本專利涉及廢氣處理技術領域，具體說是一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置。
背景技術：
大氣污染是我國目前最突出的環境問題之一。其中工業廢氣是大氣污染物的重要來源。工業廢氣中最難處理的就是有機廢氣，主要包括各種烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等。它們主要來源于石油和化工行業生產過程中排放的廢氣，特點是數量較大，有機物含量波動性大、可燃、有一定毒性，有的還有惡臭。國內橡膠廠、再生膠廠等橡膠相關行業在生產過程中也會產生大量的有機廢氣。這些有機廢氣除了造成直接的大氣污染外，還會在大氣中參與復雜的反應生成二次污染物，成為pm2.5的主要來源之一。所以有機廢氣的處理與凈化問題亟待解決。
目前對于有機廢氣凈化處理手段主要包括：直接高溫燃燒法、催化氧化法、臭氧除臭法、活性炭吸附法、酸堿藥液噴淋法、生物除臭法等。這些方法在不同程度上存在設備投資高、運行成本高、處理氣量小、工作不穩定、占用空間大、脫臭凈化效率不高、存在二次污染等問題。目前新型的紫外線廢氣處理系統得到了越來越多的應用，通過紫外線處理后的大分子有機廢氣的分子鏈被打斷變成小分子污染物，再經過后續設備的處理可以將廢氣的排放降低到一個很低的水平。但是這些紫外線設備還普遍存在一個問題就是智能化控制水平很低，不能根據污染物濃度實時控制紫外線設備的處理功率，從而造成能源的浪費或者污染物處理不達標的問題。另外經過紫外線設備處理后的廢氣在排放時因為傳統濕法后處理設備(一般采用洗滌塔)的局限性還會造成污染物隨氣體中水霧流動排放造成的二次污染問題，尤其是與pm2.5的形成有很大關系。
中國專利文獻中，cn103505990a涉及一種uv-voc廢氣處理裝置，包括箱體，在所述箱體內設有光解氧化裂變室，所述光解氧化裂變室通過管路與廢氣進氣口相連接；在所述光解氧化裂變室內設有激發高壓裝置，用以裂變分解有機廢氣；在所述箱體上還設有控制系統，所述控制系統包括主控制器、負壓傳感器、光電傳感器，實現對所述設備的整體運行及安全控制。本發明通過光解氧化裂變室有效的實現了廢氣的凈化處理，將有機廢氣充分氧化裂變排出，無污染；通過預處理段實現廢氣的過濾和分離，為后續光解氧化裂變處理系統對廢氣的處理創造條件；水循環系統的應用加倍延長光解氧化裂變裝置處理系統的使用壽命。cn104667674b涉及空氣凈化處理技術領域，尤其是涉及涂裝廢氣處理工藝及其裝置，包括漆霧處理，通過水噴淋處理廢氣中的粉塵顆粒；光催化處理，使廢氣中有機或無機高分子惡臭化合物分子鏈降解轉變成低分子化合物，由此改性為親水性氣體；以及氣液混合處理，去除廢氣中的異味，廢氣處理更徹底。其裝置具有一漆霧處理塔、一光催化處理器和一氣液混合處理機，三者同軸一字依次銜接，形成密封通道，依照上述工藝處理涂裝廢氣，結構簡單，易制作，凈化效果良好，適用工業廢氣處理。cn105964120a公開了一種廢氣處理系統，包括堿噴淋塔、植物液噴淋塔、光催化氧化裝置、風機和煙囪，所述堿噴淋塔、植物液噴淋塔、光催化氧化裝置、風機和煙囪依次相連。本發明與傳統技術相比，設計科學，處理廢氣效果哦明顯，將酸堿處理、生化處理和光催化氧化處理結合在一個系統中，能夠充分處理混合型廢氣，使之達標后排放。發明名稱為“組合式塑料造粒廢氣凈化系統”、公開號為cn205550040u的實用新型專利公開了一種技術方案，包括噴淋洗滌塔和旋風水氣分離裝置、廢氣處理設備，廢氣處理設備包括活性炭吸附倉、uv光氧催化倉和低溫等離子設備。上述技術能夠有效去除廢氣中的煙霧和有機廢物。但上述技術方案智能化控制水平很低，不能根據污染物濃度實時控制紫外線設備的處理功率，造成能源的浪費或者污染物處理不達標的問題。另外經過紫外線設備處理后的廢氣在排放時因為傳統濕法后處理設備(一般采用洗滌塔)的局限性還會造成污染物隨氣體中水霧流動排放造成的二次污染問題。
