臭氧增强微波催化氧化废气处理装置

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2024-03-12 17:35:11

权利要求书： 1.一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述装置包括：进气口、臭氧发生器、混合腔、反应腔、微波源、催化剂载体和出气口；

其中，所述微波源设置在所述反应腔的外壁；所述混合腔与所述反应腔连接；所述催化剂载体设置在所述反应腔内；所述臭氧发生器与所述混合腔连接；废气从所述进气口进入所述混合腔，与所述臭氧发生器中产生的臭氧混合后，经所述反应腔的处理从所述出气口排出。

2.根据权利要求1所述的臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述催化剂载体为多孔陶瓷载体。

3.根据权利要求2所述的臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述催化剂载体上附着催化剂。

4.根据权利要求3所述的臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述催化剂为金属氧化物。

5.根据权利要求1所述的臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述微波源包括至少一个，所述微波源还包括功分器和辐射器。

6.根据权利要求1所述的臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述装置还包括控制器和传感器；所述传感器与所述控制器连接；所述传感器包括浓度传感器、风量传感器和温度传感器。

7.根据权利要求6所述的臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述混合腔内设置所述浓度传感器和所述风量传感器。

8.根据权利要求7所述的臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述反应腔内设置温度传感器。

说明书：一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置技术领域[0001] 本实用新型涉及废气处理技术领域，具体而言，涉及一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置。

背景技术[0002] 随着我国经济的快速发展，环境污染问题日益显著。传统的能源消耗较大，污染物排放量仍旧是最大的问题，突出的环境问题严重制约了我国的经济可持续发展问题，因此

环境治理问题得到的各部门的重视。

[0003] 现有技术中，为了提高对废气的处理效率，从而使得排放达到国家排放标准，该领域的研究者发明了众多的方法提高废气的处理能力。例如，通过将活性炭颗粒投放到处理

设备中，通入臭氧氧化气体，在活性炭的推动下，在设备的内外筒形成空间循环，对废气进

行处理。

[0004] 然而，现有技术中，基于臭氧氧化处理废气的技术中存在废气处理效率差，常常因为了保证处理效果，增加了设备制作成本，增加处理费用的问题。

实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中臭氧氧化处理废气的技术的不足，提供一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，以解决现有技术中废气处理效率差，常常

因为了保证处理效果，增加了设备制作成本，增加处理费用的问题。

[0006] 为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：[0007] 本实用新型实施例提供了一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，其特征在于，所述装置包括：进气口、臭氧发生器、混合腔、反应腔、微波源、催化剂载体和出气口；

[0008] 其中，所述微波源设置在所述反应腔的外壁；所述混合腔与所述反应腔连接；所述催化剂载体设置在所述反应腔内；所述臭氧发生器与所述混合腔连接；废气从所述进气口

进入所述混合腔，与所述臭氧发生器中产生的臭氧混合后，经所述反应腔的处理从所述出

气口排出。

[0009] 可选的，所述催化剂载体为多孔陶瓷载体。[0010] 可选的，所述催化剂载体上附着催化剂。[0011] 可选的，所述催化剂为金属氧化物。[0012] 可选的，所述微波源包括至少一个，所述微波源还包括功分器和辐射器。[0013] 可选的，所述装置还包括控制器和传感器；所述传感器与所述控制器连接；所述传感器包括浓度传感器、风量传感器和温度传感器。

[0014] 可选的，所述混合腔内设置所述浓度传感器和所述风量传感器。[0015] 可选的，所述反应腔内设置温度传感器。[0016] 本实用新型的有益效果是：一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，装置包括：进气口、臭氧发生器、混合腔、反应腔、微波源、催化

剂载体和出气口；其中，所述微波源设置在所述反应腔的外壁；所述混合腔与所述反应腔连

接；所述催化剂载体设置在所述反应腔内；所述臭氧发生器与所述混合腔连接；废气从所述

进气口进入所述混合腔，与所述臭氧发生器中产生的臭氧混合后，经所述反应腔的处理从

所述出气口排出。本实用新型基于微波源作用，激发催化剂的活性，使得臭氧与有机废气反

应，加快了废弃的处理效率，降低了反应能耗，装置结构简单，应用范围更加广泛。

附图说明[0017] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被

看作是对范围的限定，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相关的附图。

[0018] 图1为本实用新型一实施例提供的一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置示意图。

[0019] 图标：1?进气口、2?臭氧发生器、3?混合腔、4?反应腔、5?微波源、6?催化剂载体和7?出气口。

具体实施方式[0020] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描

述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和

示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0021] 因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的

实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都

属于本实用新型保护的范围。

[0022] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0023] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者

是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区

分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0024] 此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完

全水平，而是可以稍微倾斜。

[0025] 首先对本申请用到得专业名词进行解释：[0026] 臭氧发生装置：指的是用于制取臭氧的装置，利用高压电离(或化学、光化学反应)，使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧，是氧的同素异形转变过程；亦可利用电解水法

