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基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器

阅读：1034发布：2020-05-29

专利汇可以提供基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，包括：循环水箱；筒体，具有内部空间，并设有风机连接口、出风口和液体回流口，风机连接口连接有风机，液体回流口与循环水箱连接；布水机构，具有用于抽取液体的循环水泵以及用于将液体形成雾滴喷洒在筒体内的布水管；紫外光灯，位于布水管的作用范围内，且紫外光灯及布水管周围的筒体内部空间形成固液气三相芬顿光催化反应槽；除雾器，设置于固液气三相芬顿光催化反应槽与出风口之间。与现有技术相比，本发明采用组装结构，简便实用，性能可靠，易于推广，能够使溶液充分与气体污染物混合，可以有效地净化空气，用后回收容易，无污染，可循环利用。，下面是基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，包括：
循环水箱(10)，用于盛装含有光催化剂和芬顿试剂的液体，
筒体(11)，具有内部空间，并设有风机连接口、出风口(1)和液体回流口(12)，风机连接口连接有风机(6)，液体回流口(12)与循环水箱(10)连接，
布水机构，具有用于抽取循环水箱(10)内液体的循环水泵(5)以及用于将抽取的液体形成雾滴喷洒在筒体(11)内的布水管(4)，
紫外光灯(3)，位于布水管(4)的作用范围内，且紫外光灯(3)及布水管(4)周围的筒体内部空间形成固液气三相芬顿光催化反应槽，
除雾器(2)，设置于固液气三相芬顿光催化反应槽与出风口(1)之间。
2.根据权利要求1所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，所述的筒体(11)为竖置筒体，设置于循环水箱(10)的顶部，出风口(1)设置于竖置筒体的顶部，液体回流口设置于竖置筒体的底部，且与循环水箱(10)直接连通，风机连接口设置于竖置筒体的一侧下部，固液气三相芬顿光催化反应槽位于风机连接口上方。
3.根据权利要求2所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，所述的循环水箱(10)为卧式长方体形水箱，竖置筒体和风机(6)一左一右布置于循环水箱(10)的顶部。
4.根据权利要求2所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，所述的竖置筒体为竖置的圆柱筒体。
5.根据权利要求2或4所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，所述的布水管(4)为沿竖置筒体内壁布置的环状布水管，设有多个，且沿高度方向分布，所述的紫外光灯(3)穿过多个环状布水管，竖直设置于竖置筒体的中央。
6.根据权利要求5所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，所述的环状布水管设有两个，一上一下设置于竖置筒体内。
7.根据权利要求1所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，所述的除雾器(2)为网状除雾器。
8.根据权利要求1所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，所述的风机(6)具有可调速进风口(7)，并可打开和关闭。
9.根据权利要求1所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，所述的循环水箱(10)还设有排水阀(9)和进水口(8)。
10.根据权利要求1所述的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，其特征在于，含有光催化剂和芬顿试剂的液体中，芬顿试剂为H2O2与Fe2+按摩尔比20:1组成。

说明书全文

基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器

技术领域

[0001] 本发明涉及空气净化装置技术领域，尤其是涉及一种基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器。

背景技术

[0002] 与常规净化空气的反应器相比，基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器因其氧化性强且快速彻底、结构简单、能耗低、无二次污染等特点，具有一般方法无法比拟的优点，逐渐成为在净化空气领域内一种有前景的新型高级氧化反应器。尤其是将在黑暗中就能破坏有机物、操作过程简单、反应易得、运行成本低廉、设备投资少且对环境友好的芬顿技术引入空气净化领域，同时与反应条件温和、氧化能力强、能将有机大分子转化为有机小分子达到完全无害目的的光催化技术协同，从而能达到更好的净化气体污染物的目的。目前应用芬顿光催化氧化技术处理气体污染物的研究较少，还处于实验阶段，若想广泛应用到实际处理气体污染物中，还需要克服使芬顿试剂光催化剂和气体污染物充分反应的难题，需要更加深入的探究出一种有效技术手段和措施进行克服。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器。利用反应器喷洒含有芬顿试剂和光催化剂的小雾滴，与气体污染物充分接触并反应，使芬顿技术和光催化氧化技术对进入反应器的空气进行氧化净化，反应器内不会有气体污染物的残余，整个装置结构简单，能耗低、净化彻底、无二次污染，属于新型环保科技。

[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0005] 一种基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，包括：

