CN108283857A

CN108283857A - 带在线自动清洗功能的光催化设备

Info

Publication number: CN108283857A
Application number: CN201810304043.7A
Authority: CN
Inventors: 邱冠平
Original assignee: Guangzhou Micro-Carbon Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Micro-Carbon Technology Co Ltd
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2018-07-17

Abstract

本发明公开了一种带在线自动清洗功能的光催化设备，它包括光催化氧化装置和在线清洗装置，光催化氧化装置包括壳体、设在壳体内的灯管安装架、安装在灯管安装架上的紫外灯组、设在壳体内的光催化剂和微波发生器，壳体上设有进风口和出风口；在线清洗装置包括增压水泵、输水管道、喷淋管道、高压喷水嘴、控制阀门和带控制芯片的控制面板，增压水泵接外接水源，喷淋管道通过输水管道连接增压水泵，至少一个高压喷水嘴设在壳体内，每一高压喷水嘴均与喷淋管道连通，控制阀门设在喷淋管道上，控制阀门和增压水泵均与带控制芯片的控制面板电性连接。本发明可自动对光催化设备进行定期清洗，对光催化设备内的紫外灯管的清洗效率高，清洗方便。

Description

带在线自动清洗功能的光催化设备

技术领域

本发明涉及一种光催化设备，具体来说，涉及一种带在线自动清洗功能的光催化设备。

背景技术

有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、难溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。现有技术中，在进行有机废气处理时，普遍采用活性炭吸附处理法、酸碱中和法等多种方法原理对有机废气进行处理。然而，活性炭吸附处理法所需的设备简单、投资小，但活性炭更换频繁，增加了装卸、运输、更换等工作程序，导致成本增加，造成二次污染；酸碱中和法一般采用物理吸收，即将废气引入吸收液进行净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收，其仅适用于大气量、低温度、低浓度的有机废气，还需配备加热解析回收装置，设备体积大、投资成本较高，处理工艺复杂。鉴于以上原因，目前在除有机废气、除臭工程中，光催化氧化分解技术具有高效、节能、环保、无二次污染等优势，光催化氧化分解装置在有机废气处理工程中得到广泛的应用。

然而，现有的光催化设备由于缺乏除油、除尘的功能，光催化设备的内壁、灯管上极容易被有机废气中的油脂、灰尘所覆盖，不仅极大地影响了光催化设备对有机废气的光催化氧化分解效果，而且当设置在光催化设备内的二氧化钛催化层被油脂/灰尘覆盖后，将无法与紫外光接触产生电子空穴，就无法产生游离电子，而当紫外灯管被油脂/灰尘覆盖后，灯管所产生的紫外灯光将无法透过油脂/灰尘包裹层，也就无法与有机废气接触。这样光催化设备将无法发挥分解有机废气的功能。

因此，特别是在处理含油、含尘的废气中，光催化设备通常需要定期清洗，才能使得光催化设备内的二氧化钛催化层以及紫外灯管保持正常的工作状态。传统的清洗方式一般采用人工停机清洗，这种清洗方式不仅非常不便，费时费力，清洗周期较长，有时还需要将光催化设备内的灯管一根一根地拆卸出来，用清水或者碱水泡洗，清洗效率低下，油脂/灰尘污垢清洗不够彻底。此外，传统光催化设备由于每次清洗周期间隔时间一般较长，每次清洗时，光催化设备内都已经集满油脂和灰尘，进一步加大了清洗难度。在这种情况下，一般需要对光催化设备进行彻底清洗，就需要将紫外灯管频繁地从光催化设备内拆除，在拆紫外灯管的过程中极容易造成触头断裂，从而极大地缩短紫外灯管的使用寿命，增加光催化设备的使用维修成本。

发明内容

针对以上的不足，本发明提供了一种可自动对光催化设备进行定期清洗，对光催化设备内的紫外灯管的清洗效率高，清洗方便，避免了光光催化设备的紫外灯管与二氧化钛层被油脂/灰尘覆盖而不能发挥作用，并及时地将附着在紫外灯管与二氧化钛层上的油脂/灰尘进行清洗，保证了光催化设备的紫外灯管与二氧化钛层的清洁，提高了光催化设备对有机废气的光催化氧化分解效果和分解速率的带在线自动清洗功能的光催化设备，它包括光催化氧化装置和在线清洗装置，所述光催化氧化装置用于对有机废气进行氧化催化分解以达到净化废气的目的，所述光催化氧化装置包括壳体、设置在壳体内的灯管安装架、安装在灯管安装架上的紫外灯组、设置在壳体内的光催化剂和微波发生器，所述壳体上设有进风口和出风口；所述在线清洗装置用于对光催化氧化装置进行在线自动清洗，所述在线清洗装置包括增压水泵、输水管道、喷淋管道、高压喷水嘴、控制阀门和带控制芯片的控制面板，所述增压水泵连接外接水源，所述喷淋管道通过输水管道连接增压水泵，所述高压喷水嘴设置在所述壳体内，且所述高压喷水嘴均与所述喷淋管道连通，所述控制阀门设置在喷淋管道上，所述控制阀门和所述增压水泵均与带控制芯片的控制面板电性连接。

