CN103968466A - 一种室内空气处理工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种室内空气处理工艺及设备，能够有效去除室内空气中的PM2.5微粒、VOCs污染物、消灭病菌。本设备通过放电产生强电场捕捉PM2.5微粒，产生羟基自由基和臭氧分解VOCs并起到消毒作用，产生的紫外光起到杀菌消毒作用，激活光催化剂产生电子空穴，进一步氧化分解VOCs。反应器出口的安全催化剂将超标的臭氧和NO_X转化为氧气和硝酸根。超声波雾化器将水或者无毒的有机物吸收剂雾化后与空气混合，通入装有改性电气石滤料的过滤器中。本设备具有运行成本低，处理效果好，不会造成二次污染，噪音小，使用安全可靠等优点。

Description

一种室内空气处理工艺及设备

技术领域

本发明涉及一种室内空气处理工艺及设备，主要起到去除室内PM2.5微粒、VOCs污染物以及杀灭病菌的作用。属于大气污染治理领域。

背景技术

随着大气环境污染的日益加重，雾霾天气越来越频繁，室内空气污染问题随之越发的严重。现在的室内污染不但有传统的灰尘PM10和装修材料排放的甲醛、苯等挥发性有机物VOCs，同时还出现了大量的PM2.5微粒和NOx。PM2.5是指大气中直径≤2.5微米的颗粒物也称为可入肺颗粒物，它对空气质量和能见度等有很大影响。PM2.5由于粒径小、比表面积大、易附着各种有毒有害污染物、能够直接进入人体肺泡中，因此对人体健康产生严重威胁。

由于PM2.5不能像PM10一样通过普通的静电除尘去除，目前在室内能够有效去除PM2.5的方法只有使用HEPA过滤，或者通过负离子吸附形成重离子在室内加速沉降。

NO_X不是传统的室内污染物，它主要是由燃料燃烧产生，会形成酸雨，在光照的情况下会形成光化学烟雾，是雾霾产生的重要因素。NO_X对人体的致毒作用主要会影响人体呼吸器官，引起支气管炎和肺气肿等疾病。随着室外雾霾现象的严重，室内NO_X也随之超过了国家标准。目前还没有有效的专门用于室内NO_X处理的技术手段。

VOCs是室内污染的一个重要方面，VOCs具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性，产生致癌性和致畸性，不合格的家装材料所释放的甲醛、甲苯等会使室内VOCs严重超标，严重的数年都无法居住。目前处理室内VOCs只有活性炭吸附、天然植物提取剂喷洒和光催化技术。活性炭存在饱和吸附量，同时由于活性炭在吸附VOCs的同时还会吸附灰尘等其他污染物，因此在实际使用中活性炭的效果较差。植物提取剂仅能起到遮盖异味的作用，治标不治本。光催化技术能够有效的降低VOCs的含量，但是由于催化剂主要靠紫外光激活产生自由电子和电子空穴，因此在普通光照环境下降解效率很低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种室内空气处理工艺及设备,能够安全有效的去除室内PM2.5和VOCs污染物，主要用于去除室内香烟烟雾、室外雾霾造成的室内污染、各种装修污染以及空气中的病菌。

本设备通过使用双极针板电极在直流高压电作用下发生流光放电，产生低温等离子体、强电场、紫外光和多种强氧化活性基团。低温等离子体可以使PM2.5微粒带电，在强电场作用下吸附到电极板上，强氧化活性基团和紫外光可以杀灭病菌，强氧化活性基团可以氧化VOCs，紫外光可以激活光催化剂彻底分解VOCs，然后通过MnO₂安全催化剂将产生的过量臭氧和NO_X去除，通过超声波将空气与水或者无毒有机溶剂雾化后混合，再通过改性电气石滤料过滤分离。本设备克服现有设备使用费用高，易造成二次污染，处理效果差的问题。

一种室内使用的空气处理工艺及设备，其特征在于由以下部分组成：

1、 进气底层：底层侧面分布有进气孔和清理盒，进气孔作为粗滤网起到过滤室内大块灰尘的作用，清理盒是收集电极吸附的灰尘和未排出设备的雾气产生的水滴；

2、 电极反应层：电极反应层两边分别布置有2组电极组，中间是直流高压电源布置区，反应层上部是轴流风扇，电极组上正极与负极的针尖交错排列，针尖到另一极板的距离为2~5cm，同极上的针间距为2~4cm。电极组的上口和下口均有纳米二氧化钛光催化剂网；

