[發(fā)明專利]一種臭氧分解實驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710059223.9
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN107064405A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林鋒;張紀(jì)文;陸朝陽;徐遵主;蔣海濤;孫永嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G01N31/10
• 分類號: G01N31/10;B01D53/86;B01D53/66
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種臭氧分解實驗裝置，用于環(huán)境科學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境材料學(xué)和環(huán)境工程等專業(yè)中的臭氧分解實驗。

背景技術(shù)

臭氧又名三原子氧，俗稱“福氧、超氧、活氧”，分子式是O₃。臭氧在常溫常壓下呈淡藍(lán)色的氣體，穩(wěn)定性極差，在常溫下可自行分解為氧氣，因此臭氧不能貯存，一般現(xiàn)場生產(chǎn)，立即使用。臭氧是目前已知的一種廣譜、高效、快速、安全、無二次污染的殺菌氣體，可殺滅細(xì)菌芽胞、病毒、真菌等，并可破壞肉桿菌毒素，因此被廣泛應(yīng)用于各種水質(zhì)處理、醫(yī)療衛(wèi)生、食品保鮮以及去除難降解物質(zhì)等。但由于臭氧的利用率較低，實際使用過程中往往會產(chǎn)生大量的殘留臭氧，如果這些殘留臭氧直接排放到大氣中，則勢必會造成環(huán)境污染。

氮氧化物和各種揮發(fā)性有機物在光照下會產(chǎn)生大量的臭氧，近些年大氣環(huán)境中臭氧濃度逐年增加，室內(nèi)環(huán)境中也存在大量臭氧源，如打印機、復(fù)印機、紫外燈和各類家用電器等，在工作時均可能會向周圍環(huán)境中釋放臭氧，兩者疊加會給人體健康造成更大危害。臭氧污染會危害人體的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，破壞人體皮膚中的維生素E和免疫系統(tǒng)，根據(jù)美國國家環(huán)保局和世界衛(wèi)生組織的相關(guān)研究，臭氧濃度每提升40微克/立方，會導(dǎo)致非正常死亡率提升0.6％。因此，近年來臭氧治理得到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

目前對空氣中臭氧的治理方法主要有活性炭吸附法、藥液吸收法、熱分解法、稀釋法、和催化分解法等。前幾種方法存在能耗高、產(chǎn)生二次污染物和處理量小等局限性，而催化劑分解臭氧可以較好的彌補以上方法的不足，是目前所有臭氧去除方法中最具有可行性的一種方法，因此成為廣大研究者的研究熱點。現(xiàn)有技術(shù)中，研究人員通常采用臭氧分解實驗裝置對催化劑催化分解臭氧的過程進行研究，其研究重點主要集中在不同催化劑對臭氧分解效果的影響，從而在一定程度上能夠為真實實踐中臭氧的催化分解治理提供理論依據(jù)。但采用現(xiàn)有臭氧分解實驗裝置對臭氧催化分解過程進行研究時，臭氧的分解過程與真實實踐中存在較大的偏差，并不能真實、準(zhǔn)確地反映出真實實踐中臭氧的分解過程，從而導(dǎo)致其實驗結(jié)果不能很好地用于指導(dǎo)真實實踐。

如，中國專利申請?zhí)枮?01420676291.1，申請日為2014年11月13日的申請案公開了一種用于測定催化劑催化臭氧分解的分解率的裝置，包括高純空氣鋼瓶、轉(zhuǎn)子流量計、臭氧發(fā)生器、裝有水的混合瓶、三通閥，密封的玻璃圓柱槽、催化劑和裝有KI水溶液的混合瓶；高純空氣鋼瓶依次與轉(zhuǎn)子流量計、臭氧發(fā)生器、裝有水的混合瓶連接，裝有水的混合瓶的排氣口與三通閥連接后，一路經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計后與裝有KI水溶液的吸收瓶連接；另一路經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計后再依次與裝有催化劑的密封的玻璃圓柱槽、裝有KI水溶液的吸收瓶連接。使用該申請案的裝置對催化劑催化臭氧分解的分解率進行測定時能夠有效降低臭氧的損耗，從而在一定程度上能夠提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確率，但該測定實驗與真實實踐中臭氧分解過程之間仍存在較大的差別，從而導(dǎo)致其實驗結(jié)果不能很好地用于指導(dǎo)真實實踐。

因此，如何提高臭氧分解實驗裝置實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，對于指導(dǎo)后續(xù)真實實踐中臭氧的分解治理，保證臭氧的治理效果具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服采用現(xiàn)有臭氧分解實驗裝置對臭氧分解過程進行研究分析時，臭氧分解過程與真實實踐之間存在較大偏差，從而導(dǎo)致實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性較低的不足，提供了一種臭氧分解實驗裝置。采用本發(fā)明的臭氧分解實驗裝置能夠有效提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，有助于為環(huán)境和材料領(lǐng)域技術(shù)人員研究催化劑分解臭氧的過程和原理提供科學(xué)的指導(dǎo)，從而保證真實實踐中臭氧的分解效果。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種臭氧分解實驗裝置，包括氣泵、臭氧發(fā)生裝置、催化反應(yīng)塔和臭氧檢測系統(tǒng)，所述氣泵的出氣管連接至臭氧發(fā)生裝置的進氣口，臭氧發(fā)生裝置的出氣口通過管路分別與多孔式氣體洗瓶及氣體干燥塔的進口相連，多孔式氣體洗瓶及氣體干燥塔的出口管路合并后連接至催化反應(yīng)塔的進氣口，所述的臭氧檢測系統(tǒng)用于在線監(jiān)測催化反應(yīng)塔的進氣口及排氣口的臭氧濃度。

更進一步的，所述多孔式氣體洗瓶內(nèi)裝有去離子水，氣體干燥塔內(nèi)裝有硅膠顆粒，且臭氧發(fā)生裝置的出氣口與多孔式氣體洗瓶及氣體干燥塔的進口之間的連接管路上均設(shè)有氣體閥門和氣體流量傳感器，所述的氣體閥門和氣體流量傳感器均與電控系統(tǒng)相連。

更進一步的，所述氣泵的氣體流量可調(diào)，調(diào)整范圍為0～450L/min；所述臭氧發(fā)生裝置內(nèi)設(shè)置有交流電頻率調(diào)節(jié)裝置。