为了进一步实现本发明，所述高压喷水嘴采用角度可调节的广角喷嘴。

为了进一步实现本发明，所述壳体内设有光催化腔室和微波激发腔室，所述灯管安装架可拆卸地安装在所述光催化腔室内，所述微波发生器设置在所述微波激发腔室内。

为了进一步实现本发明，所述微波激发腔室与所述光催化腔室通过喇叭形连通通道相互连通，所述喇叭形连通通道的小端开口与微波激发腔室连通，所述喇叭形连通通道的大端开口与光催化腔室连通。

为了进一步实现本发明，所述壳体的光催化腔室内可拆卸地安装有若干灯管安装架，若干灯管安装架相互平行地安装在光催化腔室内，每一所述灯管安装架是由两根横梁与两根竖梁相互拼接构成的中空矩形结构，并在每一所述灯管安装架的两根横梁的外侧分别设有滑块，每一滑块均与对应横梁的长度方向保持一致，所述壳体的光催化腔室的内侧壁上对应于每一灯管安装架上的滑块的位置设有与滑块滑移配合的滑槽；所述紫外灯组安装在灯管安装架上。

为了进一步实现本发明，每一所述滑槽的长度方向与壳体内的气流流通方向垂直。

为了进一步实现本发明，所述紫外灯组包括数根相互平行间隔设置的紫外灯管，每一所述紫外灯管的两端分别固定安装在灯管安装架的两根竖梁上。

为了进一步实现本发明，每一所述紫外灯管的轴向方向与壳体内的气流流通方向垂直。

为了进一步实现本发明，所述紫外灯管采用具有防水功能的真空紫外灯管。

为了进一步实现本发明，所述光催化氧化装置还包括用于限制灯管安装架在壳体内滑移的锁紧组件。

本发明的有益效果：

1、本发明的带在线自动清洗功能的光催化设备，为一款集成在线清洗功能的光催化设备，采用真空紫外灯管，它以微波发生器产生的微波为驱动能源，激发真空紫外灯管产生紫外光，利用紫外光与纳米二氧化钛层发生光催化氧化作用，对有机废气进行光催化氧化分解，并在光催化设备上设置有在线清洗装置，在线清洗装置包括增压水泵、输水管道、喷淋管道、高压喷水嘴、控制阀门和带控制芯片的控制面板，增压水泵连接外接水源，喷淋管道通过输水管道连接增压水泵，至少一个高压喷水嘴设置在光催化氧化装置的壳体内，每一高压喷水嘴均与喷淋管道连通，控制阀门设置在喷淋管道上，控制阀门和增压水泵均与带控制芯片的控制面板电性连接，利用在线清洗装置对光催化氧化装置进行定期或者不定期的在线自动清洗，不需要采用人工停机清洗，不仅避免了光催化设备的紫外灯管与二氧化钛层被被油脂/灰尘覆盖而不能发挥作用，并及时地对附着在紫外灯管与二氧化钛层上的油脂/灰尘进行清洗，保证了光催化设备的紫外灯管与二氧化钛层的清洁，提高了光催化设备对有机废气的光催化氧化分解效果和分解速率，而且自动化程度高，清洗非常方便，省时省力，不需要将光催化设备内的灯管一根一根地拆卸出来，一方面使得清洗耗费的时间得到极大幅度的缩短，提高了清洗效率和清洗效果，另一方面解决了传统人工清洗方式中将紫外灯管频繁地从光催化设备内拆除，在拆紫外灯管的过程中极容易造成触头断裂的问题，从而极大地延长了紫外灯管的使用寿命，减少光催化设备的使用维修成本。

2、本发明的带在线自动清洗功能的光催化设备，在线清洗装置设置了手动清洗和自动清洗两种模式：采用手动清洗模式时，在线清洗装置的工作状态不受控制芯片控制，使用者可根据实际需要，手动启动增压泵，即可对设备进行清洗；采用自动清洗模式时，通过控制芯片在线自动控制线清洗装置的清洗周期和清洗时间，无需人工干预，控制芯片根据预设程序自动控制启动增压泵，对光催化设备进行自动清洗。

3、本发明的带在线自动清洗功能的光催化设备，光催化氧化装置设有通过喇叭形连通通道相互连通的微波激发腔室与光催化腔室，喇叭形连通通道的小端开口与微波激发腔室连通，喇叭形连通通道的大端开口与光催化腔室连通，以使得位于微波激发腔室内的微波发生器产生的微波通过喇叭形连通通道朝向光催化腔室均匀扩散辐射到光催化腔室的每一个角落，从而使得微波发生器产生的微波可辐射到光催化腔室内的每一根紫外灯管上，激发紫外灯管产生紫外光线照射在光催化剂层上，对流入光催化腔室内的有机气体进行光催化分解，可有效提高光催化氧化的效果与效率。

