一种微波联合催化剂臭氧分解设备的制作方法

1.本实用新型涉及臭氧分解技术领域，具体涉及一种微波联合催化剂臭氧分解设备。


背景技术：

2.臭氧(o3)又称为超氧，是氧气(o2)的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧主要分布在10～50km高度的平流层大气中，极大值在20～30km高度之间。
3.臭氧具有极强的氧化能力,它在水中的氧化还原电位为2.07ev，仅次于氟 2.5ev，其氧化能力高于氯1.36ev和二氧化氯1.5ev。由于臭氧具有很强的氧化性，具有极强的氧化降解水中有机物质、直接净化细菌病毒细胞膜的杀菌消毒、氧化分解恶臭成分，去除异味作用，因而，在空气净化领域、废气治理领域以及废水处理领域得到广泛应用。
4.臭氧是一种毒性物质,处理过程中剩余的o3排放到空气中会造成环境污染，臭氧有较高的化学反应活性，当浓度增高时对人体和生物组织都有直接损害。如当臭氧的浓度为0.11ppm时，呼吸两小时，便使肺活量减少20％；当臭氧的浓度为0.13ppm时，对鼻子和胸部产生刺激感:若浓度达1
‑‑
2ppm时，呼吸 1
‑‑
2小时后，眼和呼吸器官发干有急性的灼烧感，头痛、中枢神经发生障碍，时间再长，思维就紊乱了。世界卫生组织已制订了关于o3的安全标准:8小时工作环境下允许的最大浓度应低于0.1ppm(相当于0.33μg/l)。
5.臭氧的形成，在距地面高度为15
‑‑
50km处的大气平流层中，o2吸收太阳及宇宙射线中的紫外光形成臭氧；在我们的生活环境中，复印机、传真机、吸尘器等都能通过电晕放电产生臭氧，医院常用的杀菌灯、紫外消毒柜等也能产生臭氧，给人类带来严重危害。另外用臭氧进行水处理后剩余的臭氧排放到大气中，都致使近地面臭氧浓度不断升高。
6.现有催化分解净化装置的不足之处是催化剂在常温下易吸附杂质中毒、受潮失效抗湿性差，更换周期频繁，处理臭氧废气的稳定性较差，总体成本较高。


技术实现要素：

7.本实用新型的主要目的是提出一种微波联合催化剂臭氧分解设备，旨在解决传统的催化剂稳定性较差以及催化剂在高湿度条件下易失活、中毒、效率低下的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提出的一种微波联合催化剂臭氧分解设备，所述微波联合催化剂臭氧分解设备包括：
9.壳体，所述壳体其内设置有催化剂腔体，且所述催化剂腔体设有沿其长度方向呈相对设置的进风口和出风口；
10.催化剂，所述催化剂放置于所述催化剂腔体；以及，
11.微波调节装置，所述微波调节装置包括微波调节组件，所述微波调节组件包括两个微波发射器和波导管，两个所述微波发射器分设在所述催化剂腔体的宽度方向上的相对两侧，且与所述壳体连接固定，所述波导管沿所述催化剂腔体的宽度方向贯穿设于所述壳
体，且所述波导管的两端分别连接两个所述微波发射器，以使得所述微波发射器发射的微波通过所述波导管辐射至所述催化剂腔体内。
12.可选地，所述壳体在所述催化剂腔体沿宽度方向上的相对两侧各形成有一微波腔体，两个所述微波腔体供两个所述微波发射器对应安装，且两个所述微波腔体连通于所述催化剂腔体。
13.可选地，所述壳体包括形成所述催化剂腔体的第一壳体以及形成所述微波腔体的第二壳体，且所述第一壳体和所述第二壳体可拆卸连接。
14.可选地，所述催化剂和所述微波调节组件分别设置有多个，且所述波导管设于相邻的两个催化剂之间。
15.可选地，所述催化剂可沿所述壳体的宽度方向活动设置，所述微波联合催化剂臭氧分解设备还包括催化剂放置支架，所述放置支架安装于所述第一壳体，所述催化剂放置支架间隔设置有多个供所述催化剂放置的放置位，所述壳体还包括壳体本体，所述第一壳体可沿宽度方向拉伸安装于所述壳体本体，以在对所述第一壳体向外拉伸时，将所述催化剂拉伸出所述壳体本体。
