溫等離子工藝，低溫等離子體密度大，達(dá)到常用等離子技術(shù)（電暈放電）的1000倍。

本實(shí)施例中，等離子凈化單元23由兩列等離子管組成，每列四根，并且兩列等離子管垂直分布，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣可以更加均勻的實(shí)現(xiàn)廢氣的凈化，在高能離子管9外設(shè)有電極，為了避免裸露在外的電極被廢氣腐蝕掉，本實(shí)施例中，在電極外設(shè)有保護(hù)裝置，保護(hù)裝置可以對(duì)電極起到保護(hù)作用，有效的延長(zhǎng)了電極的使用壽命。

保護(hù)裝置包括罩設(shè)在電極外的呈環(huán)形設(shè)置的保護(hù)套91，保護(hù)套91貼合高能離子管9的外壁以及電極設(shè)置，橡膠制成的保護(hù)套91，不僅可以和高能離子管9緊密貼合，防護(hù)效果好，同時(shí)由于橡膠具有絕緣性能，因此，不會(huì)高能離子管9的正常使用造成影響。

工作過程概述：廢氣從進(jìn)氣管1內(nèi)進(jìn)入到處理管2內(nèi)，過濾網(wǎng)28先將大顆粒物過濾掉，隨后，廢氣進(jìn)入光催化單元22，254nm光束裂解惡臭氣體中的分子鍵，破壞細(xì)菌的核酸（DNA），使之變成極不穩(wěn)定的C 鍵、-0H、O 離子。185nm 光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生活性氧，因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合，進(jìn)而生成臭氧；臭氧與呈游離狀態(tài)污染物質(zhì) 原子聚合，生成新的、無害或低害物質(zhì)，如CO₂、H₂O 等。隨后，廢氣通過等離子凈化單元23，高能離子管9釋放的自由基和準(zhǔn)分子對(duì)廢氣進(jìn)行進(jìn)一步的凈化。

當(dāng)光催化網(wǎng)5需要更換的時(shí)候，向容置盒26內(nèi)加入新的光催化網(wǎng)5，位于容置盒26內(nèi)的光催化網(wǎng)5會(huì)將抵接板10向外頂，帶動(dòng)橫桿83滑動(dòng)，楔塊831滑入滑柱7內(nèi)的貫穿槽71內(nèi)，將滑柱7頂出清理盒6，此時(shí)，位于處理管2內(nèi)的光催化網(wǎng)5即可掉入清理盒6內(nèi)，位于容置盒26內(nèi)的光催化網(wǎng)5即可進(jìn)入處理管2內(nèi)。不需要關(guān)機(jī)即可實(shí)現(xiàn)光催化網(wǎng)5的更換，在維護(hù)時(shí)，不會(huì)影響到凈化設(shè)備的正常使用。

實(shí)施例二:

一種VOC廢氣凈化方法，廢氣通過進(jìn)氣管1進(jìn)入到處理管2內(nèi)；

第一步，廢氣首先通過除塵單元21，進(jìn)行第一步凈化，除去廢氣中的大顆粒物；

第二步；通過除塵單元21之后進(jìn)入光催化單元22，紫外線對(duì)廢氣進(jìn)行殺菌處理，光催化網(wǎng)5對(duì)廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行處理；

第三步；隨后進(jìn)入等離子凈化單元23，高能離子管9將廢氣中的有害成分分解為無害的產(chǎn)物和水；

第四步：廢氣通過活性炭過濾層24；

最后通過出氣管3排出。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。