附图说明

图1为本发明的有机废气联合处理工艺设备组合的结构示意图；

图2为本发明的喷淋水洗***和电催化氧化***的结构示意图；

图3为本发明的光催化氧化装置的分解结构示意图；

图4为本发明的光催化氧化装置的结构示意图；

图5为本发明的光催化氧化装置的结构示意图；

图6为本发明的光催化氧化装置的光催化腔室内壁的具有交替且连续的凸部和凹部表层结构示意图；

图7为本发明的光催化氧化装置的光催化腔室内气流撞击到具有交替且连续的凸部和凹部表层时的结构示意图；

图8为本发明的灯管安装架的安装连接锁紧组件的结构示意图；

图9为本发明的灯管安装架的安装连接锁紧组件的侧视方向结构示意图；

图10为本发明的油雾分离装置的结构示意图；

图11为本发明的光催化氧化装置内安装有在线清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步阐述，其中，本发明的方向以图1为标准。

如图1至图11所示，本发明的带在线自动清洗功能的光催化设备，它包括喷淋水洗***1、电催化氧化***2、光催化氧化装置3、油雾分离装置4、在线清洗装置5、超声波除污发生装置6、烟尘凝聚装置7、高压引风机8和引风管道9，其中：

喷淋水洗***1用于水洗过滤有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘，喷淋水洗***1包括喷淋水洗塔体11、烟尘过滤装置12、水洗喷淋装置13、反冲洗喷淋装置14、水槽15和循环水池16；

喷淋水洗塔体11采用现有技术的呈竖直状态的中空的圆柱形壳体结构设计，喷淋水洗塔体11上设有进气口111和出气口112，进气口111位于喷淋水洗塔体11的底部侧壁上，喷淋水洗塔体11的进气口111与有机废气的排出通道相连通，出气口112位于喷淋水洗塔体11的塔顶部，水槽15设置在喷淋水洗塔体11内并位于喷淋水洗塔体11的底部，水槽15内的液面高度低于喷淋水洗塔体11的进气口111的位置，循环水池16设置在喷淋水洗塔体11的外部相应于水槽15的位置，循环水池16与水槽15相连通，以使得水槽15内的水可以流入循环水池16，且循环水池16与水槽15的连通通道内设有用于过滤粉尘颗粒物和烟气烟尘的过滤网袋，以保证循环水池16内的水体清洁。

烟尘过滤装置12设置在喷淋水洗塔体11内并位于喷淋水洗塔体11的进气口111上方，烟尘过滤装置12包括由若干层过滤滤网相互叠置形成的多层滤网，多层滤网的具体层数根据实际处理烟尘的需要而设计，且多层滤网中的每一相邻的两层滤网均相互平行间隔设置；水洗喷淋装置13用于朝向烟尘过滤装置12的多层滤网喷洒清水，以在烟尘过滤装置12的多层滤网上形成可吸附有机废气中粉尘颗粒物和烟气烟尘的水膜滤网，以利用多层滤网上形成的水膜对进入喷淋水洗塔体11的含有粉尘颗粒物和烟气烟尘的有机废气进行初步过滤处理，以减少有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘随气流流出喷淋水洗塔体11；水洗喷淋装置13设置在烟尘过滤装置12的多层滤网的下方，水洗喷淋装置13包括若干第一喷淋管131、第一水泵132和若干第一喷水嘴133，若干第一喷淋管131呈多排并列设置在烟尘过滤装置12的多层滤网的下方，每一第一喷淋管131与第一水泵132连接，第一水泵132设置在循环水池16中。若干第一喷水嘴133均匀间隔地设置在第一喷淋管131上，且每一第一喷水嘴133的喷水方向均朝向烟尘过滤装置12的多层滤网，以使得通过水洗喷淋装置13的第一喷水嘴133喷出的水可以均匀地喷射在烟尘过滤装置12的多层滤网上，并形成良好的水膜，以利用烟尘过滤装置12的多层滤网上的水膜对烟尘进行充分、均匀、高效地吸附过滤。反冲洗喷淋装置14设置在烟尘过滤装置12的多层滤网的上方，反冲洗喷淋装置14包括若干第二喷淋管141、第二水泵142和若干第二喷水嘴143，若干第二喷淋管141呈多排并列设置在烟尘过滤装置12的多层滤网的上方，每一第二喷淋管141与第二水泵142连接，第二水泵142设置在循环水池16中。若干第二喷水嘴143均匀间隔地设置在第二喷淋管141上，且每一第二喷水嘴143的喷水方向均朝向烟尘过滤装置12的多层滤网，以使得通过反冲洗喷淋装置14的第二喷水嘴143喷出的水可以均匀地喷射在烟尘过滤装置12的多层滤网上，并形成良好的水膜，以利用烟尘过滤装置12的多层滤网上的水膜对烟尘进行充分、均匀、高效地吸附，且可利用反冲洗喷淋装置14与水洗喷淋装置13相配合以在烟尘过滤装置12的多层滤网的上下两侧面上同时对烟尘过滤装置12的多层滤网进行喷水，并可以向下冲洗粘结在烟尘过滤装置12的多层滤网上的粉尘颗粒物和烟气烟尘，实现反冲洗功能，避免烟尘过滤装置12的多层滤网因含尘气流过大或者携带的粉尘颗粒物和烟气烟尘堵住多层滤网网孔，造成气流流通不畅，降低烟尘过滤装置12的过滤效果。本发明在烟尘过滤装置12的多层滤网设在反冲洗喷淋装置14和水洗喷淋装置13之间，反冲洗喷淋装置14和水洗喷淋装置13分别位于烟尘过滤装置12的多层滤网的上下两侧，并均朝向烟尘过滤装置12的多层滤网的方向喷水，在烟尘过滤装置12的多层滤网上下两方向上同时对多层滤网进行喷淋，有效提高了喷淋在滤网上形成水膜的成功率，从而提高了喷淋的过滤效果。

