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申请/专利权人：湘潭大学

摘要：本发明提供了一种VOC光催化处理系统。所述VOC光催化处理系统包括催化处理装置、沉淀装置、管路、混合装置及循环装置，所述沉淀装置包括位于所述催化处理装置下方的第一沉淀区，位于所述循环装置下方的第二沉淀区以及位于所述第一沉淀区和所述第二沉淀区之间的澄清区，所述管路包括第一管路、第二管路、第三管路及第四管路，所述第一管路连通所述第一沉淀区和所述混合装置，所述第二管路连通所述澄清区和所述混合装置，所述第三管连通所述混合装置和所述循环装置，所述第四管路连通所述第二沉淀区和所述催化处理装置。与相关技术相比，本发明的提供的VOC光催化处理系统可以实现催化剂的循环利用。

主权项：1.一种VOC光催化处理系统，其特征在于，包括催化处理装置、沉淀装置、管路、混合装置及循环装置，废气自所述催化处理装置进入，由所述循环装置排出，所述催化处理装置和所述循环装置安装于所述沉淀装置的上方并相互间隔，所述沉淀装置被分隔成位于所述催化处理装置下方的第一沉淀区、位于所述循环装置下方的第二沉淀区以及位于所述第一沉淀区和所述第二沉淀区之间的澄清区，所述管路包括第一管路、第二管路、第三管路及第四管路，所述第一管路连通所述第一沉淀区和所述混合装置，所述第二管路连通所述澄清区和所述混合装置，所述第三管连通所述混合装置和所述循环装置，所述第四管路连通所述第二沉淀区和所述催化处理装置，所述澄清区被分隔形成第一初级澄清区、第二初级澄清区以及次级澄清区，所述第一初级澄清区与所述第一沉淀区连通，所述第二初级澄清区与所述第二沉淀区连通，所述次级澄清区位于所述第一初级澄清区和所述第二初级澄清区之间，且所述次级澄清区的高度低于所述第一初级澄清区和所述第二初级澄清区的高度，所述催化处理装置包括具有进气口的第一壳体、收容于所述第一壳体内的第一喷嘴及与所述第一喷嘴间隔设置的催化光源，废气由所述进气口进入，所述第一喷嘴与所述第四管路连通，用于淋喷处理液，所述处理液中包括催化剂，所述混合装置用于将被污染的所述催化剂和清水混合均匀，形成混合液，所述循环装置包括具有出气口的第二壳体、收容于所述第二壳体内的第二喷嘴、设于所述第二喷嘴下方的填料层以及环设于所述填料层周围的微波装置，处理后的气体由所述出气口排出，所述第二喷嘴与所述第三管路连通。

全文数据：VOC光催化处理系统【技术领域】本发明涉及有机废气处理技术领域，尤其涉及一种VOC光催化处理系统。【背景技术】工业生产中，特别是印刷行业，生产过程中产生的废气包括大量的挥发性有机物Volatileorganiccompounds，VOC，通过承印材料的表面散发，未经过任何处理通过管道向车间外排放，造成对大气环境的严重污染。相关技术中，有机废气处理一般选自活性炭吸附、溶液吸收回收法、冷凝回收法、燃烧氧化法等，但是上述方法的处理过程中，需要消耗大量的原材料，不能满足低能耗的需求。因此，有必要提供一种新的VOC光催化处理系统来解决上述问题。【发明内容】本发明的目的在于提供了一种节约资源，同时净化效果良好的VOC光催化处理系统。本发明提供一种VOC光催化处理系统，包括催化处理装置、沉淀装置、管路、混合装置及循环装置，废气自所述催化处理装置进入，由所述循环装置排出，所述催化处理装置和所述循环装置安装于所述沉淀装置的上方并相互间隔，所述沉淀装置被分隔成位于所述催化处理装置下方的第一沉淀区、位于所述循环装置下方的第二沉淀区以及位于所述第一沉淀区和所述第二沉淀区之间的澄清区，所述管路包括第一管路、第二管路、第三管路及第四管路，所述第一管路连通所述第一沉淀区和所述混合装置，所述第二管路连通所述澄清区和所述混合装置，所述第三管连通所述混合装置和所述循环装置，所述第四管路连通所述第二沉淀区和所述催化处理装置，所述澄清区被分隔形成第一初级澄清区、第二初级澄清区以及次级澄清区，所述第一初级澄清区与所述第一沉淀区连通，所述第二初级澄清区与所述第二沉淀区连通，所述次级澄清区位于所述第一初级澄清区和所述第二初级澄清区之间，且所述次级澄清区的高度低于所述第一初级澄清区和所述第二初级澄清区的高度。