16.可选地，所述微波联合催化剂臭氧分解设备还包括阻缓组件，所述阻缓组件设置于所述进风口处和所述出风口处，所述阻缓组件用以阻缓经由所述进风口和所述出风口进出所述催化剂腔体的废气的流速。
17.可选地，所述阻缓组件包括阻缓板，所述阻缓板设置于所述进风口处和所述出风口处，所述阻缓板沿所述壳体的长度方向方向贯设有多个通孔，且多个所述通孔沿所述壳体的宽度方向间隔布设。
18.可选地，所述微波联合催化剂臭氧分解设备还包括轴流风扇，所述轴流风扇设于所述壳体，用于驱动经所述催化剂作用后的气流自所述出风口排出。
19.可选地，所述壳体包括设于所述微波腔体与所述催化剂腔体之间的微通孔板，且所述微通孔板的微波孔直径小于5mm。
20.可选地，所述微波联合催化剂臭氧分解设备还包括散热风扇，所述散热风扇设置于所述微波腔体，用于加速所述微波调节装置的空气移动。
21.本实用新型的技术方案中，通过在壳体内设置微波调节装置，从而使得所述微波发射器发射的微波通过所述波导管辐射至所述催化剂腔体内，利用高强度短脉冲微波辐射聚焦到含有某种“物质”(如铁磁性金属)的固体催化剂床表面上，由于表面金属点位与微波能的强烈作用，微波能将被转变成热能，从而使固体催化剂床表面上的某些表面点位选择性地被很快加热至很高温度。尽管反应器中的物料不会被微波直接加热，但当它们与受激发的表面点位接触时可发生反应，从而提升了催化剂的稳定性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
23.图1为本实用新型提供的微波联合催化剂臭氧分解设备的一实施例的结构示意
图；
24.图2为图1的左视示意图；
25.图3为图1的拆掉第二壳体后的主视图。
26.附图标号说明：
[0027][0028]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0029]
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0031]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a 和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0032]
臭氧(o3)又称为超氧，是氧气o2的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧主要分布在10～50km高度的平流层大气中，极大值在20～30km高度之间。
[0033]
臭氧具有极强的氧化能力,它在水中的氧化还原电位为2.07ev，仅次于氟 2.5ev，其氧化能力高于氯1.36ev和二氧化氯1.5ev。由于臭氧具有很强的氧化性，具有极强的氧化降解水中有机物质、直接净化细菌病毒细胞膜的杀菌消毒、氧化分解恶臭成分，去除异味作用，因而，在空气净化领域、废气治理领域以及废水处理领域得到广泛应用。
[0034]
臭氧是一种毒性物质,处理过程中剩余的o3排放到空气中会造成环境污染，臭氧有较高的化学反应活性，当浓度增高时对人体和生物组织都有直接损害。如当臭氧的浓度为0.11ppm时，呼吸两小时，便使肺活量减少20％；当臭氧的浓度为0.13ppm时，对鼻子和胸部产生刺激感:若浓度达1
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2ppm时，呼吸 1
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2小时后，眼和呼吸器官发干有急性的灼烧感，头痛、中枢神经发生障碍，时间再长，思维就紊乱了。世界卫生组织已制订了关于o3的安全标准:8小时工作环境下允许的最大浓度应低于0.1ppm(相当于0.33μg/l)。