技術實現要素：
本發明提供一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置。為了克服現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置，可用于化工廠中廢橡膠廢塑料等裂解廢氣、橡膠制品加工和再生膠加工過程中的尾氣、以及餐飲業的尾氣處理。
本發明所采用的技術方案如下：
一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置，其主要部分包括空化液體廢氣洗滌裝置、油氣凈化電場設備、廢氣濃度檢測傳感器、光氧裂解柜、防塵濾濕網、高能紫外線燈組模塊、臭氧供給模塊、tio2催化網、單片機控制系統、負壓式引風機、干法煙氣綜合處理罐、臭氧過濾網；所述空化液體廢氣洗滌裝置與所述油氣凈化電場設備通過風管連接，所述油氣凈化電場設備與所述光氧裂解柜通過風管連接，所述廢氣濃度檢測傳感器安裝在所述光氧裂解柜入口處，所述防塵濾濕網安裝在所述光氧裂解柜入口處的插槽內，所述高能紫外線燈組模塊按一定數量和間距安裝于所述光氧裂解柜內，所述臭氧供給模塊按一定數量和間距安裝于所述光氧裂解柜內并且處于所述高能紫外線燈組模塊的后端，所述tio2催化網均勻安裝于所述各高能紫外線燈組模塊之間以及各臭氧供給模塊之間，所述單片機控制系統安裝于所述光氧裂解柜智能控制柜中，所述引風機安裝于所述光氧裂解柜出風口處并且所述引風機的出風口接入所述干法煙氣綜合處理罐，所述臭氧過濾網安裝于所述干法煙氣綜合處理罐的排氣口中；所述臭氧過濾網之后安裝有后置廢氣濃度檢測傳感器，在最后排氣口之前的位置安裝有三通電磁開關閥，三通電磁開關閥連接的氣管與空化液體廢氣洗滌裝置的進氣口管道側邊相連，如處理后的氣體濃度達不到系統設定的最低廢氣濃度排放標準，所述單片機控制系統記錄下此氣體組分，下一次進行同樣成分的尾氣處理時智能控制柜里的單片機控制系統控制高能紫外線燈組模塊和臭氧供給模塊，每組開啟的燈管的形狀根據相應的濃度等級的上一級排布。
和現有技術相比，本發明一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置所能取得的有益效果是：
1.自主設計的空化液體廢氣洗滌裝置的液體空化作用能將工廠排放的廢氣中大分子污染物在微觀局部高溫高壓下分解，同時流經所述空化液體廢氣洗滌裝置的廢氣會冷卻，以利于后面對廢氣的處理。同時結合油氣凈化電場設備對橡膠廠廢氣中的油液粉塵進行初步處理，有利于提高后面高效光氧裂解柜的處理效率。
2.采用空化液體廢氣洗滌裝置、油氣凈化電場設備，有初步除塵作用，有利于延長高能紫外線燈組模塊、臭氧供給模塊的使用壽命，提高有機廢氣處理效果；通過實驗研究發現可將燈組模塊的使用壽命延長33％，有機廢氣處理效果提升28％。
3.采用防塵濾濕網，具有進一步除塵濾濕作用，保護高能紫外線燈組模塊、臭氧供給模塊，避免過大的濕氣引起高能離子燈模塊的意外放電，保證高效光氧裂解柜內適宜的工作環境；