优选的，所述所述沉淀装置包括顶壁、与所述顶壁相对设置的底壁以及连接所述顶壁和所述底壁的侧壁，所述顶壁、所述底壁及所述侧壁配合形成容纳空间，所述催化处理装置和所述循环装置安装于所述顶壁。优选的，所述沉淀装置还包括固定于所述底壁并相互间隔设置的两个隔板，所述隔板的高度小于所述侧壁的高度，两个所述隔板将所述容纳空间分隔形成所述第一沉淀区、所述澄清区和所述第二沉淀区。优选的，所述沉淀装置还包括固定于所述底壁并相互间隔的两个分隔壁，所述分隔壁的高度小于所述隔板的高度，两个所述分隔壁将所述澄清区分隔形成所述第一初级澄清区、所述第二初级澄清区及所述次级澄清区。优选的，两个所述隔板分别设有贯穿的通孔，其中一个所述通孔连通所述第一沉淀区和所述第一初级澄清区，另一个所述通孔连通所述第二沉淀区和所述第二初级澄清区。优选的，所述侧壁对应所述第一沉淀区的位置开设有第一出液孔；对应所述澄清区的位置开设有第二出液孔；对应所述第二沉淀区的位置开设有第三出液孔，所述第一出液孔、第二出液孔及所述第三出液孔均设置于所述侧壁底部位置，所述第一管路与所述第一出液孔连接，所述第二管路与所述第二出液孔连接，所述第四管路与所述第三出液孔连接。优选的，所述催化处理装置包括具有进气口的第一壳体、收容于所述第一壳体内的第一喷嘴及与所述第一喷嘴间隔设置的催化光源，废气由所述进气口进入，所述第一喷嘴与所述第四管路连通，用于淋喷处理液，所述处理液中包括催化剂，所述第一喷嘴的设置方向与气体的运动方向相反，所述催化剂为TiO2。优选的，所述循环装置包括具有出气口的第二壳体、收容于所述第二壳体内的第二喷嘴、设于所述第二喷嘴下方的填料层以及环设于所述填料层周围的微波装置，处理后的气体由所述出气口排出，所述第二喷嘴与所述第三管路连通，且所述第二喷嘴的朝向与气体的运动方向相反。优选的，所述循环装置还包括固定于所述第二壳体靠近所述出气口一端的除雾层以及固定于所述第二壳体靠近所述沉淀装置一端的机械挡板，所述第二喷嘴及所填料层位于所述除雾层和所述机械挡板之间。优选的，所述填料层的数量为三个，三个所述填料层相互间隔，所述微波装置的数量与所述填料层的数量相匹配。与相关技术相比，本发明提供的光催化处理装置，通过催化降解反应，去除废气中的有机污染物，并将催化反应后被污染的催化剂输送至循环装置内进行微波再生，恢复活性后的催化剂又重新输送至催化处理装置中，实现了催化剂的循环利用，不需要消耗的其他的原材料，节约资源。【附图说明】为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1为本发明提供的VOC光催化处理系统的结构框图；图2为本发明提供的VOC光催化处理系统的部分结构连接示意图；图3为图2所示的紫外线灯的结构示意图。【具体实施方式】下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1及图2，本发明提供了一种VOC光催化处理系统100，包括催化处理装置1、沉淀装置2、管路3、混合装置4及循环装置5。所述催化处理装置1和所述循环装置5安装于所述沉淀装置2的上方并相互间隔，所述管路4用于所述VOC光催化装置100各部件之间的连接。所述催化处理装置1利用光催化降解技术对废气进行处理，其原理为在反应体系中产生活性极强的自由基，再通过自由基与废气中有机污染物之间的加合、取代、电子转移等过程将污染物全部降解为无机物，形成洁净气体后排出，具有较好的降低污染的效果。所述催化处理装置1包括第一壳体11、收容于所述第一壳体11内的第一喷嘴12及收容于所述第一壳体11并与所述第一喷嘴12间隔设置的催化光源13。所述第一壳体11为中空的圆柱形结构，其包括围成收容空间的本体部111、自所述本体部111靠近所述沉淀装置2的一端向所述沉淀装置2内部空间延伸的第一直流挡板112以及自所述第一直流挡板112的末端弯折延伸的第一斜流挡板113。所述本体部111固定安装于所述沉淀装置2，所述第一斜流挡板113沿朝向所述本体部111中轴线方向倾斜设置。优选的，所述第一斜流挡板113相对于水平方向的倾斜角度为30～45°。所述本体部111远离所述沉淀装置2的一端开设有进气口1110，待处理的废气由所述进气口1110进入所述收容空间，完成催化降解。