一种VOC气体的阻隔吸附一体装置
技术领域
本发明属于气体处理的技术领域，具体涉及一种VOC气体的阻隔吸附一体装置。
背景技术
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，以下简称VOCs)是一类化合物的统称，通常是指在常温常压下具有高蒸气压、易挥发的有机化学物质，主要包括烷烃、烯烃和芳香烃以及各种含氧烃、卤代烃、氮烃、硫烃、低沸点多环芳烃等，是空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。典型的VOCs排放源可分为人为排放源(包括固定源与移动源)和自然排放源(包括生物源与非生物源)两类，其中以人为排放源为主，多半为石油化工相关产业的生产过程、产品消费行为以及机动车尾气造成。常用的工业VOCs的处理方法有催化燃烧法、热力燃烧法、吸附法、生物处理法等。
目前，排污企业投资环保设备，一次性投入较大，加上后期需要相当大的运营费用，这很大程度上加重了排污企业的经济负担，特别是中、小、微企业难以承受废气环保治理设施如废气燃烧净化装置、吸附脱附净化等大型设备的投资、运行成本，且废气处理效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种VOC气体的阻隔吸附一体装置，以解决现有VOC气体处理成本高、效果不佳的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种VOC气体的阻隔吸附一体装置，其包括依次连通的除尘室、吸附室、光催化室、燃烧室和换热室；
除尘室内的两个侧壁上均安装离子发生器；吸附室入口通过管道与外部的引风机连通，吸附室内依次排布有至少两组吸附组件；光催化室的中间横向设置紫外线灯管，紫外灯管的四周分布有至少两根散热管，位于散热管和灯管的四均匀填充若干光催化剂；燃烧室内均匀容置若干催化组件，燃烧室侧壁安装加热器；换热室包括换热组件，换热组件包括若干并行设置的换热管，每根换热管上均焊接若干块H型翘片；换热管的出水口与散热管连通，散热管的出水口与换热管的进水口连通；换热室与出气口连通。
优选地，除尘室入口处依次安装第一筛网、第二筛网和第三筛网。
优选地，除尘室与吸附室之间的交界处安装过滤板。
优选地，吸附室出口端开设浓度检测口。
优选地，吸附组件包括若干容置于隔板内的吸附球，隔板上开设有若干通孔。
优选地，吸附球上开设有若干盘旋设置的孔洞。
优选地，吸附球的材质为活性炭。
优选地，光催化室和燃烧室之间通过隔热板间隔分开。
优选地，H型翘片垂直焊接于换热管上。
优选地，相邻两块H型翘片之间的距离为5cm-8cm。
本发明提供的VOC气体的阻隔吸附一体装置，具有以下有益效果：
本发明可实现对VOC气体的除杂、吸附、光催化氧化、氧化燃烧，将VOC气体分解排放，并利用燃烧释放的余热增加光催化剂的活性，即增加了废气的净化效果，节约了资源，降低了成本。
附图说明
图1为VOC气体的阻隔吸附一体装置的横剖图。
图2为VOC气体的阻隔吸附一体装置吸附球的正视图。
图3为VOC气体的阻隔吸附一体装置吸附球的剖视图。
图4为VOC气体的阻隔吸附一体装置换热管图。
图5为VOC气体的阻隔吸附一体装置换热管剖视图。
其中，1、除尘室；2、吸附室；3、光催化室；4、燃烧室；5、换热室；6、第一筛网；7、第二筛网；8、第三筛网；9、离子发生器；10、控制阀；11、换热管；12、H型翘片；13、浓度检测口；14、隔板；15、散热管；16、紫外线灯管；17、隔热板；18、加热器；19、催化组件；20、换热组件；21、进水口；22、出气口；23、吸附球；24、孔洞；25、引风机；26、吸附组件；27、过滤板。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的一个实施例，参考图1，本方案的VOC气体的阻隔吸附一体装置，包括依次连通的除尘室1、吸附室2、光催化室3、燃烧室4和换热室5。
以下将对上述每个腔室进行详细描述
除尘室1的入口可与外部风机连通，用于将VOC气体引入本装置内，除尘室1的入口处依次安装第一筛网6、第二筛网7和第三筛网8，第一筛网6、第二筛网7和第三筛网8的筛孔依次减小，用于阻挡VOC气体中较为明显的固体杂质。
除尘室1与吸附室2之间的交界处安装过滤板27，过滤板27上安装过滤网，过滤网上填充一定厚度的大通量、低阻力优质海绵，海绵采用涂覆或其它方式负载有能产生负离子的纳米级天然矿石材料，有利于VOCs的净化。