4.采用自主優化設計的控制程序通過本智能高效光氧裂解柜入口處檢測污染物濃度的傳感器的反饋信號，控制高能紫外線燈組模塊、臭氧供給模塊的有規律的組合開關，能夠根據需要控制開啟燈組模塊的數量，在有機廢氣處理達標的前提下達到節能的目的；
5.高能紫外線燈組模塊、臭氧供給模塊采用模塊化設計，采用一個模塊5只燈管并排的方案，維修更換時只需取出相應模塊即可，不影響其他模塊的工作；
6.整套系統的氣體流動動力由負壓式引風機提供，由于負壓的存在，智能高效光氧裂解柜乃至整套系統的未經處理的有機廢氣不會外泄；
7.采用干法煙氣綜合處理罐做最后處理步驟，可以避免傳統濕法工藝造成的二次污染問題，實現超凈排放。
8.在整套裝置最后采用臭氧過濾網，能將整套系統中生成的未消耗的臭氧還原為氧氣，保證了臭氧的零排放。
基于上述方案，本發明還做出了如下改進：
所述空化液體廢氣洗滌裝置基于水力空化原理，相較于超聲波空化技術，水力空化使空化作用的發生效率提高，對廢氣處理的能量利用率高且節能效果好。
所述燈組模塊包括數組均勻分布的高能紫外線燈組模塊和臭氧供給模塊，所述臭氧供給模塊位于高能紫外線燈組模塊之后。本改進方案中，先利用高能紫外線燈組模塊對有機廢氣大分子實施斷鏈作用，臭氧供給模塊對斷鏈后的小分子廢氣的進一步氧化作用。燈組模塊按一定數量和間距進行排布，進而實現對廢氣的高效處理。
所述單片機控制系統根據廢氣濃度開啟或關閉高能紫外線燈組模塊和臭氧供給模塊中相應的燈管，所述高能紫外線燈組模塊和臭氧供給模塊燈管開啟的燈管布局遵循空間分布均勻性原則。本改進方案中通過光氧裂解柜入口處檢測廢氣濃度的傳感器的反饋信號，利用單片機自主優化設計的控制程序控制高能紫外線燈組模塊、臭氧供給模塊有規律的組合開、關。燈管的開啟遵循空間分布均勻性的原則是為了保證反應的均勻性。
所述光氧裂解柜入口處設有防塵濾濕網。本改進方案中采用防塵濾濕網，對廢氣進一步除塵濾濕，保護光氧裂解柜，避免過大的濕氣引起燈組模塊的意外放電，保證光氧裂解柜適宜的工作環境。
所述燈組模塊的之間均勻分布有tio2催化網。本改進方案中在tio2催化網的催化作用下對有機廢氣的大分子進行更為高效的破壞并氧化，提高效率。
所述高能紫外線燈組模塊、臭氧供給模塊均設有并列的數只燈管。本改進方案中采用模塊化設計，每個模塊由數只燈管并排構成，維修更換時只需取出相應模塊即可不影響其他模塊的工作。
所述引風機為負壓式引風機。本改進方案中整套裝置的氣體流動動力由負壓式引風機提供，由于負壓的存在，保證光氧裂解柜乃至整套裝置中未經處理的有機廢氣不會外泄，造成環境的污染。
附圖說明
圖1：本發明一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置立體結構圖
圖2：本發明一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置的光氧裂解柜內部立體結構圖
圖3：本發明一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置的高能紫外線燈組模塊立體結構圖
圖4：本發明一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置的高能紫外線燈組模塊和臭氧供給模塊燈組結構圖