所述第一喷嘴12用于喷淋处理液，所述处理液中含有催化剂，优选的，所述催化剂为TiO2，其具有高活性、高稳定性、低成本和无毒等优点。所述第一喷嘴12的设置方向与气体运动方向相反，即所述第一喷嘴12朝向所述进气口1110方向设置，所述第一喷嘴12喷出的处理液呈螺旋状向上高速喷出，与逆向进入所述第一壳体11的废气直接接触，当两相动量达到平衡时，会形成一段由泡沫构成且高度湍动的驻波区，所述驻波区内气液两相接触面积大、更新频率高，可以获得极高的传质效率与降解效果。进一步的，所述第一喷嘴12喷出的处理液先沿朝向所述进气口1110的方向运动，而后在重力作用下下降，形成两段运动路径，可以增加催化剂与废气的接触时间，增强降解效果。可以理解的是，所述第一斜流挡板113用于起到导向的作用，并可以缓冲所述处理液下落时的速度，避免所述处理液四处飞溅。更进一步的，所述第一喷嘴12的数量为两个，两个所述第一喷嘴12相互间隔，通过调节所述第一喷嘴12的喷力大小及间距，使两个所述第一喷嘴12的扬程之和等于所述本体部111的高度，可以使所述收容空间内均匀分布有所述处理液，加大废气与所述处理液的接触面积，进一步增强降解效果。在其他实施方式中，所述第一喷嘴12的数量还可以为其他任意数量，本发明对此不做限制。所述催化光源13为催化降解反应提供光源，其与所述本体部111固定连接。具体的，所述催化光源13包括紫外线灯131及与所述紫外线灯131连接的电源132，所述紫外线灯131固定于所述本体部111的内壁，所述电源132设置于所述本体部111的外壁。进一步的，所述催化光源13的数量为多个，多个所述紫外线光源13相互间隔，所述催化光源13的数量可依据催化降解反应所需要的光的强度进行调整。请参阅图3，所述紫外线灯131包括多个灯管1311及包覆所述灯管1311的透明灯罩1312，多个所述灯管1311沿所述本体部111的中轴线呈环形阵列分布，可能保证所述收容空间内光强度的均匀分布；所述灯罩1312起到防水的作用，避免所述灯管1312与所述处理液的接触，增加所述灯管1312的使用寿命。所述沉淀装置2为方形或圆形箱状结构，其包括顶壁21、与所述顶壁21相对设置的底壁22、连接所述顶壁21和所述底壁22的侧壁23以及固定于所述底壁22并相互间隔的两个隔板24。所述催化处理装置1及所述循环装置5安装于所述顶壁21，所述隔板24的高度小于所述侧壁23的高度。所述顶壁21、所述底壁22及所述侧壁23配合形成容纳空间，所述隔板24将所述容纳空间分隔形成相互连通的第一沉淀区10、澄清区20及第二沉淀区30，所述第一沉淀区10位于所述催化处理装置1的下方，所述第二沉淀区30位于所述循环装置5的下方，所述澄清区20位于所述第一沉淀区10和所述第二沉淀区20之间。可以理解的是，催化分解反应完成后，所述处理液中的催化剂表面会附着有废气中颗粒状杂质或是降解反应后生成的难溶性物质，活性降低，形成被污染的催化剂，伴随所述处理液一起下落，进入所述第一沉淀区10沉淀。所述侧壁23对应所述第一沉淀区10的位置开设有第一出液孔231；对应所述澄清区20的位置开设有第二出液孔232；对应所述第二沉淀区30的位置开设有第三出液孔233，所述第一出液孔231、第二出液孔232及所述第三出液孔233均设置于所述侧壁23的底部位置。所述沉淀装置2还包括固定于所述底壁21并相互间隔的两个分隔壁25，所述分隔壁25的高度小于所述隔板24的高度，两个所述分隔壁25将所述澄清区20分隔形成第一初级澄清区201、第二初级澄清区202及次级澄清区203。两个所述隔板24分别设有贯穿的通孔240，其中一个所述通孔240连通所述第一沉淀区10和所述第一初级澄清区201，使得所述第一沉淀区10内的液体进入所述第一初级澄清区201，所述第一初级澄清区201内液位上升，直至漫过所述分隔壁25进入所述次级澄清区203；另一个所述通孔240连通所述第二沉淀区30和所述第二初级澄清区202，使得所述第二沉淀区20内的液体进入所述第二初级澄清区202，所述第二初级澄清区202内液位上升，直至漫过所述分隔壁25进入所述次级澄清区203。