[0006] 循环水箱，用于盛装含有光催化剂和芬顿试剂的液体，

[0007] 筒体，具有内部空间，并设有风机连接口、出风口和液体回流口，风机连接口连接有风机，液体回流口与循环水箱连接，

[0008] 布水机构，具有用于抽取循环水箱内液体的循环水泵以及用于将抽取的液体形成雾滴喷洒在筒体内的布水管，

[0009] 紫外光灯，位于布水管的作用范围内，且紫外光灯及布水管周围的筒体内部空间形成固液气三相芬顿光催化反应槽，

[0010] 除雾器，设置于固液气三相芬顿光催化反应槽与出风口之间。

[0011] 作为本发明优选的技术方案，所述的筒体为竖置筒体，设置于循环水箱的顶部，出风口设置于竖置筒体的顶部，液体回流口设置于竖置筒体的底部，且与循环水箱直接连通，风机连接口设置于竖置筒体的一侧下部，固液气三相芬顿光催化反应槽位于风机连接口上方。

[0012] 作为本发明优选的技术方案，所述的循环水箱为卧式长方体形水箱，竖置筒体和风机一左一右布置于循环水箱的顶部。

[0013] 作为本发明优选的技术方案，所述的竖置筒体为竖置的圆柱筒体。

[0014] 作为本发明优选的技术方案，所述的布水管为沿竖置筒体内壁设置的环状布水管，设有多个，且沿高度方向分布，所述的紫外光灯穿过多个环状布水管，竖直设置于竖置筒体的中央。

[0015] 作为本发明优选的技术方案，所述的环状布水管设有两个，一上一下设置于竖置筒体内。进一步优选环状布水管四周喷洒。

[0016] 作为本发明优选的技术方案，所述的除雾器为网状除雾器。除雾器可过滤出净化后的气体，将光催化剂和溶液重新滤回固液气三相芬顿光催化反应槽，达到重新回收循环再利用的效果。

[0017] 作为本发明优选的技术方案，所述的风机具有可调速进风口，并可打开和关闭。

[0018] 作为本发明优选的技术方案，所述的循环水箱还设有排水阀和进水口。

[0019] 作为本发明优选的技术方案，含有光催化剂和芬顿试剂的液体中，芬顿试剂为H2O2与Fe2+按摩尔比20:1组成。

[0020] 与现有技术相比，基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，不仅过滤空气中的固相污染物(通过网状除雾器可以除去烟气中残余的雾滴或固体颗粒)，而且进一步利用光催化和芬顿反应降解空气中的有机污染物，有效提高了空气的洁净程度，持续微能耗的过滤降解空气污染物，有利人体健康，实现了持续循环净化空气。两个布水管及紫外光灯周围的圆柱筒空间形成一个固液气三相芬顿光催化反应槽设置，既合理地保证了气体的工况流态又充分利用了紫外灯光照，加上循环水泵上端连接两个环状布水管，布水管可喷洒含有光催化剂和芬顿试剂的小雾滴，达到了固液气三相的芬顿光催化反应以更好的降解气体污染物。而且紫外光灯上端的除雾器可过滤出净化后的气体，将光催化剂和芬顿试剂重新滤回固液气三相芬顿光催化反应槽，达到重新回收循环再利用的效果。整个装置为组装结构，简便实用，性能可靠，易于推广，能够使芬顿试剂和光催化剂充分与气体污染物混合，结合现有的光催化技术和芬顿技术，形成一个气液固三相芬顿光催化氧化反应器，可以有效地净化空气，用后回收容易，无污染，可循环利用。附图说明

[0021] 图1为本发明的主视结构示意图；

[0022] 图2为本发明的示意图；

[0023] 图3为本发明降解甲苯效果图；

[0024] 图4为本发明降解醛类(以乙醛为例)效率图；

[0025] 图5为降解酮类(以丙酮为例)效率图。

[0026] 图中，1为出风口，2为除雾器，3为紫外光灯，4为布水管，5为循环水泵，6为风机，7为进风口，8为进水口，9为排水阀，10为循环水箱，11为筒体，12为液体回流口。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

[0028] 实施例1

[0029] 一种基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，如图1～2所示，包括循环水箱10、筒体11、布水机构、紫外光灯3和除雾器2，其中：

[0030] 循环水箱10用于盛装含有光催化剂和芬顿试剂的液体；筒体11具有内部空间，并设有风机连接口、出风口1和液体回流口12，风机连接口连接有风机6，液体回流口12与循环水箱10连接；布水机构具有用于抽取循环水箱10内液体的循环水泵5以及用于将抽取的液体形成雾滴喷洒在筒体11内的布水管4；紫外光灯3位于布水管4的作用范围内，且紫外光灯3及布水管4周围的筒体内部空间形成固液气三相芬顿光催化反应槽；除雾器2设置于固液气三相芬顿光催化反应槽与出风口1之间。

