CN103727599A - 消除甲醛和pm2.5的空气净化装置及其空气净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置及其空气净化方法，该空气净化装置包括箱体、气体收集系统、净化系统和吸附系统；所述气体收集系统和净化系统安装在箱体内，吸附系统安装在箱体的顶部；该空气净化方法是使用该空气净化装置对空气依次进行吸收、电解、吸附三个工序的处理。本发明的空气净化装置能够有效的吸收、清除空气中甲醛、二氧化碳、PM2.5和细小颗粒物、挥发性有机化合物等有毒有害污染物，并且对空气具有消除异味、杀菌消毒的功能，使得空气彻底得到净化，不产生二次污染问题，保障人们的身体健康。

Description

消除甲醛和PM2.5的空气净化装置及其空气净化方法

技术领域

本发明涉及一种空气净化装置及其净化方法，特别是涉及一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置及其空气净化方法。

背景技术

室内空气污染对人类健康的危害已经成了目前最受社会关注的热点问题之一，由室内装饰装修和新家具造成的甲醛、苯系物、挥发性有机化合物等污染物的超标以及厨房油烟中的PM_2.5、油脂烟气等使得室内空气质量问题比室外更为严重。为了清除室内空气中的污染物，各式各样的空气净化产品相继问世，按其功能不同主要分为以下4种：遮盖剂、分解剂、吸附剂、空气净化器；按其作用原理不同主要分为物理吸附过滤产品、化学分解和光催化氧化产品、微生物分解产品、多种复合原理净化产品。

然而，当前市面上的空气净化器类净化产品其净化效果均短暂、局限，仅对释放到空气中的甲醛等污染物有去除作用，没有解决污染的源头问题。使用空气净化类产品去除甲醛、PM_2.5等污染物有一定效果，但有效期限仅在7-10天左右，容易出现甲醛反弹现象；反弹原因在于空气净化剂类产品多数采用一些能与甲醛、挥发性有机化合物等反应的化学物质如硫酸盐、氨类、尿素来清除甲醛，其形成的产物不能稳定，经过一段时间在一定条件下，这种产物重新分解释放出甲醛、挥发性有机化合物等污染物。使用光触媒产品需要在一定的紫外光照条件下，才能充分发挥其功效。利用活性炭吸附作用虽然成本低，无副作用，但见效慢，一旦吸附饱和就会失去其活性，不再有吸附作用了，需经常更换。开窗通风能有效地稀释和降低室内空气中甲醛等污染物浓度，但耗时长，需要好几个月，净化效果才会显现，而且在实际生活中由于采暖或者降温（均需较为密闭环境）的需要，往往不易做到，如果甲醛、苯系物、挥发性有机化合物等污染物超标严重，单靠开窗通风也不能解决污染的源头问题。种植植物也是较为原始的一种空气净化方法，据科学研究，有些植物能吸附有害气体，净化空气质量，然而，种植植物效果并不明显，只能吸附部分有害物质，如果室内污染严重，可能植物也会受其毒害而枯死。

发明内容

本发明提供一种能吸收空气中粉尘、甲醛、二氧化碳、挥发性有机化合物、PM_2.5和细小颗粒物的净化装置及其净化方法，以克服现有空气净化装置对甲醛、PM_2.5、挥发性有机化合物等污染物净化效果短暂、净化周期长、运行条件苛刻、没有从源头上解决污染等不足。

本发明采用如下技术方案：

一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，它包括箱体、气体收集系统、净化系统和吸附系统；上述气体收集系统和净化系统安装在箱体内，吸附系统安装在箱体的顶部。上述气体收集系统用于收集含有甲醛和PM_2.5的气体，气体收集系统设有进气口和风机；风机的进口与该进气口连通。上述净化系统用于将经过气体收集系统收集的气体进行吸收、清洗和电解。该净化系统设有进气管、布气管、吸收罐、电解机、加液口、排污口和出气管；该吸收罐内设有吸收液。该电解机通过支架固定于该吸收罐内，该电解机用于氧化电解该吸收液中的甲醛及有机物。该进气管的一端与上述风机的出口连通，进气管的另一端与该布气管连通。该布气管浸没于该吸收液内，该布气管上布设有出气孔。该加液口设于吸收罐上，该加液口设于该吸收液液面上方。该排污口位于吸收罐的底部。该出气管固定装配于该吸收罐上，该出气管的一端设于该吸收液液面的上方，出气管另一端与上述吸附系统联接。上述吸附系统用于将经净化系统处理后残留的有害气体进行去除。吸附系统设有活性炭吸附罐和排气口，该活性炭吸附罐的底部与净化系统的出气管联接，排气口设于该活性炭吸附罐顶部。

