CN103432616A - 一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，包括机箱、风机、等离子体协同光催化剂反应部和吸附层，所述风机、等离子体协同光催化剂反应部和吸附层由下至上依次安装于机箱内部；所述机箱的下部设有进气口，上部设有出气口；所述风机设有进气管道和出气管道；所述进气管道设于进气口处，进气管道口设有过滤网；所述出气管道通过分配管与等离子体协同光催化剂反应部相连通；所述等离子体协同光催化剂反应部通过汇合管与吸附层的入口相连通，吸附层的出口设于出气口处。本发明具有杀菌时间短，杀菌效果强，高效去除有害物质，无二次污染，能耗低的优点，可很好的应用于卫生医疗、食品卫生、娱乐场所以及民用器具。

Description

一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置
技术领域
本发明涉及空气杀菌净化装置，特别涉及一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置。
背景技术
目前空气杀菌装置主要有两种消毒灭菌的方法：一，臭氧灭菌，该方法是利用臭氧的强氧化来杀灭细菌和去除异味；二，光触媒加紫外线光灯（UV）消毒灭菌方法，该方法是利用紫外线照射下的光触媒，杀灭空气中的细菌。这两种方法都有明显的缺陷，如过量的臭氧会损伤呼吸道，及紫外光对人的皮肤、眼都有损害。
介质阻挡放电等离子体进行空气杀菌不仅具有广谱杀菌效果，而且能够在动态的情况下连续消毒净化。这种空气净化装置在中国专利ZL200520053401.X、ZL200520059906.7中已有具体介绍，其等离子体稳定，辉光均匀，能耗较低。但其副产物氮氧化物浓度过高，且杀菌效率较低。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，具有杀菌时间短，杀菌效果强，高效去除有害物质的优点。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，包括机箱、风机、等离子体协同光催化剂反应部和吸附层，所述风机、等离子体协同光催化剂反应部和吸附层由下至上依次安装于机箱内部；所述机箱的下部设有进气口，上部设有出气口；所述风机设有进气管道和出气管道；所述进气管道设于进气口处，进气管道口设有过滤网；所述出气管道通过分配管与等离子体协同光催化剂反应部相连通；所述等离子体协同光催化剂反应部通过汇合管与吸附层的入口相连通，吸附层的出口设于出气口处。
所述等离子体协同光催化剂反应部包括多个等离子体光催化剂反应器。
所述等离子体光催化剂反应器包括两个平板电极、高频脉冲交流电源、框架和光催化剂；所述两个平板电极固定安装在框架内，两个平板电极分别与高频脉冲交流电源相接；所述光催化剂固定于两个平板电极之间，且与两个平板电极接触。
所述吸附层包括分子筛吸附填料和填料框架，所述分子筛吸附填料安装在填料框架内。
所述光催化剂由二氧化钛或二氧化锰负载在玻璃球上制成。
所述光催化剂由二氧化钛或二氧化锰负载在Al2O3多孔性物质上制成。
所述平板电极的面积为0.5～100mm2。
所述两个平板电极之间的间距是3～20mm。
所述高压脉冲交流电源的输入电压为220V，输入频率为50Hz，输出电压为0～50KV，输出频率为5～50KHz。
本发明的原理如下：通过风机将气体从机箱的进气口吸入，经过过滤网，过滤气体中的大颗粒物质，以保护装置各部件；然后，气体经气体分配管进入等离子体光催化剂反应器中，进行气体的杀菌净化处理；最后，气体经过汇合管进入吸附层，吸附层吸附气体在等离子体光催化形成的各种小固体颗粒和残留的各种活性粒子，并且催化分解等离子体放电产生的副产物臭氧，得到进一步净化，气体从机箱的出气口中排出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
（1）杀菌时间短，杀菌效果强；本发明通过将光催化剂引入介质阻挡放电等离子体中，在强电场和其等离子体的作用下，活化光催化剂，从而加速光催化反应，由于等离子体本身亦有快速分解有害气体，杀菌消毒作用，引入光催化体系后，等离子体和光催化结合，使整个反应速率提高，介质阻挡放电等离子体发出的可见光和紫外线，可以作为光催化的紫外光源。光催化剂的加入，不仅可以提高杀菌效率和加强去除有害污染物，并且能够选择性地与等离子体产生的中间副产物反应，减少中间产物的生成，进一步降低能耗。
（2）高效去除有害物质，无二次污染，本发明具有多重的空气净化部分，首先是经过过滤网，可以去空气除大颗粒粉尘；然后经过等离子体协同光催化剂反应部，对细菌、真菌、霉菌、病毒以及异味物质等多种有害物质进行处理；最后气体进入吸附层，吸附等离子体光催化分解的小颗粒物质及等离子体残留的活性粒子，并且催化分解等离子体放电产生的副产物臭氧。从而达到高效净化能力，并且无二次污染。
（3）能耗低，本发明采用高频脉冲交流电源，放电电流低，等离子体辉光均匀，等离子体放电发出的光，作为光催化的光源，能量的进一步利用的同时，降低了整个系统的能耗。
附图说明
图1为本发明的实施例的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置的外观示意图。
图2为本发明的实施例的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置的内部结构示意图。
图3为本发明的实施例的等离子体光催化剂反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
