CN104132403A - 一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器 - Google Patents

一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器 Download PDF

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蔺玉强
崔江舵
王群刚
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Abstract

本发明涉及一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，包括壳体和设置在壳体内的风机、过滤网、高压模块、控制装置、负离子发生装置、高压静电灰尘拦截网，其特征在于：所述的风机、高压静电灰尘拦截网、过滤网、负离子发生装置、高压产生装置从上到下依次设置在壳体内。有益效果：将风机、高压静电灰尘拦截网、过滤网、负离子发生装置、高压产生装置从上到下依次设置在壳体内，使高压产生装置的负极在下方能够产生负离子，过滤网可以初步去除颗粒污染物并杀菌，高压静电灰尘拦截网能够完美去除颗粒污染物以及附加在其表层上的细菌病毒，避免了在高压静电灰尘拦截网上产生臭氧的情形，结构简单，有利于生产销售的推广以及在日常生活中的使用。

Description

一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器
技术领域
本发明涉及空气净化器领域，特别是一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，人们生活水平的提高，汽车保有量迅速增大，汽车已经成为人们或不可缺的交通工具之一。由于室内空间相对狭小以及内饰材料的使用，室内空气质量不容乐观，室内环境污染对人们身体健康造成严重危害。由于雾霾天气、室内吸烟等因素的影响，室内颗粒物污染严重超标，尤其是PM2.5。
目前，室内空气净化装置主要通过滤网式拦截颗粒污染物，需定期更换滤材，给用户带来很多不便，且运行费用过高，而且，由于HAPA滤网风阻过高，也会大大影响净化装置的出风量。虽然有些室内空气净化装置采用高压静电装置来除尘，但是由于其采用的静电装置只能清除大颗粒物，并不能够清除PM2.5，而且功能单一，一般不能够把附着到颗粒物上的细菌病毒等杀死，也不能清除颗粒物污染物以外的其他污染物，而且，如果电压过高，其静电装置会产生部分臭氧，从而带来二次污染，其实用具有一定局限性，不利于生活中的日常使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服现有技术的步足，能够高效的去除颗粒污染物PM2.5、避免产生臭氧、能够产生负离子、去除颗粒物中的细菌病毒功能的复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，包括壳体和设置在壳体内的风机、过滤网、高压模块、控制装置、负离子发生装置、高压静电灰尘拦截网，高压模块的负极与负离子发生装置相连通，高压模块的正极与高压静电灰尘拦截网相连通，所述的壳体在其下半部的侧壁上设置进风口，进风口内设置有过滤网，中间位置设置有高压静电灰尘拦截网，壳体下部设置有高压产生装置和负离子发生装置，所述的风机、高压静电灰尘拦截网、过滤网、负离子发生装置、高压产生装置从上到下依次设置在壳体内，所述的风机设置在壳体内的顶部，高压静电灰尘拦截网设置在风机的下方并位于过滤网的上方，在风机的下方与过滤网的上方之间开设有抽拉槽，高压静电灰尘拦截网设置在抽拉槽内，过滤网设置在负离子发生装置的上方，负离子发生装置设置在高压模块的上方，高压模块设置在壳体内的底部。
所述的高压静电灰尘拦截网为表面负载有氧化金属的泡沫金属网或陶瓷网，在高压静电灰尘拦截网上产生的电压为1万伏～10万伏。
所述的泡沫金属网的泡沫金属为泡沫镍、泡沫铁或泡沫钛合金中的一种。
所述的氧化金属为氧化铜、氧化锰、氧化铁、氧化锑、氧化锆、氧化锌中的一种或多种。
所述的过滤网整体为圆筒形，过滤网的顶部为开口端，过滤网的底部设置有绝缘体作为封底，过滤网为多层滤网结构，从外到内依次为粗效滤网、活性炭滤网、除味滤网、常温催化滤网中的一层或多层组成。
所述的粗效滤网为100-500目的滤网，活性炭滤网为20-100PPI的活性炭海绵滤网；
所述的除味滤网为100-500目的滤网，在除味滤网上设置有除味剂层；
所述的常温催化滤网为100-500目的滤网，在常温催化滤网设置有纳米氧化金属层，纳米氧化金属为纳米银粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铁、纳米氧化锑、纳米氧化锰中的一种或多种。
所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法包括以下步骤：向金属硝酸盐的水溶液中加入司班、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、硅酸钠，搅拌至完全溶解，然后加入纳米二氧化硅、硅酸钙、硅藻土，搅拌至分散均匀，得到悬浊液，将泡沫金属网或陶瓷网完全浸泡于配置好的悬浊液中，浸泡12h以上，然后在300℃-600℃条件下干燥2-6h，得到负载金属氧化物的泡沫金属网或陶瓷网；