[0035]
臭氧的形成，在距地面高度为15
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50km处的大气平流层中，o2吸收太阳及宇宙射线中的紫外光形成臭氧；在我们的生活环境中，复印机、传真机、吸尘器等都能通过电晕放电产生臭氧，医院常用的杀菌灯、紫外消毒柜等也能产生臭氧，给人类带来严重危害。另外用臭氧进行水处理后剩余的臭氧排放到大气中，都致使近地面臭氧浓度不断升高。
[0036]
现有催化分解净化装置的不足之处是催化剂在常温下易吸附杂质中毒、受潮失效抗湿性差，更换周期频繁，处理臭氧废气的稳定性较差，总体成本较高。
[0037]
特别在处理高湿度的臭氧废气时，催化剂容易被高湿度的臭氧废气中的水分侵蚀，受潮失效。
[0038]
鉴于此，本实用新型提供一种微波联合催化剂20臭氧分解设备100，图1至图3为本实用新型提供一种微波联合催化剂20臭氧分解设备100的一实施例，请参阅图1至图3，所述微波联合催化剂20臭氧分解设备100包括：壳体10、催化剂20和微波调节装置30，所述壳体10其内设置有催化剂腔体 12，且所述催化剂腔体12设有沿其长度方向呈相对设置的进风口13和出风口14；所述催化剂20放置于所述催化剂腔体12；所述微波调节装置30包括微波调节组件，所述微波调节组件包括两个微波发射器和波导管32，两个所述微波发射器分设在所述催化剂腔体12的宽度方向上的相对两侧，且与所述壳体10连接固定，所述波导管32沿所述催化剂腔体12的宽度方向贯穿设于所述壳体10，且所述波导管32的两端分别连接两个所述微波发射器，以使得所述微波发射器发射的微波通过所述波导管32辐射至所述催化剂腔体12内。
[0039]
微波是一种电磁波，电磁波包括电场和磁场，电场使带电粒子开始运动而具有动力，由于带电粒子的运动从而使极化粒子进一步极化，带电粒子的运动方向快速变化，从而发生相互碰撞摩擦使其自身温度升高。这就是微波加热的基本原理。
[0040]
微波诱导催化反应的基本原理,许多有机污染物不能直接明显地吸收微波，但将高强度短脉冲微波辐射聚焦到含有某种“物质”(如铁磁性金属)的固体催化剂20床表面上，由于表面金属点位与微波能的强烈作用，微波能将被转变成热能，从而使固体催化剂20床表面上的某些表面点位选择性地被很快加热至很高温度。尽管反应器中的物料不会被微波直接加热，但当它们与受激发的表面点位接触时可发生反应，本技术中利用了微波的加热原理，可使高湿度的臭氧废气中的水分被加热蒸发，使得高湿度的臭氧废气进入催化剂腔体后始终是干燥气体状态，避免水分子附着在催化剂20表面形成水中毒现象，大大提高和维持催化剂20分解效率，从而提升了催化剂20的稳定性。
[0041]
需要说明是的，催化剂20为堇青石蜂窝陶瓷载体臭氧分解固体催化剂20 堆砌与固定支架组成，催化剂20大小为100*100*50mm。催化剂20成分由石墨烯、碳化硅、sio2、al2o3中的至少一种与金属氧化物混合压合而成，所述金属氧化物包括fe、mn、co、mo、zn的金属氧化物中的至少一种。其他采用材料醋酸锰、醋酸铁、粘结剂、醋酸、硝酸、柠檬酸、氧化
铝等按一定比例组成的混合物。当然也可以是其他的形式，在此不做限制。
[0042]
为了便于微波调节装置30的安装和对微波调节装置30进行调节，所述壳体10在所述催化剂腔体12沿宽度方向上的相对两侧各形成有一微波腔体 11，两个所述微波腔体11供两个所述微波发射器对应安装，且两个所述微波腔体11连通于所述催化剂腔体12，从而将所述微博发射器31和催化剂20分设在两个不同的腔体内，可以便于微波调节装置30的安装和对微波调节装置 30进行调节。
