CN103557562B - 一种等离子体空气净化器及其净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体空气净化器，包括进气口、安装在进气口内的过滤网和出气口，等离子体空气净化器还包括设置于进气口后方的等离子体反应器，以及并列安装在等离子体反应器后方的水处理装置、负离子发生器以及出口过滤系统，等离子反应器包括若干个反应基本单元，每个应基本单元都设有一个反应区，反应区包括若干个平行而设的板状极板以及对应数量的设置在相邻两个板状电极之间的线状极板。本发明还公开了一种使用上述空气净化器的空气净化方法。本发明利用静电沉淀去除PM2.5同时利用等离子体与催化剂协同反应除去VOC。

Description

一种等离子体空气净化器及其净化方法

技术领域

本发明涉及一种空气净化器，具体涉及一种应用于室内的综合式等离子体空气净化器及其净化方法。

背景技术

PM2.5是指颗粒直径小于2.5μm的微细颗粒物。近年来，伴随着北京等地雾霾天气的频繁发生，PM2.5走进了人们的视野。除PM2.5以外，室内(特别是刚经过装修的房子)空气中还含有大量的挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds，简称VOC)，如苯乙烯、丙二醇、甘烷、酚、甲苯、乙苯、二甲苯和甲醛等。

传统的空气净化器采用过滤法除去颗粒物，然而这种方法不能有效除去PM2.5。在净化空气的过程中，过滤网所能除去的杂质是有限的，被吸附的杂质一旦达到饱和，过滤网将无法继续净化。因此，这种类型的空气净化器在使用较长时间后，过滤网需要进行清洗，十分麻烦。除此以外，极细小的颗粒物粒径小于过滤网的孔径，能够很轻易的穿过过滤网，即过滤网对极细小的颗粒物是无效的。对VOC的净化处理一般采用光触媒催化法，在过滤层中加入光触媒催化网，在催化网的上方安装紫外光，利用紫外光激发光触媒除去VOC。受到通风装置的影响，空气流经整个空气净化器很快，在各个过滤层间停留的时间很短，导致反应进行得不彻底。

市场上已经有利用等离子体法进行空气净化的产品。这些空气净化器主要利用了等离子体除去VOC的特性，对PM2.5的处理依然采用传统的过滤法，效果不明显。

也有相关专利，采用等离子体法除去微细颗粒物，如一种湿式脉冲烟气治理器。采用脉冲电晕法去除PM2.5、SO₂和NO₂。但该产品仅用于工业上的烟气处理，对室内空气的净化很不实用，并且该产品对VOC的处理无任何帮助。

此外，很多的空气净化器利用臭氧进行空气净化。少量的臭氧能够起到杀菌消毒的作用，对VOC的处理也有一定帮助，但臭氧含量一旦偏高，会造成污染。特别是对于等离子体反应器，在等离子体发生的过程中，会产生一定量的臭氧。市场上大部分的等离子体空气净化器都没能对臭氧进行有效的处理。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明解决的问题是：提供一种利用等离子体静电沉淀的原理除去PM2.5的等离子体空气净化器。

一种等离子体空气净化器包括进气口、出气口和安装在进气口内的过滤网，所述等离子体空气净化器还包括设置于进气口后方的等离子体反应器，以及并列安装在所述等离子体反应器后方的水处理装置、负离子发生器以及出口过滤系统，所述等离子体反应器包括若干个反应基本单元，所述反应基本单元的以蛇形方式排列，每个所述反应基本单元内都设有一个反应区和一个催化层，其中所述反应区包括若干个平行而设的板状极板以及对应数量的设置在相邻两个板状电极之间的线状极板，所述板状极板连接至电源负极，所述线状极板连接至电源正极。

