CN104084038A - 紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置及方法，该装置包括箱体及设置于箱体上方的箱盖，其特征在于：所述箱体的两侧分别设置有入风口和出风口；所述箱体内设置有一挡片，该挡片将箱体内部分成第一反应区和第二反应区，且所述挡片上设置有供空气通过的通道孔；所述第一反应区内设有紫外灯，所述第二反应区的顶部设有淋水喷头，所述第二反应区的内部还设有多孔填充材料。去除空气中颗粒污染物和有机物的方法，包括以下处理步骤：1)以紫外灯照射污染的空气；2)水淋洗经步骤1)处理后的空气，并以多孔材料对空气中的污染物进行吸附净化。本发明方法净化的空气不含臭氧，避免了二次污染。

Description

紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种空气净化的装置及方法，尤其是一种紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置及方法。

背景技术

当前，随着我国经济的快速发展，工业企业的不断扩张，对环境的污染也越来越严重。在一些工业污染比较严重的区域，经常会出现雾霾天气。霾的形成与污染物的排放密切相关，城市中机动车的尾气排放和工业生产等烟尘排放源排出粒径在微米级的细小颗粒物，停留在大气中，当无风、逆温等不利于扩散的天气出现时，就形成霾。雾霾中主要有PM2.5、PM10、二氧化硫和氮氧化物等。

根据前瞻产业研究院《中国大气污染治理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》最新数据，从我国大气污染排放量来看，2000-2011年，中国工业废气排放量年均增速为19.06％，由2000年的138145亿标立方米增长至2011年的674509亿标立方米，11年间增长了2.39倍。

近几年的雾霾天气已经不仅仅出现在燃煤的冬季，雾霾天气导致医院“人满为患”。长期暴露在氮氧化物和PM2.5、PM10中，会增加肺癌、腺癌等疾病的发病风险，据资料显示PM2.5每增加5微克/立方米，发病风险增加18％。PM10每增加10微克/立方米，肺癌发病风险增加22％，腺癌尤其明显。污染时间越长，造成肺癌的机会就越大。2013年，中国社会科学院、中国气象局联合发布的《气候变化绿皮书：应对气候变化报告》指出，雾霾天气现象会给气候、环境、健康、经济等方面造成显著的负面影响，可使慢性病加剧、使呼吸系统及心脏系统疾病恶化，改变肺功能及结构、影响生殖能力、改变人体的免疫结构等。

单独使用185nm紫外线照射，虽然可以将难降解有机物的分子结构降解改变，但很难达到分解成二氧化碳的彻底净化，单纯紫外线照射无法去除空气中的粉尘；而单纯用水洗空气不能去除不溶于水的有机物和表面是疏水性的粉尘颗粒。

发明内容

针对以上现有技术的不足与缺陷，本发明涉及一种净化空气的装置及方法，尤其是一种紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置及方法。

本发明一种用紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置，包括箱体及设置于箱体上方的箱盖，其特征在于：所述箱体的两侧分别设置有入风口和出风口；所述箱体内设置有一挡片，该挡片将箱体内部分成第一反应区和第二反应区，且所述挡片上设置有供空气通过的通道孔；所述第一反应区内设有紫外灯，所述第二反应区的顶部设有淋水喷头，所述第二反应区的内部还设有多孔填充材料。

本发明所述的紫外灯设置于石英玻璃管内，石英玻璃管通过箱盖上的安装孔设置于第一反应区内。

本发明所述的紫外灯的波长为185nm。

本发明所述多孔填充材料为：耐腐蚀金属、高分子有机材料或花岗岩石材。

本发明所述入风口的水平位置低于出风口。

本发明所述箱体的内壁涂布有光催化剂。

本发明所述第一反应区内设有风机。

本发明所述第二反应区的底部设有循环水泵及排水阀。

本发明的循环水泵还可以置于第二反应区(Ⅱ)内。

根据装置使用的场地空间大小的不同，可以调整紫外灯数量。

本发明紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置的结构见图1、图2。

本发明一种紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的方法，包括以下处理步骤：

1)以紫外灯照射污染的空气；

2)水淋洗经步骤1)处理后的空气，并以多孔材料对空气中的污染物进行吸附净化。

上述方法的特征在于：该方法先用波长185nm的紫外灯照射污染的空气后，再用水淋洗紫外线照射后的空气。

本发明装置及方法的工作过程是：空气通过风机抽入净化装置后，污染的空气先进入第一反应区(Ⅰ)中，波长185nm紫外灯照射后，再进入第二反应区(Ⅱ)，紫外线照射后的空气经水淋洗经后排出。

