CN103585865A

CN103585865A - 光氧净化废气处理装置

Info

Publication number: CN103585865A
Application number: CN201310489503.5A
Authority: CN
Inventors: 朱吕松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-02-19

Abstract

本发明公开了一种光氧净化废气处理装置，包括依次相连的集气管、进风管道、光氧净化装置和出风管道；光氧净化装置包括用于过滤颗粒物质的过滤装置、微波发生器、活性氧紫外线灯、杀菌紫外线灯和具有光触媒覆层的多个基质。本发明在使用时，低能耗低噪音，且能有效杀死微生物以及去除飞尘等污染物。

Description

光氧净化废气处理装置

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种光氧净化废气处理装置。

背景技术

废气中的微生物是呼吸道感染和外伤感染的重要元凶，废气中的飞尘、飞尘核及灰尘是呼吸道感染的重要途径，因此对废气进行净化处理时，尤其要注意去除这两种物质。

发明内容

本发明的目的是提供一种低能耗低噪音，且能有效杀死微生物以及去除飞尘等污染物的光氧净化废气处理装置。

实现本发明目的的技术方案是：一种光氧净化废气处理装置，包括依次相连的集气管、进风管道、光氧净化装置和出风管道；光氧净化装置包括用于过滤颗粒物质的过滤装置、微波发生器、活性氧紫外线灯、杀菌紫外线灯和具有光触媒覆层的多个基质。

上述方案中，活性氧紫外线灯是发射185纳米波长紫外光的紫外线灯。

上述方案中，杀菌紫外线灯是发射254纳米波长紫外光的紫外线灯。

上述方案中，光氧净化装置的出风口处设有吸风机。

上述方案中，光氧净化装置内设有用于监测废气的温度监控器、湿度监控器、和用于调整微波发生器强度或波长的微波致动器。

上述方案中，光氧净化装置中设有转轴，基质是环形板，各基质固定设置在转轴外周壁上。

上述方案中，微波发生器、活性氧紫外线灯和杀菌紫外线灯设置在相邻两个基质之间。

本发明中的过滤装置能够阻塞灰尘或任何大颗粒污染物的流动，并将其吸附在过滤装置内，通过更换滤芯可以将这些污染物彻底清除。

本发明中的微波发生器在其热效应和生物效应共同作用下杀死微生物。微波对细菌的热效应是使蛋白质变化，使细菌失去营养，繁殖和生存的条件而死亡。微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，细胞结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。此外，微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸[RNA]和脱氧核糖核酸[DNA]，是由若干氢键松弛，断裂和重组，从而诱发遗传基因突变，或染色体畸变甚至断裂。

本发明中的活性氧紫外线灯优选采用发射185纳米波长紫外光的紫外线灯，利用185nm特定波长的高能UV紫外线光束迅速分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生足量臭氧。运用高能C波紫外光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。其变化过程如下：UV+O₂→O-+O*(活性氧)O+O₂→O₃(臭氧)。

众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对恶臭气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。臭氧作为千千万万既普遍而有特殊的一种化学物质，由于其自身的一些特性，如极强的氧化性、极优的消毒杀菌和防腐保鲜作用，无残留、以空气为原料用物理方法可以生产等，使其在全世界已形成了一种独立的产业一臭氧技术产业。“臭氧”一词因“保护大气臭氧层”宣传而广为人知。由于臭氧冰箱除臭器、臭氧消毒碗柜等家电产品上市，人们对臭氧应用也逐渐熟悉。

常温下，臭氧不稳定，能自行分解O₂和单原子O，两个单氧原子O可结合为O₂，单氧原子极活泼，具有极强氧化性和分解功能，能迅速消毒、杀菌和氧化有机物，无机物等。其氧化能力比氯高一倍，反应快，杀菌速度比氯快600-3000倍，几秒内就可致死细菌和病毒。

臭氧具有极强的分解能力，可快速强力杀灭水中、空气中及附首面上的各种细菌，致病微生物，病毒真菌及原虫等。臭氧处理具有反应速度快、效力高、无残留物、不产生二次污染等优点。