更为具体地：

上述吸收液为氯化钙溶液或氯化镁溶液，吸收液液面高度为上述吸收罐罐内深度的二分之一至三分之二。

上述布气管的高度为上述吸收罐罐内深度的六分之一至四分之三。

上述电解机内可以只设有一组电极板，也可以设置多组电极板，每一组电极板均包括对立排布的一阳极电极板和一阴极电极板，所有该阳极电极板通过阳极接线柱与直流电源的正极联接，所有阴极电极板通过阴极接线柱与直流电源的负极联接。设置多组电极板时，所有该阳极电极板和阴极电极板依次交替排布。

一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化方法，该空气净化方法使用上述的消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，该空气净化方法包括以下步骤：

（1）吸收：开启风机，利用气体收集系统的风机将含有甲醛和PM_2.5的空气收集，气体收集后经进气管进入净化系统，通过净化系统的布气管均匀释放出来，空气首先经吸收罐里的氯化钙溶液或氯化镁溶液进行吸收、清洗，去除气体中的PM_2.5和细小颗粒物，空气中的甲醛、二氧化碳、挥发性有机化合物溶解于溶液中；净化系统工作一段时间后，可通过排污口将吸收罐中的污水、沉淀物和废渣排放，并通过吸收罐盖顶部的加液口加入氯化钙溶液或着氯化镁溶液；

（2）电解：空气中的甲醛、挥发性有机化合物溶解于吸收罐的溶液中，经上述电解机将甲醛及其他有机物氧化分解成二氧化碳和水，二氧化碳经吸收罐中的吸收液直接吸收，同时通过电解消除空气中的异味、杀灭细菌和病毒。

（3）吸附：电解后的气体经净化系统的出气管进入吸附系统中的活性炭吸附罐，去除残留的有害气体，进一步净化气体，净化后的气体通过排气口排放。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明可有效的吸收、清除空气中粉尘、甲醛、二氧化碳、PM_2.5和细小颗粒物、挥发性有机化合物等有毒有害污染物，并且对空气具有消除异味、杀菌消毒的功能，达到清洁和净化空气的效果，有益于人们的身体健康。

（2）本发明工艺简单，结合了溶液吸收、电解和活性炭吸附等多种手段对空气中严重超标的污染物进行吸收、电解净化消毒和吸附，使得空气彻底得到净化，不产生二次污染问题，保障人们的身体健康。

（3）采用电解具有如下突出效果：①氧化分解有机物：在低电压、大电流（电解机中阳极与阴极间的工作电压为2~8V，电流密度为10～320mA/cm²）的作用下，使空气中挥发性有机化合物等的大分子物质开环或断链，氧化分解成二氧化碳；②消除异味：电解过程中会产生大量具有强氧化性的游离基，能氧化分解空气中的硫化氢、氨、甲硫醇、甲硫醚等发臭物质，消除烟味、霉味等；③具有强大的杀菌消毒作用：电解时大电流击穿细菌的细胞壁，使其死亡；同时在电场的作用下，夺取细菌自身携带的电子，使其失去生物活性而死亡；此外，电解过程中会产生大量具有强氧化性的游离基，能快速杀灭空气中的细菌和病毒。

附图说明

图1为本发明的空气净化装的主视结构示意图。

图2为图1中A指向的空气净化装的结构示意图。

图3为图1中B指向的空气净化装的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1、图2、图3，一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，它包括箱体1、气体收集系统2、净化系统3和吸附系统4。上述气体收集系统2和净化系统3安装在箱体1内，吸附系统4安装在箱体1的顶部。

继续参照图1、图2、图3，上述气体收集系统2用于收集含有甲醛和PM_2.5的气体，气体收集系统2设有进气口21和风机22；风机22的进口与该进气口21连通。

继续参照图1、图2、图3，上述净化系统3用于将经过气体收集系统2收集的气体进行吸收、清洗和电解。该净化系统3设有进气管31、布气管32、吸收罐33、电解机34、加液口35、排污口36和出气管37。该吸收罐33内设有吸收液330，该吸收液330优选为氯化钙溶液或氯化镁溶液，吸收液330液面高度为上述吸收罐33罐内深度的二分之一至三分之二。该电解机34通过支架341固定设于该吸收罐33内，该电解机34部分或者全部浸没于该吸收液330中，该电解机34用于氧化电解该吸收液330中的甲醛及有机物。电解机34内优选设置多组电极板，每一组电极板均包括对立排布的一阳极电极板342和一阴极电极板343，所有该阳极电极板342通过阳极接线柱344与直流电源的正极联接，所有阴极电极板343通过阴极接线柱345与直流电源的负极联接，所有该阳极电极板342和阴极电极板343依次交替排布。该布气管32浸没于该吸收液330内，该布气管32上布设有出气孔320，出气孔320的数量根据实际需要设定，优选出气孔320的数量较多，只要出气孔320能够通畅出气，出气孔320的规格越小越好，这是为了使得气体由出气孔320出来后形成气泡体积越小，这有利于气体与吸收液330的接触，布气管32的高度为上述吸收罐33罐内深度的六分之一至四分之三。如图2、图3所示，布气管的数量优选设置多个。该进气管31的一端与上述风机22的出口连通，进气管31的另一端与所有的该布气管32连通。该加液口35设于吸收罐33上，该加液口35设于该吸收液330液面上方。该排污口36位于吸收罐33的底部。该出气管37固定装配于该吸收罐33上，该出气管37的一端设于该吸收液330液面的上方，出气管37另一端与上述吸附系统4联接。