[0031] 优选筒体11为竖置筒体(本实施例中进一步优选竖置筒体为竖置的圆柱筒体)，设置于循环水箱10的顶部，出风口1设置于竖置筒体的顶部(优选在顶部中央处)，液体回流口12设置于竖置筒体的底部，且与循环水箱10直接连通，风机连接口设置于竖置筒体的一侧下部(方便风机6将外部气体从筒体11底端引入，从筒体11顶端出风口1引出的过程中能够充分与筒体11中部反应槽内物质反应更好降解气体污染物)，本实施例中进一步优选风机6的一侧具有可调速进风口7，并可手动打开和关闭，固液气三相芬顿光催化反应槽位于风机连接口上方。本实施例中优选循环水箱10为卧式长方体形水箱，进一步优选循环水箱10还设有排水阀9和进水口8，竖置筒体和风机6一左一右布置于循环水箱10的顶部。循环水泵5可设置于筒体1外，也可设置于筒体1内，本实施例中循环水泵5设置于筒体1外，并通过水管与布水管4连接，布水管4为沿竖置筒体内壁布置的环状布水管，设有多个(本实施例中优选环状布水管设有两个，一上一下设置于竖置筒体内)，且沿高度方向分布，紫外光灯3(进一步优选为紫外光灯管)穿过多个环状布水管，竖直设置于竖置筒体的中央。除雾器2为网状除雾器。

[0032] 更具体地，本实施例中，循环水箱10长50cm，宽31cm，高15cm，或等体积放大，排水阀9设置于循环水箱10的左下角，进水口8用于物料的投加，设置于循环水箱10的顶部，并位于风机6和筒体11之间。含有光催化剂(市售的TiO2光催化剂)和芬顿试剂的液体中，优选芬顿试剂为H2O2与Fe2+按摩尔比20:1组成。

[0033] 图3为本发明降解甲苯效果图，测试条件(温度：29℃；降解物：200±5ppm甲苯；pH＝3；芬顿试剂)；测试结果显示：60分钟内甲苯从200ppm降到了8.6ppm，降解率达95.7％。

[0034] 图4为本发明降解醛类(以乙醛为例)效率图，测试条件(温度：29℃；pH＝3；降解物：乙醛(200±5mg/m3；14±5mg/m3)；芬顿试剂)；测试结果显示：醛类以乙醛为例，对不同浓度的乙醛进行降解，60min降解率都在93％以上。

[0035] 图5为降解酮类(以丙酮为例)效率图，测试条件(温度：29℃；pH＝3；降解物：丙酮(200±5mg/m3；9.96±5mg/m3)；芬顿试剂)；测试结果显示：酮类以丙酮为例，对不同浓度的丙酮进行降解，60min降解率都在95％以上。

[0036] 本发明通过风机6带动外界气体污染物进入进风口7，循环水箱10内放入芬顿试剂和光催化剂溶液，通过循环水泵5到达布水管4，以小雾滴的状态喷洒出来进入固液气三相芬顿光催化反应槽，与气体污染物接触，芬顿反应被激发，由于紫外光灯3光线的作用，使光催化反应被激发，都产生高氧化能力的自由基，将气体污染物降解，起到净化的作用，净化后的气体通过除雾器2，滤去芬顿试剂和光催化剂溶液最终由出气口1释放出来，滤去的溶液又重新回到反应器中，继续降解气体污染物，由此达到了清洗液可回收循环利用目的。

[0037] 本发明采用的基于芬顿-光催化联用全分解易挥发有机污染物反应器，不仅过滤空气中的固相污染物，而且进一步利用光催化和芬顿反应降解空气中的有机污染物，有效提高了空气的洁净程度，持续微能耗的过滤降解空气污染物，有利人体健康，实现了持续循环净化空气。两个布水管及紫外光灯周围的圆柱筒空间形成一个固液气三相芬顿光催化反应槽设置，既合理地保证了气体的工况流态又充分利用了紫外灯光照，加上循环水泵上端连接两个环状布水管，布水管可喷洒含有光催化剂和芬顿试剂的小雾滴，达到了固液气三相的芬顿光催化反应以更好的降解气体污染物。而且紫外光灯上端的除雾器可过滤出净化后的气体，将光催化剂和芬顿试剂重新滤回固液气三相芬顿光催化反应槽，达到重新回收循环再利用的效果。整个装置为组装结构，简便实用，性能可靠，易于推广，能够使芬顿试剂和光催化剂充分与气体污染物混合，结合现有的光催化技术和芬顿技术，形成一个气液固三相芬顿光催化氧化反应器，可以有效地净化空气，用后回收容易，无污染，可循环利用。

[0038] 上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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