圖中：1-空化液體廢氣洗滌裝置，2-油氣凈化電場設備，3-廢氣濃度檢測傳感器，4-光氧裂解柜，5-防塵濾濕網，6-高能紫外線燈組模塊，7-臭氧供給模塊，8-tio2催化網，9-智能控制柜，10-負壓式引風機，11-干法煙氣綜合處理罐，12-臭氧過濾網，13-后置廢氣濃度檢測傳感器，14-三通電磁開關閥。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施作進一步描述。
如圖1、2、3、4所示，一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置，包括空化液體廢氣洗滌裝置1、油氣凈化電場設備2、廢氣濃度檢測傳感器3、光氧裂解柜4、防塵濾濕網5、高能紫外線燈組模塊6、臭氧供給模塊7、tio2催化網8、單片機控制系統、負壓式引風機10、干法煙氣綜合處理罐11、臭氧過濾網12；空化液體廢氣洗滌裝置1的進氣口和排氣口與工廠排氣口和油氣凈化電場設備2分別連接，油氣凈化電場設備2排氣口與光氧裂解柜4通過風管連接，廢氣濃度檢測傳感器3安裝在光氧裂解柜4入口處，防塵濾濕網5安裝在光氧裂解柜4入口處的插槽內，高能紫外線燈組模塊6按一定數量和間距安裝于光氧裂解柜4內，臭氧供給模塊7按一定數量和間距安裝于光氧裂解柜4內并且處于高能紫外線燈組模塊6的后端，tio2催化網8均勻安裝于各高能紫外線燈組模塊6之間以及各臭氧供給模塊7之間，單片機控制系統安裝于光氧裂解柜4智能控制柜9中，負壓式引風機10安裝于光氧裂解柜4出風口處并且負壓式引風機10的出風口接入干法煙氣綜合處理罐11，在干法煙氣綜合處理罐12的排氣口處安裝有臭氧過濾網12，所述臭氧過濾網12之后安裝有后置廢氣濃度檢測傳感器13，在最后排氣口之前的位置安裝有三通電磁開關閥14，三通電磁開關閥14連接的氣管與空化液體廢氣洗滌裝置1的進氣口管道側邊相連，如處理后的氣體濃度達不到系統設定的最低廢氣濃度排放標準，所述智能控制柜9中的單片機控制系統同時記錄下此氣體組分，下一次進行同樣成分的尾氣處理時智能控制柜9里的單片機控制系統控制高能紫外線燈組模塊6和臭氧供給模塊7，每組開啟的燈管的形狀根據相應的濃度等級的上一級排布，以此類推，直到最高濃度等級為止。
如圖2所示，光氧裂解柜4內還設有用于安裝單片機系統的智能控制柜9；光氧裂解柜4包括按照間距和數量均勻分布的高能紫外線燈組模塊6和臭氧供給模塊7，所述臭氧供給模塊7位于高能紫外線燈組模塊6之后；高能紫外線燈組模塊6、臭氧供給模塊7的燈組模塊之間設有tio2催化網。本實施例中高能紫外線燈組模塊采用254nm波長+185nm波長雙波段高效紫外線燈來處理廢氣，一是應用紫外線燈uvd185nm波段紫外線條件下o2自身反應生成氧離子和臭氧o3來氧化還原反應廢氣，二是利用254nm波段紫外線的高能來裂解有機廢氣，三是利用254nm紫外線照射涂有tio2的催化網產生-oh來氧化有機廢氣。濕度影響tio2催化網的催化效率，tio2表面親水,對水強烈吸附,當水含量增大時,水分子與甲苯分子在tio2表面吸附競爭,阻礙甲苯分子在催化劑表面活性位的吸附,使得表面反應速率下降，因此，本實施例中通過除濕過濾網的設置，對廢氣進行濾濕處理。
圖2中，高能紫外線燈組模塊6和臭氧供給模塊7均設計了5組；高能紫外線燈組模塊6安裝了4組、臭氧供給模塊7安裝了3組，圖3所示，每個燈組模塊內設有并列的4只燈管。
高能紫外線燈組模塊包括4組、臭氧供給模塊包括3組，每組燈組包含4個燈管，控制燈管開啟方法為：