[0043]
为了便于组装或者放置催化剂20，所述壳体10包括形成所述催化剂腔体 12的第一壳体10以及形成所述微波腔体11的第二壳体10，且所述第一壳体 10和所述第二壳体10可拆卸连接，因此，只需要拆下第二壳体10，既可以对所述第一壳体10进行操作，进行组装或者放置催化剂20，进一步地，所述催化剂20可沿所述壳体10的宽度方向活动设置，所述微波联合催化剂20臭氧分解设备100还包括催化剂20放置支架，所述放置支架安装于所述第一壳体10，所述催化剂20放置支架间隔设置有多个供所述催化剂20放置的放置位，所述壳体10还包括壳体10本体，所述第一壳体10可沿宽度方向拉伸安装于所述壳体10本体，以在对所述第一壳体10向外拉伸时，将所述催化剂 20拉伸出所述壳体10本体。具体的，可以将第一壳体10和所述壳体10本体之间设置为抽屉状的连接，只需要对所述第一壳体10进行抽拉即可把所述催化剂20拉出。
[0044]
为了提升催化效果，所述催化剂20和所述微波调节组件分别设置有多个，且所述波导管32设于相邻的两个催化剂20之间，具体的两个催化剂20之间的间隙为10cm的气流通道，能够确保气流的通过流畅性，气流的通过速度快，催化剂腔体12不易堵塞，净化效率高。
[0045]
为了防止废气过快的进入所述催化剂腔体12内，所述微波联合催化剂20 臭氧分解设备100还包括阻缓组件，所述阻缓组件设置于所述进风口13处和所述出风口14处，所述阻缓组件用以阻缓经由所述进风口13和所述出风口 14进出所述催化剂腔体12的废气的流速，具体的，可以是设置在所述进风口 13和所述出风口14设置凸筋，从而阻挡废气进入，也可以是直接减小所述进风口13和所述出风口14的直径，当然，还可以是所述阻缓组件包括阻缓板 40，所述阻缓板40设置于所述进风口13处和所述出风口14处，所述阻缓板 40沿所述壳体10的长度方向方向贯设有多个通孔，且多个所述通孔沿所述壳体10的宽度方向间隔布设。
[0046]
为了加速催化后的气体排出，所述微波联合催化剂20臭氧分解设备100 还包括轴流风扇50，所述轴流风扇50设于所述壳体10，用于驱动经所述催化剂20作用后的气流自所述出风口14排出。所述轴流风扇50分为吸气型和吹气型两种，吸气型的设置在出风口14处，从而将催化后的气体抽吸出来，吹气型的设置在进气口处，从而吹气将废气推出，在此不做限制，当然，为了保证催化效果，本技术中优选的是吸气型的。
[0047]
所述壳体10包括设于所述微波腔体11与所述催化剂腔体12之间的微通孔板，且所述微通孔板的微波孔直径小于5mm。所述微波发射器为，磁控管发射频率为300mhz-300ghz的电磁波，即波长在0.1毫米～1米之间的电磁波，比一般的无线电波频率高，通常也称为"超高频电磁波"。由于设置的微波为厘米波或分米波，通孔板便能反射和阻挡微波，避免微波泄漏，从而有效地保证了本技术设备的安全性和净化效率。
[0048]
进一步地，微波使用过程中，微波本身有加热作用，且自身运行也会产热，为了防止所述微波发射器过热，所述微波联合催化剂20臭氧分解设备100 还包括散热风扇60，所
述散热风扇60设置于所述微波腔体11，用于加速所述微波调节装置30的空气移动。
[0049]
当然，微波发射器的电压也是可以调节的，所述微波调节装置30还包括调压器70，所述调压器70电连接所述微波发射器，用以调节所述微波发射器的电压，从而实现微波调频，控制微波产生的大小。
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以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。