继续参照图1、图2、图3，上述吸附系统4用于将经净化系统3处理后残留的有害气体进行去除。吸附系统4设有活性炭吸附罐41和排气口42，该活性炭吸附罐41的底部与净化系统3的出气管37联接，排气口42设于该活性炭吸附罐41顶部。

商品房室内空气中主要有害成分经测定如表1所示。

表1 室内空气中的有害成分指标

序号	成分	单位	测定值	序号	成分	单位	测定值
								1	甲醛	mg/m3	0.31	6	二甲苯	mg/m3	0.26
2	苯	mg/m3	0.27	7	CO2	%	0.42
								3	总挥发性有机物	mg/m3	13.12	8	PM2.5	mg/m3	0.19
4	苯并[a]芘	ng/m3	1.5	9	氨	mg/m3	0.29
								5	甲苯	mg/m3	0.20	10	菌落总数	cfu/ m3	2400

使用上述的消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置对该商品房室内的空气进行净化处理，其空气净化方法包括以下步骤：

（1）吸收：开启风机22，利用气体收集系统2的风机22将含有甲醛和PM_2.5的空气收集，气体收集后经进气管31进入净化系统3，通过净化系统3的布气管32均匀释放出来，空气首先经吸收罐33里的氯化钙溶液吸收液330进行吸收、清洗，去除气体中的PM_2.5和细小颗粒物，空气中的甲醛、二氧化碳、挥发性有机化合物溶解于溶液中；净化系统3工作一段时间后，可通过排污口36将吸收罐33中的污水、沉淀物和废渣排放，并通过吸收罐33盖顶部的加液口35加入氯化钙溶液。

（2）电解：空气中的甲醛、挥发性有机化合物溶解于吸收罐33的溶液中，经上述电解机34将甲醛及其他有机物氧化分解成二氧化碳和水，二氧化碳经吸收罐33中的吸收液330直接吸收，同时通过电解消除空气中的异味、杀灭细菌和病毒。

（3）吸附：电解后的气体经净化系统3的出气管37进入吸附系统4中的活性炭吸附罐41，去除残留的有害气体，进一步净化气体，净化后的气体通过排气口42排放。

所排放的净化气体的主要有害成分经测定如表2所示。

表2 室内空气净化后的有害成分指标

序号

成分

单位

测定值

序号

成分

单位

测定值

1

甲醛

mg/m3

未检出

6

二甲苯

mg/m3

≤0.2

2

苯

mg/m3

≤0.09

7

CO2

%

≤0.1

3

总挥发性有机物

mg/m3

≤0.5

8

PM2.5

mg/m3

未检出

4

苯并[a]芘

ng/m3

≤1.0

9

氨

mg/m3

≤0.2

5

甲苯

mg/m3

≤0.1

10

菌落总数

cfu/ m3

未检出

另外，对另一办公楼室内空气进行净化处理，处理前该办公楼室内空气中主要有害成分经测定如表3所示。

表3 室内空气中的有害成分指标

序号	成分	单位	测定值	序号	成分	单位	测定值
								1	甲醛	mg/m3	0.56	6	二甲苯	mg/m3	0.30
2	苯	mg/m3	0.35	7	CO2	%	0.38
								3	总挥发性有机物	mg/m3	15.80	8	PM2.5	mg/m3	0.23
4	苯并[a]芘	ng/m3	1.2	9	氨	mg/m3	0.3
								5	甲苯	mg/m3	0.24	10	菌落总数	cfu/ m3	2000

使用上述的消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置对该商品房室内的空气进行净化处理，其空气净化方法包括以下步骤：

（1）吸收：开启风机22，利用气体收集系统2的风机22将含有甲醛和PM_2.5的空气收集，气体收集后经进气管31进入净化系统3，通过净化系统3的布气均匀释放出来，空气首先经吸收罐33里的氯化镁溶液吸收液330进行吸收、清洗，去除气体中的PM_2.5和细小颗粒物，空气中的甲醛、二氧化碳、挥发性有机化合物溶解于溶液中；净化系统3工作一段时间后，可通过排污口36将吸收罐33中的污水、沉淀物和废渣排放，并通过吸收罐33盖顶部的加液口35加入氯化镁溶液。