臭氧杀菌主要是依靠其分解后产生单氧原子或溶于水后产生的单原子氧(O)羟基(OH)的强氧化能力，臭氧先与细胞壁和细胞膜的脂类双键起反应，穿过细胞壁和细胞膜进入核内。作用于外壳脂蛋白和内面脂多糖果肉而改变细胞内膜的渗透性，使细胞内膜漏出，最后导致细胞溶解，死亡。

臭氧是一种强氧化剂，在消毒学上属于过氧化学类消毒剂，具有广谱、高效杀菌作用。臭氧对空气微生物有强大的杀灭作用，低于容许浓度(0.2mg/m3)的臭氧，即对一般细菌繁殖体具有良好的杀菌作用。有报道用臭氧消毒病房空气，取得满意效果。采用30mg/m3浓度的臭氧，作用15分钟，对自然菌的杀灭率达到92％以上，对气溶胶中的金黄色葡萄球菌，用0.12mg/m3的臭氧，作用30分钟，杀灭率可达99.9％以上，对气溶胶中的枯草杆菌黑色变种芽胞用5.67mg/m3的臭氧，作用60分钟，杀灭率可达到99％以上。

本发明中的杀菌紫外线灯优选发射254纳米波长紫外光的紫外线灯，利用254mm特定波长的高能UV光束的高效杀菌能力，裂解恶臭气体中的细菌的分子键，甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，VOC类，苯，甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，迅速降解转变低分子化合物，如CO₂、H₂O等。彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。

本发明具有光触媒覆层的多个基质，利用光触媒作为光化学反应的催化剂，使有毒有害气体在极短的时间内被氧化分解，光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料(二氧化钛比较常用)，它涂布于基材表面，在光线的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中的有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出毒素分解及无害化处理；同事还具备除臭、抗污等功能。

光触媒[Photocatalyst]是光[photo＝light]+触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。光触媒是一种一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，是当前国际上治理室内环境污染的最理想材料。

光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把邮寄污染物分解成物污染物的水(H₂O)和二氧化碳(CO₂)，因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。

光触媒的特性为利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳跟水，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，理论上有效期非常长久，维护费用低。同时，二氧化钛本身无毒无害，已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。

光触媒在特定波长(388nm)的光照射下，会产生类似植物中叶绿素光合作用的一系列能量转化过程，把光能转化为化学能而赋予光触媒表面很强的氧化能力，可氧化分解各种有机化合物和矿化部分无机物，并具有抗菌的作用。在光照射下，光触媒能吸收相当于带隙能量以下的光能，使其表面发生激励而产生电子(e-)和空穴(h+)。这些电子和空穴具有很强的还原和氧化能力。能与水或容存得氧反应，产生氢氧根自由基(.OH)和超级阴氧离子(O)。如表1所示，这些空穴和氢氧根自由基的氧化能大于120kcal/mol，具有很强的氧化能力，几乎能将所有构成有机物分子的化学键切断分解。因此可以将各种有害化学物质、恶臭物质分解或无害化处理，达到净化空气、抗污除臭的作用。

光触媒作为一种新兴的空气净化产品，主要有以下功能：A：空气净化功能：对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响从类身体健康的有害有机物起到净化作用。B.杀菌功能：对大肠杆菌、黄色葡萄球菌等具有杀菌功效。在杀菌的同时还能分解由细菌死体上释放出的有害复合物。C.除臭功能：对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等具有除臭功效。D.防污功能：防止油污、灰尘等产生。对浴室中的霉菌、水锈、便器的黄碱及铁锈和涂染面褪色等现象同样具有防止其产生的功效。E.净化功能：具有水污染的净化及水中有机有害物质的净化功能，且表面具有超亲水性，有防雾、易洗、易干的效能。本发明中所用光触媒的主要优点：(1)光触媒可以有效地降解甲醛、苯、二甲苯、氨、VOC等污染物，并具有高效广泛的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。(2)持续性在反应过程中，光触媒本身不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断的净化污染物，具有时间持久、持续作用的优点。(3)无毒、无害，对身体安全可靠；最终的反应产物为二氧化碳、水和其他无害物质，不会产生二次污染。(4)光触媒利用取之不尽的太阳能等光能就能将扩散了得环境污染物在低浓度状态下清除净化。