电催化氧化***2用于对经由烟尘过滤装置12水洗过滤后的有机废气进行初次氧化分解。电催化氧化***2设置在喷淋水洗塔体11内并位于烟尘过滤装置12的上方，电催化氧化***2包括填料支撑格栅板21、颗粒电极填料层22、两块导电石墨板23、格栅压料板24、弹簧抵压件25、电源、若干第三喷淋管26、循环水泵27和若干第三喷水嘴28，填料支撑格栅板21固定设置在喷淋水洗塔体11内，颗粒电极填料层22堆置在填料支撑格栅板21上，颗粒电极填料层22金属氧化物，本实施例的金属氧化物优先采用氧化铜。两块导电石墨板23分别设置在颗粒电极填料层22的两相对侧，并保持每一导电石墨板23与颗粒电极填料层22的对应侧边充分接触，两块导电石墨板23分别通过导电线与电源的正负极电性连接，电源采用电压为48V的直流电源，并控制电流不超过1A。格栅压料板24盖设在颗粒电极填料层22上，弹簧抵压件25设置在喷淋水洗塔体11顶部内侧面与格栅压料板24的上表面之间，本实施例的弹簧抵压件25为呈纵向设置的压缩的螺旋弹簧，以利用压缩螺旋弹簧对格栅压料板24形成朝向填料支撑格栅板21的方向作用的推力，以防止因废气气流的流速过快使得在颗粒电极填料层22中的电极填料颗粒被冲散或者相对格栅压料板24产生强烈的震动，影响有机废气的催化氧化净化效果。此外，填料支撑格栅板21与格栅压料板24之间平行间隔地设有两根呈纵向(与水平面垂直)设置的限位柱29，格栅压料板24对应于每一限位柱29的位置设有上下贯通的滑孔，每一限位柱29的底端固定设置在填料支撑格栅板21上，每一限位柱29靠近其顶端的部分穿过颗粒电极填料层22并可上下相对滑动地滑设在格栅压料板24的滑孔内，以使得格栅压料板24可沿着限位柱29发生朝向填料支撑格栅板21的方向发生滑移，且每一限位柱29与格栅压料板24的滑孔之间设有密封圈，充分保证了格栅压料板24在弹簧抵压件25的作用下的滑移不易产生偏摆，从而使得格栅压料板24的上下升降滑动更加灵活，对颗粒电极填料层22的盖压作用力更加均匀。弹簧抵压件25的螺旋弹簧的外部套设有可伸缩的塑料波纹管，以将弹簧抵压件25与喷淋水洗塔体11的空腔内的含有水汽的尾气隔绝，避免弹簧抵压件25发生氧化腐蚀。若干第三喷淋管26呈多排并列设置在喷淋水洗塔体11内并位于格栅压料板24的上方，每一第三喷淋管26与循环水泵27连接，循环水泵27设置在循环水池16中。若干第三喷水嘴28均匀间隔地设置在第三喷淋管26上，且每一第三喷水嘴28的喷水方向均朝向颗粒电极填料层22。

电催化氧化***2在电能的激发下，通入空气的氧在颗粒电极填料层22的氧化催化剂表面形成具有一定氧化性的初生态的H₂O₂：O₂+2H++2e-→H₂O₂，初生态的H₂O₂在催化剂催化下，继而发生类Fenton反应，产生氧化性极强的羟基自由基：H₂O₂+M_xO_y(或M)+H+→·OH+M_x++H₂O(M为金属)，所使用的催化剂对有机物有富集作用，使得羟基自由基能用有机物发生反应，能够快速而有效的将有机物矿化：·OH+R→CO2+无机离子(R为有机物)。