可以理解的是，由于液体在所述第一沉淀区10、所述第二沉淀区20、所述第一初级澄清区210和所述第二初级澄清区202内的沉淀作用，所述次级澄清区203内的液体为不含杂质或杂质含量较低的清水。所述管路3包括连通所述第一出液孔231和所述混合装置4的第一管路31、连通所述第二出液孔232和所述混合装置4的第二管路32、连通所述混合装置4和所述循环装置5的第三管路33以及连通所述第三出液孔233和所述催化处理装置1的第四管路34。所述第一管路31用于将所述第一沉淀区10内被污染的催化剂输送至所述混合装置4；所述第二管路32用于将所述次级澄清区203内的清水输送至所述混合装置4。所述混合装置4用于将所述被污染的催化剂和清水混合均匀，形成混合液，所述第三管路33用于将所述混合液输送至所述循环装置5循环再生，所述第四管路34用于将所述第二沉淀区30内的催化剂再次输送至所述催化处理装置1内。可以理解的是，所述第四管路34与所述第一喷嘴12连接。需要说明的是，所述第一管路31、所述第二管路32及所述第三管路33及第四管路34上相应的还需要设有阀门、泵体或是其他相配套的组件，其选择本领域的常规手段即可，本发明对此不做赘述。所述循环装置5用于对所述被污染的催化剂进行处理，恢复其活性，实现催化剂的循环利用。具体的，所述循环装置5包括第二壳体51、收容于所述第二壳体51内的除雾层52、第二喷嘴53、填料层54、机械挡板55以及环设于所述填料层54周围的微波装置56，所述除雾层52、第二喷嘴53、填料层54及机械挡板55由上而下依次间隔设置。所述第二壳体51为中空的圆柱形结构，其包括围成收纳空间的主体部511、自所述主体部511靠近所述沉淀装置2的一端向所述沉淀装置2内部空间延伸的第二直流挡板512以及自所述第二直流挡板512的末端弯折延伸的第二斜流挡板513，所述主体部511固定安装于所述沉淀装置2，并与所述本体部111相互间隔，第二斜流挡板513沿朝向所述主体部511中轴线方向倾斜设置。所述主体部511远离所述沉淀装置2的一端开设有出气口5110，处理后的洁净气体由所述出气口5110排出。所述第二喷嘴53与所述第三管路33连接，用于淋喷所述混合液。所述第二喷嘴53的设置反向与气流运动方向相反，即所述第二喷嘴52的设置方向朝向所述沉淀装置2。所述填料层54用于承载所述被污染的催化剂，为所述被污染的催化剂再生提供反应场所，具体的，所述填料层54采用疏松材料制成，可以使所述混合液中的水通过，留下所述被污染的催化剂。所述填料层54的数量为多个，多个所述填料层54相互间隔，可以增加被污染的催化剂附着的几率。所述微波装置56与所述第二壳体51固定连接，用于对所述填料层54上附着的被污染的催化剂进行微波处理，以恢复催化剂的活性。进一步的，所述填料层54的厚度与所述微波装置56的微波频段相匹配，所述填料层54的厚度设置为一个微波能够穿透的厚度。所述微波装置56包括与所述填料层54连接的导波管561以及与所述导波管561连接的微波源562，所述导波管561夹设于所述第二壳体51和所述填料层54之间，所述微波源562固定于所述第二壳体51的外壁，可以理解的是，所述微波装置56的数量与所述填料层54的数量相对应，即一个所述填料层对应一个所述微波装置56。所述机械挡板55设于所述第二壳体51靠近所述沉淀装置2的一端，经微波再生处理的催化剂下落至所述机械挡板55上，积累到一定量后，所述机械挡板55打开，催化剂落入所述第二沉淀区30沉淀，所述第二沉淀区30内的水位上升后，所述第二沉淀区30上层的清水同样可以漫过所述隔板进入所述澄清区20。所述机械挡板55还包括与其相匹配的感应机构，控制机构和驱动机构，其采用本领域的常规技术手段即可，本发明对此不做赘述。可以理解的是，所述第二斜流挡板513用于起到导向的作用，并可以缓冲所述催化剂下落时的速度，避免所述第二沉淀区30内的液体四处飞溅。所述除雾层52用于吸收所述洁净气体中的水分或是细小的颗粒化物质，可以进一步保证排出气体的洁净度，具体的，所述除雾层32设置于所述主体部511靠近所述出气口5110的一端，并固定于所述本体部511的内壁。