优选地，所述反应基本单元内采用流水极板，即在所述板状极板的上方安装有上水箱，所述板状极板的下方安装有废水收集装置。

优选地，所述上水箱和废水收集装置均与所述水处理装置相连。

优选地，所述反应区的后方设有催化层，所述催化层中含有催化剂MnO₂、TiO₂、Fe₂O₃和ZnO。

优选地，所述出口过滤系统从前至后依次包括活性炭吸附层、HEPA高效过滤网以及通风装置。

优选地，所述负离子发生器末端设有一个负离子释放口。

优选地，所述空气净化器还包括设置在进气口一侧的控制面板。

一种使用上述等离子体空气净化器的空气净化方法：

S1、打开总电源，启动风机，开启水箱；

S2、等离子体反应器开始工作：

所述线状极板接入脉冲正高压，开始放电，所述板状极板接入脉冲负高压，利用静电沉淀法对PM2.5进行净化，并利用等离子体与上述催化剂的结合除去VOC；空气经历三次的净化，通过这种方式达到最佳的净化效果；

S3、空气流经上述活性炭吸附层、HEPA高效过滤网再次净化，最终排入室内空气；

S4、等离子体反应过程中，负离子发生器向空气中释放负离子；

S5、反应完成后关闭等离子体反应器使停止工作，水箱再次放水：

流水流过板状极板和线状极板清洗留在板状极板和线状极板上的杂质，随后流入废水接收装置；

S6、清洗板状极板完成后关闭水箱，再次打开等离子体反应器，重复S2、S3、S4、S5直至净化完成；

S7、净化完成后关闭总电源。

与现有技术相比，本发明旨在提供一种具有良好的密闭和缓冲性的医用取药车，做到专车专用，该车可极大的保证药品在运输过程中完好无损，且车内药物分层放置，利于取用，同时规格统一，美观，利于医院的统一管理，将药品的意外损失降到最低。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明等离子体空气净化器的整体结构示意图；

图2为本发明中等离子反应器的俯视结构图；

图3为本发明中等离子反应器的正视结构图；

图4为本发明中等离子反应器反应基本单元的俯视结构图；

图5为本发明中等离子反应器反应基本单元的主视结构图。

具体实施方式

传统的空气净化装置采用过滤法除去颗粒物，然而这种方法不能有效除去PM2.5。而目前市场上已有的利用等离子体法进行空气净化的产品主要是利用了等离子体除去VOC的特性，对PM2.5的处理依然采用传统的过滤法，效果不明显。

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种等离子体空气净化器，该等离子体空气净化器包括进气口1、安装在进气口1内的过滤网2以及设置在本等离子体空气净化器尾端的出气口11，其中本发明等离子体空气净化器还包括设置于进气口1后方的等离子体反应器3，以及并列安装在所述等离子体反应器3后方的水处理装置8、负离子发生器9以及出口过滤系统10，该等离子反应器3利用静电沉淀去除PM2.5同时利用等离子体也催化剂协同反应去除VOC。

如图1所示，本发明等离子体空气净化器的进气口1内设有一层过滤网2，气体流经过滤网2时，大颗粒尘埃、毛发等可被优先过滤掉。

随后，气体将进入位于进气口1后方的等离子体反应器3。如图1、图2和图4所示，该等离子体反应器3内包括若干个反应基本单元31。每个上述反应基本单元31都设有一个反应区32和一个催化层14，反应区32包括若干个平行而设的板状极板12以及对应数量的设在相邻两个板状电极12之间的线状极板13，所述板状极板12连接至负极18，所述线状极板连接至正极17。

如图1至图5所示，作为本发明的进一步改进，上述反应基本单元31内采用流水极板，即在所述板状极板12的上方安装有上水箱15，所述板状极板12的下方安装有废水收集装置16。上述上水箱15和废水收集装置16均与水处理装置8相连，优选地，该水处理装置8位于上述等离子体反应器3的后方，与负离子发生器9并列而设。