电催化氧化***2的颗粒电极填料层22在通电后对气流产生大量的羟基自由基及高能离子剂活性基团DMF，将气流中的哌啶、二氯甲烷、三氟醋酸、乙二硫醇、***、乙腈等有害污染物与其中的活性自由基团发生化学反应，大量的有害污染物被分解为二氧化碳、水、无害羧酸。在处理气体中高浓度COD时，30min处理效率达到85～95％。因此，本发明的电催化氧化***2电催化氧化分解有机气体效率高，除电耗、水耗外，不消耗其他原料，不带来二次污染，无需二次处理，且催化剂使用寿命长。

光催化氧化装置3用于对有机废气进行催化氧化分解以达到净化废气的目的。光催化氧化装置3包括壳体31、若干灯管安装架32、与灯管安装架32数量一致的紫外灯组、光催化剂、微波发生器34和锁紧组件。壳体31内设有光催化腔室311和微波激发腔室312，壳体31的两相对侧上对应于光催化腔室311的位置设有进风口313和出风口314，壳体31的光催化腔室311内可拆卸地安装有若干灯管安装架32，若干灯管安装架32相互平行等间距地安装在光催化腔室311内，每一灯管安装架32是由两根横梁321与两根竖梁322相互拼接构成的中空矩形结构，并在每一灯管安装架32的两根横梁321的外侧分别设有滑块，每一滑块均与对应横梁321的长度方向保持一致，壳体31的光催化腔室311的内侧壁上对应于每一灯管安装架32上的滑块的位置设有与滑块滑移配合的滑槽315，每一滑槽315的长度方向与壳体31内的气流流通方向垂直；紫外灯组安装在灯管安装架32上，紫外灯组包括数根相互平行并等间隔设置的紫外灯管33，每一紫外灯管33的两端分别通过连接支架固定安装在灯管安装架32的两根竖梁322上，且每一紫外灯管33的轴向方向与壳体31内的气流流通方向垂直。本实施例的紫外灯管33既可以采用普通的UV紫外灯管，还可以采用具有防水功能的真空紫外灯管。

微波发生器34设置在壳体31的微波激发腔室312内，微波发生器34采用耐高温防水材料包裹，以避免微波发生器34与水接触而影响其工作效果。微波激发腔室312与光催化腔室311通过喇叭形连通通道316相互连通，喇叭形连通通道316的小端开口与微波激发腔室312连通，喇叭形连通通道316的大端开口与光催化腔室311连通，以使得位于微波激发腔室312内的微波发生器34产生的微波通过喇叭形连通通道316朝向光催化腔室311均匀扩散辐射到光催化腔室311的每一个角落，从而使得微波发生器34产生的微波可辐射到光催化腔室311内的每一根紫外灯管33上，激发紫外灯管33产生紫外光线，对流入光催化腔室311内的有机气体进行光催化分解，可有效提高光催化氧化的效果与效率。

锁紧组件用于限制灯管安装架32滑移以实现紫外灯组固定在壳体31的光催化腔室311内，保证灯管安装架32在壳体31内安装的稳定性，避免灯管安装架32随着催化氧化装置3工作时发生轴向窜动而损坏紫外灯管33，提高光催化氧化装置3光催化氧化工作性能的稳定性。锁紧组件包括锁紧套351、插接件352、插接孔槽353、固定件354、螺旋弹簧355和导向杆356，固定件354固定设置在滑槽315的一端，锁紧套351可活动地设置在滑槽315上对应于固定件354的位置，固定件354上设有螺旋弹簧355，螺旋弹簧355用于迫使插接件352插接于设置在灯管安装架32上的插接孔槽353内，导向杆356插设在螺旋弹簧355中，插接件352上设有与插接件352滑移方向一致的导向槽357，导向杆356的一端固定连接在固定件354上，导向杆356的另一端插设于插接件352的导向槽357内。

灯管安装架32的基本安装与拆卸操作过程：在光催化设备需要更换紫外灯组与添加光催化剂时，人手拨动插接件并驱使插接件352在锁紧套351的插接孔槽353内滑动移动，从而将插接件352的插接端部从插接孔槽353内中脱离，从而保证灯管安装架在壳体上的滑槽315内滑动的顺畅性，操作简单、方便，且固定稳定性好。螺旋弹簧355***接件352压缩后，导向杆356插接于导向槽中且在导向槽357中滑动，通过导向杆356与导向槽357的配合结构的设置，不仅为插接件352提供了导向作用，而且能有效避免螺旋弹簧355被压缩而产生弯曲的现象，从而在操作人员松开插接件352时，保证螺旋弹簧355驱动插接件352滑动的顺畅性，避免插接件352在滑动过程中产生左右摆动，并且与锁紧套351的插接孔槽353壁抵触发生卡嵌现象。而在更换紫外灯组与添加完光催化剂后，通过用手拨动插接件352，驱使插接件352在锁紧套351上的插接孔槽353内滑动移动，从而螺旋弹簧355被压缩后，插接孔槽353的插接端面抵触在灯管安装架的侧壁上，灯管安装架在壳体上的滑槽315内滑动且灯管安装架上的插接孔槽353对准插接件352，插接件352上的螺旋弹簧355将储存的弹性势能释放，从而驱动插接件352插接在插接孔槽353中。锁紧组件的设置，不仅保证灯管安装架32在壳体31内安装的稳定性，避免灯管安装架32随着催化氧化装置3工作时发生轴向窜动而损坏紫外灯管33，提高光催化氧化装置3光催化氧化工作性能的稳定性，还提高了灯管安装架32安装时的便捷性。

