[發明專利]一種臭氧催化分解系統及方法

在審

• 申請號: 202111525552.0
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN116262200A
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王勝;王樹東;倪長軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D53/88
• 分類號: B01D53/88;B01D53/66
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 曲凱歌;毛薇

本發明公開了一種臭氧催化分解系統，屬于大氣污染物催化凈化技術領域。所述系統包括如下組成單元：儲罐、泵組件、電加熱器、供熱器、臭氧分解催化劑和太陽能光伏發電模塊；儲罐用于存放換熱介質；臭氧分解催化劑固定在供熱器的表面；儲罐、泵組件、電加熱器、供熱器依次連通；泵組件將儲罐內的換熱介質泵入電加熱器；加熱后的換熱介質進入所述供熱器內，用于加熱臭氧分解催化劑，流出供熱器的換熱介質進入儲罐循環使用；所述系統所需能量由太陽能光伏發電模塊提供。本發明無需外供能量，具有工藝簡單、綠色環保等優點，可滿足開放環境下臭氧分解脫除需求，尤其適用于我國沿海地區近海陸地近地面的臭氧分解脫除。

技術領域

本發明屬于大氣污染物催化凈化技術領域，尤其是涉及一種可應用于開放環境下高濕度空氣中臭氧分解脫除的臭氧催化分解系統及方法。

背景技術

對流層臭氧的來源分為自然源和人為源。自然源是指平流層的輸入和自然界的植物排放，而人為源的臭氧是由人類活動如交通運輸、石油化工、火力發電、生物質燃燒等，向大氣排放的揮發性有機物和氮氧化物在光照下發生光化學反應所產生的。環境中高濃度的臭氧對人體有害，其根本原因在于臭氧具有強氧化性，能夠參與到生物體中不飽和脂肪酸、氨基酸及其它蛋白質的反應，長時間接觸高濃度的臭氧會刺激呼吸系統，引發呼吸道疾病，也會導致神經中毒使得記憶力衰退，同時還會破壞免疫系統，尤其是對老人和兒童的危害更大。此外，臭氧的大量存在也會對植物造成一定的損害，使植物葉子枯萎，農林植物減產，導致經濟損失，過高的臭氧濃度甚至會破壞生態系統結構的平衡，因此，對流層中的臭氧的分解消除就顯得至關重要。

我國具有綿長的海岸線，受到海陸風的影響，沿海地區近地面的臭氧濃度比較高，由于沿海地區所在城市的人口密度比較大，為保證人體安全，必須將臭氧濃度控制在較低的水平。然而近海陸地近地面是無比廣闊且空氣流向變化多端的開放環境，臭氧難以收集，并且空氣中量濕度高，目前并沒有成熟的技術能夠完全解決問題。

發明內容

針對我國沿海地區近地面開放空間內臭氧濃度難以降低的問題，本發明采用催化分解技術路線，提供了一種臭氧催化分解系統，適用于空氣濕度較大的開放環境中臭氧的分解，該系統臭氧分解效率高，耐水性好，使用壽命長，并且整個系統能量自給不需外供熱，工藝簡單，綠色環保。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種臭氧催化分解系統，所述臭氧催化分解系統包括如下組成單元：儲罐、泵組件、電加熱器、供熱器、臭氧分解催化劑和太陽能光伏發電模塊；

所述儲罐用于存放換熱介質；

所述臭氧分解催化劑固定在所述供熱器的表面；

所述儲罐、泵組件、電加熱器、供熱器依次連通；

所述儲罐內的換熱介質經由泵組件泵入所述電加熱器進行加熱；

加熱后的換熱介質進入所述供熱器內，用于加熱臭氧分解催化劑，流出供熱器的換熱介質進入儲罐循環使用；

所述臭氧催化分解系統所需能量由太陽能光伏發電模塊提供。

所述臭氧分解催化劑在所述供熱器表面的固定方式可以選用粘接的方式，也可以選用夾具固定等其他固定方式。

可選地，所述臭氧分解催化劑的構型選自顆粒狀或平板狀。

當所述臭氧分解催化劑為顆粒構型時，使用薄盒式反應器裝填催化劑，并把薄盒式反應器固定在所述供熱器的外表面，薄盒式反應器暴露在空氣的表面設置透氣孔，以便于含臭氧的空氣進入其中到達催化劑的表面；

當所述臭氧分解催化劑選用平板構型時，所述催化劑選用金屬基體壁載催化劑的形式，將所述催化劑直接固定所述供熱器的外表面上。

可選地，所述泵組件包括液體泵和設置在液體泵前后主管路上的截止閥。