本发明在使用时，低能耗低噪音，且能有效杀死微生物以及去除飞尘等污染物。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2是本发明中光氧净化装置第一种结构的一种结构示意图；

图3是本发明中光氧净化装置第二种结构的一种结构示意图。

具体实施方式

(实施例1)

本实施例是一种光氧净化废气处理装置，见图1和图2所示，包括依次相连的集气管1、进风管道2、光氧净化装置3和出风管道4；光氧净化装置包括用于过滤颗粒物质的过滤装置31、微波发生器32、活性氧紫外线灯33、杀菌紫外线灯34和具有光触媒覆层的多个基质35。活性氧紫外线灯是发射185纳米波长紫外光的紫外线灯。杀菌紫外线灯是发射254纳米波长紫外光的紫外线灯。净化装置的出风口处设有吸风机36。

本实施例中的光氧净化装置中设有由电机驱动的转轴5，各基质是环形板，各基质固定设置在转轴外周壁上。微波发生器32、活性氧紫外线灯33和杀菌紫外线灯34设置在相邻两个基质之间，且固定在光氧净化装置壳体的内壁上。例如在光氧净化装置内，在位于两相邻基质之间的某一圆周内壁上设置微波发生器32、活性氧紫外线灯33和杀菌紫外线灯34各一个，且微波发生器32、活性氧紫外线灯33和杀菌紫外线灯34各自间隔120度设置。也可在某一圆周内壁上设置多个微波发生器32、活性氧紫外线灯33和杀菌紫外线灯34，非对称设置也是可以的。

使用时，转轴带动各基质转动，从而使得光触媒覆层与废气充分接触，有效利用光触媒覆层的催化降解功能，提升废气净化效率。

当然，本实施例还可以把该转轴制成相对光氧净化装置壳体静止不动，也是可行的。

本实施例中，光氧净化装置的壳体上设有进风管371和出风管372；进风管371处设有用于快速插装过滤装置31的安装插槽，所述过滤装置31的数量是两个，各过滤装置31包括滤芯311；本实施例在使用时，可以快速取出一个过滤装置31，更换其中的滤芯311，更换好滤芯后再将该过滤装置插装到位；让后更换另一个过滤装置31的滤芯311；这种结构的优点在于：更换操作快速便捷，在更换过程中，可以始终保留一个过滤装置31挡住进风管371，尽可能的保证了颗粒污染物的去除效果。

本实施例把风机36设置在出风管372中。本实施例中废气的前进方向见图2中箭头所示方向。

本实施例具有以下优点：1、高效除恶臭；能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味，脱臭效率最高可达99％以上，脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准(GB14554-93)。2、无需添加任何物质；只需要设置相应的排风管道和排风动力，使恶臭气体通过本设备进行脱臭分解净化，无需添加任何物质参与化学反应。3、适应性强；可适应高浓度，大气量，不同恶臭气体物质的脱臭净化处理，可每天24小时连续工作，运行稳定可靠。4、运行成本低；本设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本设备能耗低，(每处理1000立方米/小时，仅耗电约0.2度电能)，设备风阻降低＜40pa，可节约大量排风动力能耗。5、无需预处理；恶臭气体无需进行特殊的预处理，如加温、加湿等，设备工作环境温度在摄氏-20℃-95℃之间，温度在30％-98％、PH值在2-13之间均可正常工作。6、设备占地面积小，自重轻；适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件，设备占地面积＜1平方米/处理10000m3/h风量。7、优质进口材料制造；防火、防腐蚀性能高，性能稳定，使用寿命长。8、环保高科技专利产品；采用国际上最先进技术理念，通过专家及我公司工程技术人员长期反复的实验，开发研制出的，具有完全自主研发的高科技环保净化产品，可彻底分解恶臭气体中有毒有害物质，并能达到完美的脱臭效果，经分解后的恶臭气体，可完全达到无害化排放，绝不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