3、 超声波雾化层：本层内含有一层MnO₂安全催化剂，多孔的MnO₂安全催化剂起到均匀气流的作用，催化剂上部是超声波反应器，气流通过超声波反应器底部进气口将产生的雾气从顶部出气口带出，超声波反应器顶部有可打开的进液口；

4、 过滤层：过滤层装有一套可拆卸滤室，滤室内装有改性电气石填料，滤室正面为进口，两侧为出口。滤室下部有一块扰流板，过滤层外壳最顶部是控制面板，面板内装有空气质量传感器和操作按钮。两侧的百叶用来控制出风风向。

附图说明

图1为整机设备正视图。

图2为整机设备侧视图。

图3为整机设备等轴测视图。

图4为整机设备等轴测爆炸视图。

图5为超声波反应器等轴测视图。

具体实施方式

空气进入设备的通道为下进上出，通过底部进气孔101初滤后进入电极反应层，电极组201上吸附的灰尘脱落后收集到清理盒102中定期清理。

电极反应层由多组电极组201构成，每个电极组201由多层针板电极组成，正极与负极的针尖交错排布，由直流高压电源供电，电压维持在使正极产生稳定流光的程度。电极放电产生大量的等离子体，这些高能粒子能够吸引周围的污染物颗粒形成重离子，是PM2.5颗粒物体积增大、电荷增强，在强电场的作用下运动到另一端电极上沉降下来。在放电的同时还会形成羟基自由基、臭氧等活性基团，起到一定的分解VOCs作用。流光放电还会产生很强的紫外光，这些紫外光会激活电极组两端的光催化剂202产生电子空穴，形成强氧化性，彻底分解VOCs污染物。

电极组上部装有风扇301，风扇301为空气进出设备提供动力。风扇301上部是MnO₂安全催化剂302，MnO₂安全催化剂302能够将电极放电时产成NO_X副产物和过量的臭氧转化为硝酸根和氧气。

空气通过MnO₂安全催化剂302反应后进入超声波反应层与超声波雾气混合，超声波反应层中有超声波反应器303和进液口304，部分空气从超声波反应器303的进口501进入后与将反应器中雾气从出口502带出，通过进液口304向超声波反应器303中加入水，超声波雾化头震荡产生1um到5um的雾气能够吸附电极未完全消除的颗粒物和VOCs。

雾气和空气混合后经由扰流板401进入可拆卸滤室402，滤室内装有改性电气石填料，电气石填料具有很强的表面静电，能够吸附带电的重离子，同时由于填料的表面积大，吸附了污染物的雾气会沉降到填料表面最终被截留下来流入清理盒102。处理完的气体从经由设备两侧的出风口由出风口百叶403调整风向后回到室内。

Claims (5)

1.一种室内空气处理工艺及设备，其特征在于：

设备由底层进气层、电极反应层、超声波雾化层、过滤层4部分组成，电极反应层使用直流高压双极针板电极反应器形成流光，通过所产生的等离子体、强氧化自由基、强电场、紫外光催化作用处理空气污染物PM2.5和VOCs；再通过MnO₂安全催化剂去除产生的NOx和过量臭氧；通过超声波反应器产生的细小水雾颗粒吸附未完全去除的PM2.5颗粒和VOCs；通过具有强表面静电的改性电气石填料吸附与等离子体反应形成的重离子，并且截留负载有污染物的水雾颗粒，最后流入底层清理盒。

2.根据权利要求1所述的一种室内空气处理工艺及设备，其特征在于电极反应层中布置有多个电极组和直流高压电源，电极组由多块针板电极组成，正极与负极的针尖交错排布，即一极的电极针都对着另一极的电极板位置，电极放电电压控制在使正极保持流光程度，每个电极组与气流垂直方向的两端均装有纳米二氧化钛光催化剂网。

3.根据权利要求1所述的一种室内空气处理工艺及设备，其特征在于超声波雾化层底部装有风机，风机上部是MnO₂安全催化剂，安全催化剂上方是超声波反应器，超声波反应器底部两侧进风，将水雾从顶部两侧带出，雾化层外壳有进液口直接与超声波反应器相连。

4.根据权利要求1所述的一种室内空气处理工艺及设备，其特征在于水雾和空气混合后进入过滤层，经由扰流板改变风向后从可拆卸滤室正面进入滤室，然后由滤室两侧出风，出风口百叶调节风向。

5.根据权利要求4所述的一种室内空气处理工艺及设备，其特征在于使用改性电气石滤料，滤料表面负载有纳米二氧化钛，可拆卸滤室可以方便的从设备中取出直接用水清洗。