壳体31的光催化腔室311内设置有具有交替且连续的凸部317和凹部318，具有交替且连续的凸部317和凹部318的表层均设有一层催化剂层。目前光催化剂的材料多样，主要为二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化皓、硫化镉等多种氧化物硫化物半导体；其中，由于二氧化钛的氧化能力较强，化学物质稳定且无毒性，成为最主要的纳米光催化材料，本实施例优选二氧化钛为光催化剂附着在壳体31的光催化腔室311内壁的具有交替且连续的凸部317和凹部318表层，且具有交替且连续的凸部317和凹部318形成锯齿状起伏的微涡壁板。当有机废气在壳体31的光催化腔室311中流动时会受凸部317的阻挡，而易于凹部318处形成气流涡流，对反应气体有搅拌作用，使反应气体混合均匀，使得壳体31的光催化腔室311内的反应气体的各部分组份趋于相同，保证了光催化反应的高效进行，防止反应气体局部未反应气体浓度过大，造成反应气体得不到充分催化氧化反应。且由于具有交替且连续的凸部317和凹部318的褶皱锯齿形状，增大了壳体31的光催化腔室311内壁的表面积，即增加了反应气体与催化剂的接触面积，增大了光催化氧化装置3光催化反应速率与反应效率。

油雾分离装置4用于分离并去除有机废气中混有的水雾和油雾，以对进入光催化氧化装置3前的有机废气进行除水、除油，油雾分离装置4设置在光催化氧化装置3的壳体31的进风口313处，油雾分离装置4采用现有技术的高速离心油烟分离器实现，高速离心油烟分离器包括高速离心风机、油雾滤网和接液盒，高速离心油烟分离器的转速高达2400r/min，采用304不锈钢滤网拦截油烟，水雾、油雾分离度可达95％，被拦截的水雾与油雾微粒可流入接液盒。增加了高速离心油烟分离器的光催化氧化装置，不仅可以解决在联合处理工艺中的光催化氧化装置中容易受到光催化氧化装置前端的水雾、油雾的影响，出现灯管难启动的问题，还可以彻底解决因水雾、油雾的影响而导致烧灯管等问题。

在线清洗装置5用于对光催化氧化装置3进行定期或者不定期的在线自动清洗，在线清洗装置5包括增压水泵51、输水管道52、喷淋管道53、高压喷水嘴54、控制阀门和带控制芯片的控制面板，增压水泵51外接自来水或者溶有清洁剂的水溶液，增压水泵51也可以设置在清水池或者用于盛装清洁剂水溶液的水池中，喷淋管道53通过输水管道52连接增压水泵51，若干个高压喷水嘴54设置在光催化氧化装置3的壳体31的光催化腔室311内，喷淋管道53上设有高压喷水嘴54，每一高压喷水嘴54通过连接接头与喷淋管道53连通，高压喷水嘴54采用角度可调节的旋转广角喷嘴，控制阀门设置在喷淋管道53上，控制阀门和增压水泵51均与带控制芯片的控制面板电性连接。在线清洗装置5设置了手动清洗和自动清洗两种模式：采用手动清洗模式时，在线清洗装置5的工作状态不受控制芯片控制，使用者可根据实际需要，手动启动增压泵，即可对设备进行清洗；采用自动清洗模式时，通过控制芯片在线自动控制在线清洗装置5的清洗周期和清洗时间，无需人工干预，控制芯片根据预设程序自动控制启动增压泵，对设备进行清洗。

超声波除污发生装置6用于激发产生与清水或者清洗液进行共振的超声波以对光催化氧化装置3的污垢层进行快速清洗，超声波除污发生装置6采用现有技术的超声波换能器实现。超声波除污发生装置6设置在光催化氧化装置3的壳体31的光催化腔室311内，超声波除污发生装置6采用中高频声波信号的超声波换能器，因超声波换能器在清水或者清洗液中产生的空化泡破灭时会产生强大的冲击波，使得催化氧化装置3内壁以及紫外灯管33外壁上包裹的灰层或者油脂污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。此外，在超声波换能器在清洗液中产生空化现象产生的气泡时会形成空化二次效应，即气泡在冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透，这种小气泡可与声压进行同步膨胀、收缩，如同剥皮一样的物理力反复作用于污垢层，污垢层一层层被剥离，气泡继续向里渗透，直到污垢层被完全剥离。超声波在清洗过程中会使得清洗液随着超声振动对污垢进行强烈的冲击，从而加速清水对催化氧化装置3内壁以及紫外灯管33的清洗过程，达到良好的清洗效果。