(实施例2)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：光氧净化装置内设有用于监测废气的温度监控器、湿度监控器、和用于调整微波发生器强度或波长的微波致动器。因为光触媒覆层在催化降解时，其活性受到温度和湿度的影响，尤其要去除光触媒覆层上吸附的水；适当波长或强度的微波能够把水从光触媒覆层上解吸，所以通过温度监控器和湿度监控器，微波致动器可以计算出所需的适配波长或强度，进而调整微波发生器使其发出该适配波长的微波，从而保证光触媒覆层的活性。

(实施例3)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：见图3所示，本实施例中的转轴5是空心转轴，转轴5的孔腔中设有用于产生臭氧且能够使光触媒覆层保持活性的紫外光灯6，各基质35是多根透明塑料纤维丝，各透明塑料纤维丝的外表面上设有光触媒覆层，且各透明塑料纤维丝的内侧端作为入光端，并伸入转轴的孔腔中。各基质成环状的设置在转轴上。

本实施例中，紫外光灯6通过轴73设置在转轴5的孔腔中，从而在转轴转动时，紫外光灯保持静止状态。当然，在具体实践中，让紫外光灯随着转轴转动也是可行的。

本实施例在使用时，紫外光灯6发出的紫外光从各塑料纤维丝的入光端进入塑料纤维丝内，由于光触媒覆层的厚度较薄，通过选用不同材质的光触媒材料以及控制其厚度，可使得塑料纤维丝内的紫外光从光触媒覆层的内部射出，从而使得整个光触媒覆层充分活化，极大提升反应效率。通过大量的实验证明，该活化反应效率可以提高15％以上。

此外，本实施例中的过滤装置31中还加设了操作手柄312。

本实施例还包括具有驱动轴71的驱动电机7，驱动轴71通过联动件72带动转轴5转动。

本实施例中，还在光氧净化装置壳体的底端设有一个储水槽8，该储水槽与光氧净化装置内腔连通，用于收集其中的水分，并可在积累一定程度后，通过泄水口81排出。

本实施例通过采用塑料纤维丝作为基质，在采用同样重量的基质时，极大增加了光触媒覆层的面积，从而进一步提升了净化效率。

(实施例4)

本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：塑料纤维丝先是多根集合成束状，然后再绕转轴成螺旋状。与此同时，去除了设置在光氧净化装置内壁上的活性氧紫外线灯33、杀菌紫外线灯34，由于微波发生器的体积较小，不会影响塑料纤维丝的转动，而且，即使塑料纤维丝在转动过程中，撞击在微波发生器上，也不会对其造成损坏。

本实施例在转动转动时，成螺旋状设置的基质会推动空气朝着预设方向前进，有利于空气的净化处理，甚至可以省去风机36。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种光氧净化废气处理装置，包括依次相连的集气管(1)、进风管道(2)、光氧净化装置(3)和出风管道(4)；其特征在于：光氧净化装置包括用于过滤颗粒物质的过滤装置(31)、微波发生器(32)、活性氧紫外线灯(33)、杀菌紫外线灯(34)和具有光触媒覆层的多个基质(35)。

2.根据权利要求1所述的光氧净化废气处理装置，其特征在于：活性氧紫外线灯是发射185纳米波长紫外光的紫外线灯。

3.根据权利要求1所述的光氧净化废气处理装置，其特征在于：杀菌紫外线灯是发射254纳米波长紫外光的紫外线灯。

4.根据权利要求1所述的光氧净化废气处理装置，其特征在于：光氧净化装置的出风口处设有吸风机(36)。

5.根据权利要求1所述的光氧净化废气处理装置，其特征在于：光氧净化装置内设有用于监测废气的温度监控器、湿度监控器、和用于调整微波发生器强度或波长的微波致动器。

6.根据权利要求1所述的光氧净化废气处理装置，其特征在于：光氧净化装置中设有转轴，基质是环形板，各基质固定设置在转轴外周壁上。

7.根据权利要求6所述的光氧净化废气处理装置，其特征在于：微波发生器(32)、活性氧紫外线灯(33)和杀菌紫外线灯(34)设置在相邻两个基质之间。