本发明的工作原理是：波长185nm的紫外线灯，光子能量较大，有较高分解能力，波长185nm紫外线的电离作用可以利用环境空气产生臭氧(O3)，臭氧的强氧化作用能够净化空气，另外，185nm紫外线可以直接分解污染物分子，将疏水集团与分子链之间的化学键打开，化学键断开部分用水中的氢离子和氢氧离子补充形成亲水基，形成两个溶于水的化学物质，再用水淋洗时能够清洗有机物和粉尘颗粒，同时去除臭氧。

利用本发明装置净化空气时，能将空气中的颗粒污染物和有机物去除的同时，避免臭氧逸出后造成的二次污染。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1：本发明装置的整体图；

图2：本发明装置的A-A向剖视图。

图中：1-入风口、2-出风口、3-紫外灯、4-石英玻璃管、5-通道孔、6-多孔填充材料、7-循环水泵、8-排水阀、9-水喷头、10-箱盖、11-风机、12-箱体、13-挡片、14-安装孔、Ⅰ-第一反应区、Ⅱ-第二反应区。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明所述的紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置，包括箱体12及设置于箱体上方的箱盖10，所述箱体12的两侧分别设置有入风口1和出风口2；箱体12内部优选中部位置设置有一挡片13，并通过该挡片13将箱体12内部分成第一反应区Ⅰ和第二反应区Ⅱ，所述挡片13上设置有供气体流通的通道孔5；所述第一反应区I内设有通过箱盖10上的安装孔14设置于第一反应区I石英玻璃管4以及设于石英玻璃管4内的紫外灯3，所述紫外灯3的波长为185nm；所述第二反应区Ⅱ的顶部设有淋水喷头9，第二反应区Ⅱ的内部有多孔填充材料6，所述多孔填充材料6优选花岗岩石材。此外，所述箱体12的内壁涂布有光催化剂；所述装置还包括设于第一反应区内的风机11，以及与第二反应区Ⅱ的底部相连的循环水泵7和排水阀8。

采用如上所述的装置，对空气进行净化处理，其处理过程包括：

1)以风机11为动力源的气流通道，通过风机11将空气抽入第一反应区Ⅰ内，在第一反应区Ⅰ内，用波长185nm的紫外灯照射污染的空气；

2)经过波长185nm紫外灯照射后的空气进入第二反应区Ⅱ，以淋水喷头9用水淋洗，在净化空气的同时除去第一反应区照射后产生的臭氧，并经第二反应区II内的多孔填充材料6吸附去除空气中的污染物后经出风口2排出装置外，淋水喷头9产生的水经循环水泵7及排水阀8排出装置外。

本装置在试验温度25-30℃、相对湿度65-70％的条件下进行检测，开机时空气中的pM2.5、pM10、苯，分别为183μg/m³、324μg/m³、2.1mg/m³，开机运行3小时后，分别降为6.2μg/m3、14.5μg/m3、0.95mg/m3，另外也未检测到臭氧，结果显示去除空气中的颗粒污染物和有机物效果显著。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明权利要求书的范围所覆盖。

Claims (10)

1.一种用紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的装置，包括箱体及设置于箱体上方的箱盖，其特征在于：所述箱体的两侧分别设置有入风口和出风口；所述箱体内设置有一挡片，该挡片将箱体内部分成第一反应区和第二反应区，且所述挡片上设置有供空气通过的通道孔；所述第一反应区内设有紫外灯，所述第二反应区的顶部设有淋水喷头，所述第二反应区的内部还设有多孔填充材料。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的紫外灯设置于石英玻璃管内，所述石英玻璃管通过箱盖上的安装孔设置于第一反应区内。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述的紫外灯的波长为185nm。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述多孔填充材料为：耐腐蚀金属、高分子有机材料或花岗岩石材。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述入风口的水平位置低于出风口。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述箱体的内壁涂布有光催化剂。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述第一反应区内设有风机。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第二反应区的底部设有循环水泵及排水阀。

9.一种紫外线照射去除空气中颗粒污染物和有机物的方法，其特征在于：包括以下处理步骤：

1)以紫外灯照射污染的空气；

2)水淋洗经步骤1)处理后的空气，并以多孔材料对空气中的污染物进行吸附净化。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述紫外灯的波长为185nm。