（2）电解：空气中的甲醛、挥发性有机化合物溶解于吸收罐33的溶液中，经电解机34将甲醛及其他有机物氧化分解成二氧化碳和水，二氧化碳经吸收罐33中的吸收液330直接吸收，同时通过电解消除空气中的异味、杀灭细菌和病毒。

（3）吸附：电解后的气体经净化系统3的出气管37进入吸附系统4中的活性炭吸附罐41，去除残留的有害气体，进一步净化气体，净化后的气体通过排气口42排放。

所排放的净化气体的主要有害成分经测定如表4所示。

表4 室内空气净化后的有害成分指标

序号

成分

单位

测定值

序号

成分

单位

测定值

1

甲醛

mg/m3

未检出

6

二甲苯

mg/m3

≤0.2

2

苯

mg/m3

≤0.09

7

CO2

%

≤0.1

3

总挥发性有机物

mg/m3

≤0.5

8

PM2.5

mg/m3

未检出

4

苯并[a]芘

ng/m3

≤1.0

9

氨

mg/m3

≤0.2

5

甲苯

mg/m3

≤0.2

10

菌落总数

cfu/ m3

未检出

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，其特征在于：包括箱体、气体收集系统、净化系统和吸附系统；所述气体收集系统和净化系统安装在箱体内，吸附系统安装在箱体的顶部；

所述气体收集系统用于收集含有甲醛和PM_2.5的气体，气体收集系统设有进气口和风机；风机的进口与该进气口连通；

该净化系统设有进气管、布气管、吸收罐、电解机、加液口、排污口和出气管；该吸收罐内设有吸收液；该电解机通过支架固定于该吸收罐内，该电解机用于氧化电解该吸收液中的甲醛及有机物；该进气管的一端与所述风机的出口连通，进气管的另一端与该布气管连通；该布气管浸没于该吸收液内，该布气管上布设有出气孔；该加液口设于吸收罐上，该加液口设于该吸收液液面上方；该排污口位于吸收罐的底部；该出气管固定装配于该吸收罐上，该出气管的一端设于该吸收液液面的上方，出气管另一端与所述吸附系统联接；

所述吸附系统用于将经净化系统处理后残留的有害气体进行去除；吸附系统设有活性炭吸附罐和排气口，该活性炭吸附罐的底部与净化系统的出气管联接，排气口设于该活性炭吸附罐顶部。

2.根据权利要求1所述的一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，其特征在于：所述吸收液为氯化钙溶液或氯化镁溶液，吸收液液面高度为所述吸收罐罐内深度的二分之一至三分之二。

3.根据权利要求1所述的一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，其特征在于：所述电解机的工作电压为2~8V，电流密度为10～320mA/cm²。

4.如权利要求1所述的一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，其特征在于：所述布气管的高度为所述吸收罐罐内深度的六分之一至四分之三。

5.如权利要求1所述的一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，其特征在于：所述电解机内设有一组电极板，该组电极板包括对立排布的阳极电极板和阴极电极板，该阳极电极板通过阳极接线柱与直流电源的正极联接，阴极电极板通过阴极接线柱与直流电源的负极联接。

6.如权利要求1所述的一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，其特征在于：所述电解机内设有至少两组电极板，每一组电极板均包括对立排布的一阳极电极板和一阴极电极板，所有该阳极电极板和阴极电极板依次交替排布，所有该阳极电极板通过阳极接线柱与直流电源的正极联接，所有阴极电极板通过阴极接线柱与直流电源的负极联接。

7.一种消除甲醛和PM_2.5的空气净化方法，其特征在于：所述空气净化方法使用权利要求1至6任一所述的消除甲醛和PM_2.5的空气净化装置，该空气净化方法包括以下步骤：

（1）吸收：开启风机，利用气体收集系统的风机将含有甲醛和PM_2.5的空气收集，气体收集后经进气管进入净化系统，通过净化系统的布气管均匀释放出来，空气首先经吸收罐里的氯化钙溶液或氯化镁溶液进行吸收、清洗，去除气体中的PM_2.5和细小颗粒物，空气中的甲醛、二氧化碳、挥发性有机化合物溶解于溶液中；净化系统工作一段时间后，可通过排污口将吸收罐中的污水、沉淀物和废渣排放，并通过吸收罐盖顶部的加液口加入氯化钙溶液或着氯化镁溶液；

（2）电解：空气中的甲醛、挥发性有机化合物溶解于吸收罐的溶液中，经所述电解机将甲醛及其他有机物氧化分解成二氧化碳和水，二氧化碳经吸收罐中的吸收液直接吸收，同时通过电解消除空气中的异味、杀灭细菌和病毒；

（3）吸附：电解后的气体经净化系统的出气管进入吸附系统中的活性炭吸附罐，去除残留的有害气体，进一步净化气体，净化后的气体通过排气口排放。

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