获得。

[0027] 在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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，

或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介

间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理

解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0028] 图1为一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置示意图，下面结合图1对本实用新型实施例所提供的臭氧增强微波催化氧化废气处理过程进行详细说明。

[0029] 图1为本实用新型一实施例提供的一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置示意图，如图1所示，该臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，所述装置包括：进气口1、臭氧发生

器2、混合腔3、反应腔4、微波源5、催化剂载体6和出气口7；

[0030] 其中，所述微波源5设置在所述反应腔4的外壁；所述混合腔3与所述反应腔4连接；所述催化剂载体6设置在所述反应腔4内；所述臭氧发生器2与所述混合腔3连接；废气从所

述进气口1进入所述混合腔3，与所述臭氧发生器2中产生的臭氧混合后，经所述反应腔4的

处理从所述出气口7排出。

[0031] 需要说明的是，本实用新型利用微波激发催化剂，臭氧在催化剂表面分解产生氧原子，并与吸附的有机物发生反应。基于该方法能增加传统微波催化氧化废气处理系统的

效率，且降低反应温度和能耗，同时降低剩余臭氧浓度。

[0032] 本实用新型实施例中，催化剂载体5为多孔陶瓷载体；催化剂载体5上附着催化剂；催化剂为金属氧化物。

[0033] 示例性的，反应腔4内部均匀设置多个催化剂载体5，可选的，催化剂载体为三氧化二铝多孔陶瓷，在多孔陶瓷的表面设置金属氧化物催化剂。例如，催化剂为氧化锰、氧化镍

以及三氧化二铈。

[0034] 可选的，催化剂附着在催化剂载体的方法多种多样，包括直接涂覆法、溶胶?凝胶法、粘结法和粘贴法，实验表明，基于粘结法将金属氧化物催化剂附着在催化剂载体上，催

化剂的流失率最低。

[0035] 具体的，微波源5包括至少一个，所述微波源5还包括功分器和辐射器。[0036] 本实用新型实施例中，微波源5是指产生微波能量的装置称为微波源。这里，微波源5包括多个，多个微波源阵列式分布在MW?LEP处理器的顶部。微波是频率在300兆赫到300

千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用

下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场

的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到

微波加热的目的。

[0037] 采用微波加热，具有以下优点：加热时间短；热能利用率高，节省能源；加热均匀；微波源易于控制，微波还能诱导催化反应的发生。

[0038] 微波是由微波源产生的，微波源主要由大功率磁控管构成。磁控管是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，能产生大功率的微波能，例如4250MHz的磁波管可以得

到5MHz，而4250MHz速调管可得到30MHz，所以微波技术可以应用到废水处理技术领域。

[0039] 本实用新型实施例中，微波源5的工作频率包括：433MHz、915MHz、2.45GHz；微波源5的功率取值范围200W?100kW。

[0040] 可选的，臭氧增强微波催化氧化废气处理装置还包括控制器和传感器；所述传感器与所述控制器连接；所述传感器包括浓度传感器、风量传感器和温度传感器；其中，混合

腔内设置所述浓度传感器和所述风量传感器；反应腔内设置温度传感器。

[0041] 本实用新型实施例中，臭氧增强微波催化氧化废气处理装置中控制器连接各个传感器，并连接微波源。传感器采集数据，并将采集的数据实时上传至控制器，控制器基于获

取的数据控制微波源的工作功率，实现对装置的动态调节，降低装置的功耗，更加节能。

[0042] 示例性的，混合腔3中安装风量传感器和浓度传感器，用于监测混合腔3中的废气和臭氧的风量以及浓度参数，进一步的反应腔4中设置温度传感器，用于监测反应腔4的温

度，进而调节微波源5的工作功率；出气口7位置处设置浓度传感器，用于检测处理后的气体

是否达标，根据出气口处气体的浓度进一步调节微波源5的功率，从而实现对装置反应过程

中的各项数据的实时监测，并动态调节，提高装置的处理效率，降低装置的能耗。

[0043] 本实施例公开了一种臭氧增强微波催化氧化废气处理装置，所述装置包括：进气口1、臭氧发生器2、混合腔3、反应腔4、微波源5、催化剂载体6和出气口7；其中，所述微波源5

设置在所述反应腔4的外壁；所述混合腔3与所述反应腔4连接；所述催化剂载体6设置在所

述反应腔4内；所述臭氧发生器2与所述混合腔3连接；废气从所述进气口1进入所述混合腔

3，与所述臭氧发生器2中产生的臭氧混合后，经所述反应腔4的处理从所述出气口7排出。本

实用新型基于微波源作用，激发催化剂的活性，使得臭氧与有机废气反应，加快了废弃的处

理效率，降低了反应能耗，装置结构简单，应用范围更加广泛。

[0044] 以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，

所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。