烟尘凝聚装置7用于将进入喷淋水洗***1的喷淋水洗塔体11前的有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘进行打湿与超声波凝聚，使气流携带颗粒物变大，以提高有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘的水洗过滤效果。烟尘凝聚装置7设置在喷淋水洗塔体11的进气口111处，且喷淋水洗塔体11的进气口111处设有便于超声波将气流中的小颗粒微尘凝聚变大的超声波凝聚段10，烟尘凝聚装置7包括与水槽连通的空压机(图中未示出)、雾化喷嘴(图中未示出)、均流板71、超声波发生器72、以及超声波振子73，空压机(图中未示出)、雾化喷嘴(图中未示出)均设置在喷淋水洗塔体11的进气口111处，空压机与带控制芯片的控制面板电性连接，雾化喷嘴与空压机相连通，通过空压机与雾化喷嘴将水雾化以对进入喷淋水洗塔体11的进气口111的有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘进行打湿加重，以减缓有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘在超声波凝聚段中随气流流动的流速，防止有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘随高压气流快速上窜而降低喷淋水洗塔体11对有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘水洗过滤效果；均流板71、超声波发生器72、以及超声波振子73均设置在超声波凝聚段10，均流板71与喷淋水洗塔体11的进气口111连通，均流板71与超声波凝聚段10的圆筒体之间留有空隙，以形成超声波凝聚处理的腔室。有机废气处理过程中，含有粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流通过喷淋水洗塔体11的进气口111进入超声波凝聚段10，均流板71使从喷淋水洗塔体11的进气口111进入的含有粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流分配为均匀稳定气流后进入均流板71与超声波凝聚段10之间的空隙形成的腔室内，以使得超声波发生器72发出的超声波能够充分照射腔室内的气流，以利用超声波发生器72发出超声波，并通过超声波振子73向腔室发射超声波，含有粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流中的细微颗粒在腔室中发生凝聚，逐渐凝结成粒径更大的粉尘或者烟尘颗粒，然后随着气流流进喷淋水洗塔体11进行颗粒物的喷淋水洗过滤。本实施例的含有粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流在腔室内的停留时间至少为1秒(停留时间是指待处理气体从进入腔室到流出腔室的时间，也就是待处理气体在腔室内接受超声波处理的时间，超声波的方向与待处理气体流向垂直，均流板71可作为控制停留时间的手段之一)，烟尘凝聚装置7的超声波发生器72的功率设定为45W/cm³，超声波发生器72的超声波频率为24.1KHz以上时，烟尘凝聚装置7可将细微颗粒通过超声波凝聚作用粘合凝结成较大颗粒的颗粒物。关于超声波凝聚作用原理，可参考专利号为201320798548.6的中国专利所公开的一种颗粒凝聚装置。

高压引风机8用于在设备***内形成负压，以利用负压对各设备***内的有机废气进行抽吸，实现设备***内的有机废气不间断流通，高压引风机8采用现有技术实现。高压引风机8通过引风管道9与光催化氧化装置3的壳体31的出风口314相连通，光催化氧化装置3的壳体31的进风口33通过引风管道9与喷淋水洗***1的喷淋水洗塔体11的出气口112相连通。

本发明的基本工作原理与工作流程：

1)在高压引风机8形成的负压抽吸作用下，排出的含有大量粉尘颗粒物和烟气烟尘的有机废气经由喷淋水洗塔体11的进气口111进入喷淋水洗塔体11，含有大量的粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流在经过喷淋水洗塔体11的进气口111时，被与空压机相连通的雾化喷嘴喷出的雾化液滴打湿加重，减缓了有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘随气流流动的流速，既提高了有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘在超声波凝聚段10的凝聚速率和凝聚效果，又防止有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘随高压气流快速上窜而降低喷淋水洗塔体11对有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘水洗过滤的效果，从而有效提高了有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘的去除效果。

2)经过雾化液滴打湿加重后的含有大量粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流在流经超声波凝聚段10时，均流板71使从喷淋水洗塔体11的进气口111进入的含有粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流分配为均匀稳定气流后进入均流板71与超声波凝聚段10之间的空隙形成的腔室内，以利用超声波发生器72发出超声波，并通过超声波振子73向腔室发射超声波，含有粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流中的细微颗粒在腔室中发生凝聚，逐渐凝结成粒径更大的粉尘或者烟尘颗粒，然后随着气流流进喷淋水洗塔体11进行颗粒物的喷淋水洗过滤。

3)经过超声波凝聚的含有大量粉尘颗粒物和烟气烟尘的气流，再经过设置在喷淋水洗塔体11内的烟尘过滤装置12的多层滤网形成的水膜滤网，对有机尾气中粉尘颗粒物和烟气烟尘进行吸附以实现有机尾气的水洗过滤，以减少有机废气中的粉尘颗粒物和烟气烟尘随气流流出喷淋水洗塔体11。