每一个反应基本单元3的工作原理是：线状极板13接入正电极17开始放电，板状电极12接入负极18，线状极板13释放出的电荷通过弹性碰撞吸附到微细颗粒物上，在库仑力的作用下微细颗粒物被吸附到板电极上。当上水箱15中的水流从板状极板12上方流下经过板状极板12和线状极板13时，对该两类极板一同进行冲洗，将吸附的颗粒物冲至极板下方的废水收集装置16。等离子体将大部分的微细颗粒物除去，流水对两种极板进行冲洗，同时能够防止其被腐蚀。在等离子体反应过程中，流水经过极板时，会电解出大量的OH基等活性粒子。这些活性粒子能够促进有机物的反应，降低空气中SO₂和NO₂的含量，杀菌消毒。同时，等离子体反应器3中的湿度也会增加，电晕放电时会出现较多的荷电液滴，提高对PM2.5的除去效果。

优选地，本发明中的等离子体反应器3内设有三个反应基本单元31，且三个反应基本单元31的以蛇形方式排列。空气在等离子体反应器中会被净化三次，通过这种方式，空气在反应器中的停留时间会加长，从而使得空气与等离子体的反应进行得更加充分。净化的效果也会更好，PM2.5与VOC的除去率被提大大提高了。

如图2和图4所示，在上述反应基本单元31内还包括一个位于反应区32后方的催化层14，在催化层14中有MnO₂、TiO₂、Fe₂O₃和ZnO等催化剂。空气流过催化层14时，被等离子体所激发催化剂开始对VOC进行处理。其中，MnO₂被等离子体激发后，能够促进臭氧与甲苯的反应。

气体经过等离子体反应器3后便可流向出口过滤系统10。如图1所示，上述出口过滤系统10从前至后依次包括活性炭吸附层5、HEPA高效空气过滤器(HighEfficiencyParticulateAirFilter，简称HEPA)6以及通风装置7。气体流过等离子体反应器3后首先通过活性炭吸附层5，在这个过程中异味、少量的臭氧(未被反应掉)会被吸收掉。之后气体流经HEPA高效空气过滤器6得到进一步的净化处理。上述通风装置7优选为风机，风机将加快净化后气体的排出，保证等离子体空气净化器内气压的稳定。

作为本发明的优选实施方式，在等离子体反应器3后方设置有一个负离子发生器9，该负离子发生器9位于水处理系统8和出口过滤系统10之间。气体被排出等离子体空气净化器的同时，负离子发生器9通过设置在该负离子发生器末端的释放口91向空气中释放出负离子，提高空气中的负离子含量。一方面负离子含量增高，提高了人体的舒适度；另一方面，负离子主动出击捕捉空气中的部分污染物，达到进一步的除尘。

优选地，本发明等离子体空气净化器还包括设置在进气口1一侧的控制面板4。用户可通过该控制面板4设定空气净化的时间并了解当前所在净化步骤。

本发明还公开了一种使用上述等离子体空气净化器的空气净化方法：

S1、打开总电源，启动风机，开启水处理系统：

风机启动，实现等离子体空气净化器内的空气流通，在进气口1内的过滤网2中过滤掉大颗粒污染物；风机启动同时，水处理系统8开始运作，水处理系统8向等离子体反应器3上部的上水箱15输水，上水箱15释放水，使流水流经收板状极板12和线状极板13，并在板状极板12上形成水膜，空气湿度增加；

S2、水处理系统自动关闭等离子体反应器开始工作：

上述线状极板13接入脉冲正高压17，开始放电，上述板状极板12接入脉冲负高压18，在等离子体反应器3中产生等离子体开始对流经的空气进行净化，利用静电沉淀法除去微细颗粒物PM2.5；气体随后流过催化层14，在等离子体与所述催化层14内催化剂的协同反应下，结合除去VOC；空气经历三次的净化，通过这种方式达到最佳的净化效果；