當廢氣濃度為0-150mg/m3；高能紫外線燈組模塊中，每組僅開啟1個燈管，且所有組開啟的燈管開啟的燈管位置均不相同，整體成“w”或“m”型排布；臭氧供給模塊中，僅開啟第一組和第三組中間1個燈管，開啟的燈管位置交錯排布；
當廢氣濃度為150-200mg/m3,高能紫外線燈組模塊中，每組開啟2個燈管，整體成“>”和“<”交錯排布；臭氧供給模塊中，開啟第一組和第二組中的2個燈管，開啟的燈管位置“>”或“<”型；
當廢氣濃度為200-250mg/m3,高能紫外線燈組模塊中，第一組和第三組燈管全部開啟，第二組和第四組均開啟2個燈管且燈管交錯排布；臭氧供給模塊中，每組均開啟2個燈管，整體成“>”和“<”交錯排布；
當廢氣濃度為250mg/m3以上，高能紫外線燈組模塊所有燈管均開啟；臭氧供給模塊中，第一組燈管全部開啟，第二組和第三組燈管均開啟2個燈管，第二、三組燈管排布呈“>”或“<”型。
如圖1、2、3、4所示，本發明一種采用空化液體技術的智能尾氣光氧裂解裝置的工作方式是：首先通過自主設計的空化液體廢氣洗滌裝置的液體空化作用能將工廠排放的廢氣中大分子污染物在微觀局部高溫高壓下分解，同時流經所述空化液體廢氣洗滌裝置的廢氣會冷卻，以利于后面對廢氣的處理，經過初步處理的廢氣會通入油氣凈化電場設備2中，油氣凈化電場設備2在高電壓下產生的高能電子、離子、激發態粒子和具有強氧化性的自由基與廢氣中的污染物發生相互作用，使較大的污染物分子、油液等在極短的時間發生分解，同時產生的大量氫氧基(-oh)與活性氧(-o)等活性自由基和氧化性極強的o3，與有害氣體分子發生化學反應，首先將分子較大的污染物降解為小分子物質等待后續裝置進一步處理，隨后廢氣進入高效光氧裂解柜箱體4，有機廢氣依次經過防塵濾濕網5的進一步除塵濾濕作用，高能紫外線燈組模塊6對有機廢氣大分子的斷鏈作用，臭氧供給模塊7對斷鏈后的小分子廢氣的進一步氧化作用以及在這個過程中tio2催化網8參與的催化作用，有機廢氣基本被分解為co2、h2o、硫的氧化物、氮的氧化物等，在處理過程中安裝在高效光氧裂解柜箱體4入口處的廢氣濃度檢測傳感器3會實時檢測污染物濃度并將信號反饋給單片機控制系統，單片機控制系統根據輸入信號判斷相應濃度范圍并啟用自主優化設計的控制程序來控制高能紫外線燈組模塊6、臭氧供給模塊7有規律的組合開關實現對有機廢氣的節能高效處理，經處理后的氣體在負壓式引風機10的作用下進入干法煙氣綜合處理罐11實現硫、氮氧化物的固定，在干法煙氣綜合處理罐11的排氣口安裝有臭氧過濾網12能將整套系統中生成的未消耗的臭氧還原為氧氣，保證了臭氧的零排放，在處理后的氣體排放之前需要經過后置廢氣濃度檢測傳感器13的檢測，后置廢氣濃度檢測傳感器13的檢測數據會實時反饋給智能控制柜9，如處理后的氣體濃度達不到系統設定的最低廢氣濃度排放標準，則智能控制柜9會控制三通電磁開關閥14將氣體排入大氣一側的管道開關封閉，從而使未處理達標的氣體通過管道再次輸送給到前段處理設備再次處理，直到后置廢氣濃度檢測傳感器13的檢測數值滿足系統設定的濃度標準值，智能控制柜9才會控制三通電磁開關閥14打開氣體排入大氣的管道開關，同時智能控制柜9里的單片機控制系統控制高能紫外線燈組模塊6和臭氧供給模塊7每組開啟的燈管，其燈管排布形狀根據相應的濃度等級的上一級排布，最后實現有機廢氣處理后的超凈排放。
以上實施方案僅用于說明而非限制本發明的技術方案。不脫離本發明精神的任何修改或局部替換，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。