4)经过烟尘过滤装置12水洗过滤后的无烟尘颗粒的洁净气流进入电催化氧化***2，电催化氧化***2的颗粒电极填料层22在通电后对气流产生大量的羟基自由基及高能离子剂活性基团DMF，将气流中的哌啶、二氯甲烷、三氟醋酸、乙二硫醇、***、乙腈等有害污染物与其中的活性自由基团发生化学反应，大量的有害污染物被分解为二氧化碳、水、无害羧酸。电催化氧化***2除电耗、水耗外，不消耗其他原料，不带来二次污染，无需二次处理，且催化剂使用寿命长。

5)经过电催化氧化***2电解氧化氧化后的气流自进风口313进入光催化氧化装置3的光催化腔室311，含有水雾、油雾的气流在经过壳体31的进风口313时，设置在光催化氧化装置3的壳体31的进风口313处的油雾分离装置4，将气流中95％的水雾、油雾拦截在的壳体31的进风口313处并形成水雾与油雾微粒流入接液盒，不仅可以解决在联合处理工艺中的光催化氧化装置中容易受到光催化氧化装置前端的水雾、油雾的影响，出现灯管难启动的问题，还可以彻底解决因水雾、油雾的影响而导致烧灯管等问题。

6)经过油雾分离处理后的气流在光催化氧化装置3的光催化腔室311内，微波发生器34产生微波激发设置在灯管安装架32上的紫外灯管33产生紫外光，紫外灯管33产生紫外光照射在壳体31的光催化腔室311内壁的具有交替且连续的凸部317和凹部318表层的光催化剂层上，并形成涡流，使得反应气体充分分散于光催化腔室311当中，避免了因反应气体的定向流动性太强而导致反应气体与光催化剂接触不充分，从而保证了光催化反应的有效进行，提高了反应气体的转化率。

7)采用自动清洗模式时，通过控制芯片在线自动控制在线清洗装置5的清洗周期和清洗时间，无需人工干预，控制芯片根据预设程序自动控制启动增压泵，对设备进行清洗。利用超声波在清水中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应，对被清洗光催化氧化装置3上的污物产生机械剥落作用，同时能促进清洗液与污物发生化学反应，达到更好的清洗管件的目的，提高清洗效果与清洗效率，自动化程度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims

1.一种带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：它包括光催化氧化装置和在线清洗装置，所述光催化氧化装置用于对有机废气进行氧化催化分解以达到净化废气的目的，所述光催化氧化装置包括壳体、设置在壳体内的灯管安装架、安装在灯管安装架上的紫外灯组、设置在壳体内的光催化剂和微波发生器，所述壳体上设有进风口和出风口；所述在线清洗装置用于对光催化氧化装置进行在线自动清洗，所述在线清洗装置包括增压水泵、输水管道、喷淋管道、高压喷水嘴、控制阀门和带控制芯片的控制面板，所述增压水泵连接外接水源，所述喷淋管道通过输水管道连接增压水泵，所述高压喷水嘴设置在所述壳体内，且所述高压喷水嘴均与所述喷淋管道连通，所述控制阀门设置在喷淋管道上，所述控制阀门和所述增压水泵均与带控制芯片的控制面板电性连接。

2.根据权利要求1所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：所述高压喷水嘴采用角度可调节的广角喷嘴。

3.根据权利要求1所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：所述壳体内设有光催化腔室和微波激发腔室，所述灯管安装架可拆卸地安装在所述光催化腔室内，所述微波发生器设置在所述微波激发腔室内。

4.根据权利要求3所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：所述微波激发腔室与所述光催化腔室通过喇叭形连通通道相互连通，所述喇叭形连通通道的小端开口与微波激发腔室连通，所述喇叭形连通通道的大端开口与光催化腔室连通。

5.根据权利要求1所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：所述壳体的光催化腔室内可拆卸地安装有若干灯管安装架，若干灯管安装架相互平行地安装在光催化腔室内，每一所述灯管安装架是由两根横梁与两根竖梁相互拼接构成的中空矩形结构，并在每一所述灯管安装架的两根横梁的外侧分别设有滑块，每一滑块均与对应横梁的长度方向保持一致，所述壳体的光催化腔室的内侧壁上对应于每一灯管安装架上的滑块的位置设有与滑块滑移配合的滑槽；所述紫外灯组安装在灯管安装架上。

6.根据权利要求5所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：每一所述滑槽的长度方向与壳体内的气流流通方向垂直。

7.根据权利要求5所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：所述紫外灯组包括数根相互平行间隔设置的紫外灯管，每一所述紫外灯管的两端分别固定安装在灯管安装架的两根竖梁上。

8.根据权利要求7所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：每一所述紫外灯管的轴向方向与壳体内的气流流通方向垂直。

9.根据权利要求8所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：所述紫外灯管采用具有防水功能的真空紫外灯管。

10.根据权利要求1至9任一项所述的带在线自动清洗功能的光催化设备，其特征在于：所述光催化氧化装置还包括用于限制灯管安装架在壳体内滑移的锁紧组件。