[發明專利]制膜與氣體凈化一體化裝置、制膜與氣體凈化方法

有效

• 申請號: 201810091375.1
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108310966B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 劉貢鋼;胡進波;劉元;張翔;李賢軍
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/72;B01D53/74;B01D53/00;B01J21/18
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 黃麗

本發明公開了一種制膜與氣體凈化一體化裝置、制膜與氣體凈化方法。該裝置包括依次連通的空氣壓縮機、混合緩沖瓶和制膜容器，制膜容器上設有透光頂板，制膜容器內設有用于支撐膜的支撐層。制膜與氣體凈化方法采用制膜與氣體凈化一體化裝置實施，包括制備石墨烯基薄膜和氣體凈化過程。本發明設計合理，結構簡單，操作簡便，實現了制膜與氣體凈化一體化處理，充分發揮了石墨烯基光催化薄膜的吸附?光催化?膜分離協同作用，可高效脫除VOCs。

技術領域

本發明屬于大氣污染物控制領域，涉及一種制膜與氣體凈化一體化裝置、制膜與氣體凈化方法。

背景技術

揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)不僅存在生物毒性及“三致”作用，而且是引發光化學煙霧等大氣污染的重要因素，因此對大氣中VOCs污染的有效控制和空氣高效凈化等相關工作的研究一直以來都受到國內外的高度重視。

半導體光催化降解技術由于所需設備簡單、反應條件溫和、能量消耗低以及二次污染少等特點，成為近年來處理低濃度揮發性有機化合物(VOCs)快速發展的一項新技術。催化劑活性與穩定性的提高，對于提高光催化處理效率、擴展其應用范圍具有重大意義。然而光催化劑直接應用于降解VOCs，由于低濃度下VOCs難以有效吸附于催化位點，使得污染物與催化劑接觸時間短，導致降解速度不夠理想、礦化效率不高等問題，而且所生成的小分子中間產物易脫附，還可能會由于礦化不完全而產生毒性更強的中間產物，此外，還存在納米催化劑難以固定、易失活等缺點。這些問題都嚴重制約了光催化技術在處理VOCs中的規模化應用。因此，尋求新的裝置或技術從而使光催化技術更好地用于處理VOCs(特別是低濃度VOCs)成為本領域發展的重要研究方向。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種簡單快捷、可同時實現制備光催化膜和凈化含VOCs氣體的制膜與氣體凈化一體化裝置、制膜與氣體凈化方法，通過光催化薄膜的吸附-光催化-膜分離協同作用高效脫除VOCs，可以廣泛應用于空氣凈化等環保領域。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案。

一種制膜與氣體凈化一體化裝置，包括依次連通的空氣壓縮機、混合緩沖瓶和制膜容器，所述制膜容器上設有透光頂板，所述制膜容器內設有用于支撐膜的支撐層。

上述的制膜與氣體凈化一體化裝置中，優選的，所述混合緩沖瓶設有第一進口和第一出口，所述制膜容器設有進氣口、進料回氣口和出氣口，所述混合緩沖瓶的第一進口與空氣壓縮機通過第一管道連通，所述混合緩沖瓶的第一出口與制膜容器的進氣口通過第二管道連通，所述制膜容器的進料回氣口與進料管連通，所述制膜容器的出氣口與出氣管連通，所述第一管道、第二管道、進料管和出氣管上均設置有控制閥。

上述的制膜與氣體凈化一體化裝置中，優選的，所述混合緩沖瓶還設有第二進口和第三進口，所述混合緩沖瓶的第二進口與制膜容器的進料回氣口通過第三管道連通，用于在氣體凈化過程中吹掃薄膜表面截留的顆粒物，所述混合緩沖瓶的第三進口與制膜容器的出氣口通過第四管道連通，用于將排放濃度不達標的氣體回送至氣體凈化流程中繼續凈化，所述第三管道和第四管道上均設置有控制閥。

上述的制膜與氣體凈化一體化裝置中，優選的，所述混合緩沖瓶為帶塞玻璃廣口瓶或鋼瓶，所述制膜容器為圓柱狀的不透鋼容器，所述透光頂板為石英玻璃頂板，所述支撐層包括第一支撐層和設于第一支撐層下的第二支撐層，所述第一支撐層為醋酸纖維素濾膜層，所述第二支撐層為不銹鋼絲支撐膜層。

上述的制膜與氣體凈化一體化裝置中，優選的，所述第二管道上設有空氣流量計。

作為一個總的技術構思，本發明還提供一種制膜與氣體凈化方法，包括以下步驟：