与相关技术相比，本发明提供的光催化处理装置100，通过催化降解反应，去除废气中的有机污染物，并将催化反应后被污染的催化剂输送至循环装置5内进行微波再生，恢复活性后的催化剂又重新输送至催化处理装置1中，实现了催化剂的循环利用，不需要消耗的其他的原材料，节约资源。以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种VOC光催化处理系统，其特征在于，包括催化处理装置、沉淀装置、管路、混合装置及循环装置，废气自所述催化处理装置进入，由所述循环装置排出，所述催化处理装置和所述循环装置安装于所述沉淀装置的上方并相互间隔，所述沉淀装置被分隔成位于所述催化处理装置下方的第一沉淀区、位于所述循环装置下方的第二沉淀区以及位于所述第一沉淀区和所述第二沉淀区之间的澄清区，所述管路包括第一管路、第二管路、第三管路及第四管路，所述第一管路连通所述第一沉淀区和所述混合装置，所述第二管路连通所述澄清区和所述混合装置，所述第三管连通所述混合装置和所述循环装置，所述第四管路连通所述第二沉淀区和所述催化处理装置，所述澄清区被分隔形成第一初级澄清区、第二初级澄清区以及次级澄清区，所述第一初级澄清区与所述第一沉淀区连通，所述第二初级澄清区与所述第二沉淀区连通，所述次级澄清区位于所述第一初级澄清区和所述第二初级澄清区之间，且所述次级澄清区的高度低于所述第一初级澄清区和所述第二初级澄清区的高度。2.根据权利要求1所述的VOC光催化处理系统，其特征在于，所述所述沉淀装置包括顶壁、与所述顶壁相对设置的底壁以及连接所述顶壁和所述底壁的侧壁，所述顶壁、所述底壁及所述侧壁配合形成容纳空间，所述催化处理装置和所述循环装置安装于所述顶壁。3.根据权利要求2所述的VOC光催化处理系统，其特征在于，所述沉淀装置还包括固定于所述底壁并相互间隔设置的两个隔板，所述隔板的高度小于所述侧壁的高度，两个所述隔板将所述容纳空间分隔形成所述第一沉淀区、所述澄清区和所述第二沉淀区。4.根据权利要求3所述的VOC光催化处理系统，其特征在于，所述沉淀装置还包括固定于所述底壁并相互间隔的两个分隔壁，所述分隔壁的高度小于所述隔板的高度，两个所述分隔壁将所述澄清区分隔形成所述第一初级澄清区、所述第二初级澄清区及所述次级澄清区。5.根据权利要求4所述的光催化处理系统，其特征在于，两个所述隔板分别设有贯穿的通孔，其中一个所述通孔连通所述第一沉淀区和所述第一初级澄清区，另一个所述通孔连通所述第二沉淀区和所述第二初级澄清区。6.根据权利要求5所述的VOC光催化处理系统，其特征在于，所述侧壁对应所述第一沉淀区的位置开设有第一出液孔；对应所述次级澄清区的位置开设有第二出液孔；对应所述第二沉淀区的位置开设有第三出液孔，所述第一出液孔、第二出液孔及所述第三出液孔均设置于所述侧壁底部位置，所述第一管路与所述第一出液孔连接，所述第二管路与所述第二出液孔连接，所述第四管路与所述第三出液孔连接。7.根据权利要求1所述的VOC光催化处理系统，其特征在于，所述催化处理装置包括具有进气口的第一壳体、收容于所述第一壳体内的第一喷嘴及与所述第一喷嘴间隔设置的催化光源，废气由所述进气口进入，所述第一喷嘴与所述第四管路连通，用于淋喷处理液，所述处理液中包括催化剂，所述第一喷嘴的设置方向与气体的运动方向相反，所述催化剂为TiO2。8.根据权利要求1所述的VOC光催化处理系统，其特征在于，所述循环装置包括具有出气口的第二壳体、收容于所述第二壳体内的第二喷嘴、设于所述第二喷嘴下方的填料层以及环设于所述填料层周围的微波装置，处理后的气体由所述出气口排出，所述第二喷嘴与所述第三管路连通，且所述第二喷嘴的朝向与气体的运动方向相反。9.根据权利要求8所述的VOC光催化处理系统，其特征在于，所述循环装置还包括固定于所述第二壳体靠近所述出气口一端的除雾层以及固定于所述第二壳体靠近所述沉淀装置一端的机械挡板，所述第二喷嘴及所填料层位于所述除雾层和所述机械挡板之间。10.根据权利要求8所述的VOC光催化处理系统，其特征在于，所述填料层的数量为三个，三个所述填料层相互间隔，所述微波装置的数量与所述填料层的数量相匹配。

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