除尘室1内的两个侧壁上均安装离子发生器9，离子发生器9为负离子发生器9，在其发出的负离子作用下，未过滤的杂质开始集聚，并在过滤板27上的滤网作用下得以除去。
吸附室2内依次排布有至少两组吸附组件26，本实施例安装固定三组吸附组件26，每组吸附组件26由多块隔板14组合而成，隔板14上开设有多个通孔，用于气体的流通，隔板14内容置若干个吸附球23。
参考图2和图3，吸附球23上开设有若干盘旋设置的孔洞24，吸附球23的材质选用活性炭材料，其表面面积大，具有极佳的吸附能力，配合盘旋设置的孔洞24，进一步增加其吸附面积，能够吸附更多的气体。
吸附室2入口通过管道与外部的引风机25连通，管道上安装控制阀10，用于引入外部气体(氮气或空气)，将吸附浓缩于吸附球23体上的VOC气体冲入光催化室3内。
吸附室2出口端开设浓度检测口13，用于实时检测当前吸附室2内的VOC气体浓度，当浓度达到饱和或者预设值时，开启引风机25将VOC气体冲入光催化室3内。
本发明在吸附室2内一步实现了废气的吸附浓缩，使得工艺变简单了，流程变短，设备及管道数量减少，减少工程，增加了净化效率，节约成本。
光催化室3的中间横向设置紫外线灯管16，紫外线灯管16的四周分布有至少两根散热管15，位于散热管15和紫外线灯管16的四均匀填充若干光催化剂。
光催化剂为以石墨烯改性的二氧化钛为活性组分，在紫外线灯管16发出的紫外光照及光催化剂作用下将部分VOC气体转化为CO2和H2O。
散热管15内流动的循环热水将热水释放的热量作用于光催化剂(二氧化钛)，减缓光催化剂热量的散失，起到保温节能的作用。
燃烧室4内均匀容置若干催化组件19，燃烧室4侧壁安装加热器18，催化组件19选用高性能Mn-Cu-Ce堇青石蜂窝陶瓷催化剂氧化降解，Mn、Cu可促进催化氧化过程中电子传递，Ce具有储存氧和传递氧功能，在加热器18的作用下，将VOC转化为无害化的CO2和H2O；而净化后的气体温度高，热值大，净化后的气体进入换热室5内进行预热利用。
光催化室3和燃烧室4之间通过隔热板17间隔分开，避免燃烧室4温度过高，影响光催化剂的催化活性。
换热室包括换热组件20，换热组件20包括若干并行设置的换热管11，每根换热管11上均焊接若干块H型翘片12。
参考图4和图5，H型翘片12垂直焊接于换热管11上，相邻两块H型翘片12之间的距离为5cm-8cm。
H型翘片12与换热管11构成若干烟气流道，由于H型翘片12的存在，增大了与气体的接触面积，相比于传统的单一水管受热，本发明受热面积可增大至2-3倍，进而极大的提高了气体热交换的效率。
换热管11的出水口与散热管15连通，将换热后得到的具有一定温度的热水送至散热管15内，保持光催化剂的活性。
散热管15的出水口与换热管11的进水口21连通，散热后的水温度进一步下降，再次进入换热室5内进行热量交换，实现水资源的重复使用。
换热室5与出气口22连通，净化后的气体从出气口22排出。
根据本申请的一个实施例，本方案的工作原理为：
VOC气体导入除尘室1，并依次经过第一筛网6、第二筛网7和第三筛网8，过滤除去VOC气体中较为明显的固体杂质。
离子发生器9作用，在其发出的负离子作用下，未过滤的杂质开始集聚，并在过滤板27上的滤网作用下得以除去。
VOC气体进入吸附室2内，通过浓度检测口13实时检测当前吸附室2内的VOC气体浓度，当浓度达到饱和或者预设值时，开启引风机25将VOC气体冲入光催化室3内。
在光催化室3内，在紫外线灯管16发出的紫外光照及光催化剂作用下将部分VOC气体转化为CO2和H2O。
未分解的VOC气体进入燃烧室4内，在加热器18和催化组件19的作用下，将VOC转化为无害化的CO2和H2O；而净化后的气体温度高，热值大，净化后的气体进入换热室5内进行预热利用。
带有余热的气体进入换热室5内，在H型翘片12与换热管11的配合下，将气体中的热量传递至换热管11内的水中，换热管11将带有热量的水运送至散热管15内，保持光催化剂的活性。
散热管15将其内完成换热的水运送至换热管11内，实现水资源的重复利用，换热管11内的水可通过进水口21补充。
本发明可实现对VOC气体的除杂、吸附、光催化氧化、氧化燃烧，将VOC气体分解排放，并利用燃烧释放的余热增加光催化剂的活性，即增加了废气的净化效果，节约了资源，降低了成本。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