图1为本实施例的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置的外观示意图，如图1所示，包括机箱1、设于机箱上部的出气口2、控制面板3、观察窗4；设于机箱1下部的进气口5、万向轮6，等离子体光催化的过程可以通过观察窗4观察，装置可以通过控制面板3进行控制。
图2为本实施例的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置的内部结构示意图。如图2所示，包括机箱1、风机8、等离子体协同光催化剂反应部10和吸附层，所述风机8、等离子体协同光催化剂反应部10和吸附层由下至上依次安装于机箱1内部；所述风机8设有进气管道和出气管道；所述进气管道设于进气口5处，进气管道口设有过滤网7；所述出气管道通过分配管9与等离子体协同光催化剂反应部10相连通；所述等离子体协同光催化剂反应部10通过汇合管11与吸附层的入口相连通，吸附层的出口设于出气口2处；所述吸附层包括分子筛吸附填料13和填料框架12，所述分子筛吸附填料13安装在填料框架12内。
如图2所示，所述等离子体协同光催化剂反应部10包括多个等离子体光催化剂反应器，所述多个等离子体光催化剂反应器放于有机玻璃盒中。如图3所示，等离子体光催化剂反应器包括两个平板电极17、高频脉冲交流电源14、框架15和光催化剂16；所述两个平板电极17固定安装在框架15内，两个平板电极17分别与高频脉冲交流电源14相接，平板电极17上设有导电层18，导电层18紧贴在平板电极17上；所述光催化剂16固定于两个平板电极17之间，且与两个平板电极17接触。
本实施例的每个平板电极的面积可在0.5～100mm2范围内选择，视高频脉冲交流电源的功率和气体处理量而定。平板电极两个平板电极之间的间距可在3～20mm范围内选择；平板电极的材料可以为石英、陶瓷、环氧树脂或ABS工程塑料等具有良好绝缘性、化学稳定性，且具有一定耐温性的材料，其厚度一般在0.5～4mm，具体厚度的采用视何种绝缘材料而定；导电层可以是不锈钢、铜、铝等导电性能强的材料。
本实施例的等离子体光催化剂反应器的数量和平板电极面积可以相互配合调整，增大单片电极面积时，反应器组件数量可以相应减少；减少单片电极面积时，电极组件数量可以相应增加。
本实施例的光催化剂所述的光催化剂可以是以TiO2或MnO2微粉为原料，以玻璃球（f1-5mm）和多孔γ-Al2O3(f1-5mm)为载体制备的光催化剂，光催化剂的大小可根据平板电极的间距调整。
本实施例的高压脉冲交流电源的输入电压为220V，输入频率为50Hz，输出电压为0～50KV，输出频率为5～50KHz。
本实施例的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置的工作过程如下：首先，风机8将气体从机箱1的进气口5吸入，经过过滤网7，过滤气体中的大颗粒物质，以保护装置各部件；然后，气体经气体分配管9进入等离子体协同光催化剂反应部10中，进行气体的杀菌净化处理；最后，气体经过汇合管11进入吸附层，吸附层吸附气体在等离子体光催化形成的各种小固体颗粒和残留的各种活性粒子，并且催化分解等离子体放电产生的副产物臭氧，得到进一步净化，气体从机箱1的出气口2中排出。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，包括机箱、风机、等离子体协同光催化剂反应部和吸附层，所述风机、等离子体协同光催化剂反应部和吸附层由下至上依次安装于机箱内部；所述机箱的下部设有进气口，上部设有出气口；所述风机设有进气管道和出气管道；所述进气管道设于进气口处，进气管道口设有过滤网；所述出气管道通过分配管与等离子体协同光催化剂反应部相连通；所述等离子体协同光催化剂反应部通过汇合管与吸附层的入口相连通，吸附层的出口设于出气口处。
2.根据权利要求1所述的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，所述等离子体协同光催化剂反应部包括多个等离子体光催化剂反应器。
3.根据权利要求2所述的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，所述等离子体光催化剂反应器包括两个平板电极、高频脉冲交流电源、框架和光催化剂；所述两个平板电极固定安装在框架内，两个平板电极分别与高频脉冲交流电源相接；所述光催化剂固定于两个平板电极之间，且与两个平板电极接触。
4.根据权利要求1所述的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，所述吸附层包括分子筛吸附填料和填料框架，所述分子筛吸附填料安装在填料框架内。
5.根据权利要求3所述的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，所述光催化剂由二氧化钛或二氧化锰负载在玻璃球上制成。
6.根据权利要求3所述的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，所述光催化剂由二氧化钛或二氧化锰负载在Al2O3多孔性物质上制成。
7.根据权利要求3所述的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，所述平板电极的面积为0.5～100mm2。
8.根据权利要求3所述的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，所述两个平板电极之间的间距是3～20mm。
9.根据权利要求3所述的等离子体协同光催化空气杀菌净化装置，其特征在于，所述高压脉冲交流电源的输入电压为220V，输入频率为50Hz，输出电压为0～50KV，输出频率为5～50KHz。
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