S3、空气流经活性炭吸附层、HEPA高效过滤网再次净化，最终排入室内空气；

气体随后进入出口过滤系统10，其中的活性炭吸附层5去除残余的异味和少量臭氧，HEPA高效过滤器6去除0.1微米和0.3微米的微粒，进一步净化处理。

S4、等离子体反应过程中，负离子发生器向空气中释放负离子；

S5、反应完成后关闭等离子体反应器使停止工作，水箱再次放水：

等离子体反应器3工作一段时间后自动关闭(用户可通过控制面板4设定反应时间)，水处理系统8再次启动，重复S2过程，同时，废水流入位于等离子反应器3下方的废水收集装置16，之后排入水处理系统中；

S6、清洗板状极板完成后关闭水箱，再次打开等离子体反应器，重复S2、S3、S4、S5直至净化完成；

S7、净化完成后关闭总电源。

本发明公开了一种等离子体空气净化器，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)多种净化方式结合(物理式、等离子体、负离子)达较高的净化效果；

(2)采用流水极板的做法，一方面反应过程中增加OH基等活性自由基的浓度，提高对VOC等物质的除去率；另一方面使用流水对收尘极板进行清洗，防止收尘极板被腐蚀；

(3)等离子体反应器使用三重净化法，多次净化，提高净化率，降低PM2.5的浓度；

(4)采用等离子与催化剂结合的方法，提高对VOC的除去；等离子体与MnO2的结合，降低臭氧的产生量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种等离子体空气净化器，包括进气口、出气口和安装在进气口内的过滤网，其特征在于：所述等离子体空气净化器还包括设置于进气口后方的等离子体反应器，以及并列安装在所述等离子体反应器后方的水处理装置、负离子发生器以及出口过滤系统，所述等离子体反应器包括若干个反应基本单元，所述反应基本单元的以蛇形方式排列，每个所述反应基本单元内都设有一个反应区和一个催化层，其中所述反应区包括若干个平行而设的板状极板以及对应数量的设置在相邻两个板状电极之间的线状极板，所述板状极板连接至电源负极，所述线状极板连接至电源正极。

2.根据权利要求1所述的等离子体空气净化器，其特征在于：所述反应基本单元内采用流水极板，即在所述板状极板的上方安装有上水箱，所述板状极板的下方安装有废水收集装置。

3.根据权利要求2所述的等离子体空气净化器，其特征在于：所述上水箱和废水收集装置均与所述水处理装置相连。

4.根据权利要求1所述的等离子体空气净化器，其特征在于：所述反应区的后方设有催化层，所述催化层中含有催化剂MnO₂、TiO₂、Fe₂O₃和ZnO。

5.根据权利要求1所述的等离子体空气净化器，其特征在于：所述出口过滤系统从前至后依次包括活性炭吸附层、HEPA高效过滤网以及通风装置。

6.根据权利要求1所述的等离子体空气净化器，其特征在于：所述负离子发生器末端设有一个负离子释放口。

7.根据权利要求1所述的等离子体空气净化器，其特征在于：所述空气净化器还包括设置在进气口一侧的控制面板。

8.一种使用权利要求1～7中任意一权利要求所述的等离子体空气净化器的空气净化方法：

S1、打开总电源，启动风机，开启安装在板状极板上方的上水箱；

S2、等离子体反应器开始工作：

所述线状极板接入脉冲正高压，开始放电，所述板状极板接入脉冲负高压，利用静电沉淀法对PM2.5进行净化，并利用等离子体与催化层中的催化剂结合除去VOC；空气经历三次的净化，通过这种方式达到最佳的净化效果；

S3、空气流经出口过滤系统中的活性炭吸附层、HEPA高效过滤网以及通风装置再次净化，最终排入室内空气；

S4、等离子体反应过程中，负离子发生器向空气中释放负离子；

S5、反应完成后关闭等离子体反应器使停止工作，上水箱再次放水：

流水流过板状极板和线状极板清洗留在板状极板和线状极板上的杂质，随后流入板状极板下方的废水收集装置；

S6、清洗板状极板完成后关闭上水箱，再次打开等离子体反应器，重复S2、S3、S4、S5直至净化完成；

S7、净化完成后关闭总电源。