所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，每100mL水中含金属硝酸盐6-9g、司班7-10g、烷基酚聚氧乙烯醚10-15g、硅酸钠1g、纳米二氧化硅5-7g、硅酸钙2g、硅藻土3g；
所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，所述金属硝酸盐为硝酸铜、硝酸锰、硝酸铁、硝酸锑、硝酸锆、硝酸锌中的一种或多种；
所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，所述司班为司班20或司班60。
所述的活性炭滤网负载有络合剂，所述络合剂为聚乙烯亚胺、聚乙二醇和聚乙烯醇的水溶液，其中，聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙烯醇与水的重量百分比分别为2-10％、3-6％、0.5-2％。
所述的活性炭滤网负载络合剂的方法包括：将活性炭滤网或活性炭海绵滤网完全浸入到上述络合剂中，浸泡12-24h，然后在80-160℃条件下烘烤3-5h，优选4h。
所述的常温催化滤网负载有氧化金属，负载的方法包括：将常温催化滤网浸泡于纳米氧化金属的水混悬液中，浸泡24h后，在80-160℃条件下烘烤3-5h，再浸泡于分别由高锰酸钾、高氯酸钾、磷酸氢钠饱和的水溶液中，浸泡4h，然后在80-160℃条件下烘烤3-5h；
所述的纳米氧化金属为纳米银粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铁、纳米氧化锑、纳米氧化锰中的一种或多种；
所述的纳米氧化金属水混悬液的浓度≤3g/L。
本发明的有效效果是：将风机、高压静电灰尘拦截网、过滤网、负离子发生装置、高压产生装置从上到下依次设置在壳体内，使高压产生装置的负极在下方能够产生负离子，过滤网上负载络合剂可以初步去除颗粒污染物、甲醛、VOC等有害气体组分，而高压产生装置的正极在上方与高压静电灰尘拦截网相连通，高压静电灰尘拦截网上负载有氧化金属，有效避免了高压静电灰尘拦截网上产生臭氧的情形；由于在高压静电灰尘拦截网上产生的电压为1万伏～10万伏，能够瞬间拦截颗粒污染物如PM2.5以及杀死附加在其表层上的细菌病毒。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1、壳体，2、进风口，3、过滤网，4、高压模块，5、出气口，6、电源开关，7、风机，8、高压静电灰尘拦截网,9、导流槽，10、负离子发生装置。
具体实施方式
本发明为一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，将风机、高压静电灰尘拦截网、过滤网、负离子发生装置、高压产生装置从上到下依次设置在壳体内，使高压产生装置的负极在下方能够产生负离子，过滤网上负载络合剂可以初步去除颗粒污染物并杀菌，而高压产生装置的正极在上方与高压静电灰尘拦截网相连通，高压静电灰尘拦截网上负载有氧化金属，有效避免了高压静电灰尘拦截网上产生臭氧的情形；由于在高压静电灰尘拦截网上产生的电压为1万伏～10万伏，能够瞬间拦截颗粒污染物如PM2.5以及杀死附加在其表层上的细菌病毒。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
具体实施例，如图1所示，一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，包括壳体1和设置在壳体1内的风机7、过滤网3、高压模块4、控制装置6、负离子发生装置10、高压静电灰尘拦截网8，出气口5和电源开关6位于壳体1的顶端，高压模块4的负极与负离子发生装置10相连通并为其提供高达1万伏～10万伏的电压，高压模块4的正极与高压静电灰尘拦截网8相连通，所述的壳体1在其下半部的侧壁上设置进风口2，进风口2内设置有过滤网3，中间位置设置有高压静电灰尘拦截网8，壳体1下部设置有高压产生装置4和负离子发生装置10，所述的风机7、高压静电灰尘拦截网8、过滤网3、负离子发生装置10、高压产生装置4从上到下依次设置在壳体1内，所述的风机7设置在壳体1内的顶部，高压静电灰尘拦截网8设置在风机7的下方并位于过滤网3的上方，在风机7的下方与过滤网3的上方之间开设有抽拉槽，高压静电灰尘拦截网8设置在抽拉槽内，过滤网3设置在负离子发生装置10的上方，负离子发生装置10设置在高压模块4的上方，高压模块4设置在壳体1内的底部，负极在壳体1下方产生负离子。
所述的高压静电灰尘拦截网8为表面负载有氧化金属的泡沫金属网或陶瓷网，泡沫金属网的泡沫金属为泡沫镍、泡沫铁或泡沫钛合金中的一种，优选为泡沫镍，氧化金属为氧化铜、氧化锰、氧化铁、氧化锑、氧化锆、氧化锌中的一种或多种，在高压静电灰尘拦截网8上产生的电压为1万伏～10万伏，能够完美去除颗粒污染物如PM2.5以及附加在其表层上的细菌病毒。
所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法包括以下步骤：向金属硝酸盐的水溶液中加入司班、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、硅酸钠，搅拌至完全溶解，然后加入纳米二氧化硅、硅酸钙、硅藻土，搅拌至分散均匀，得到悬浊液，将泡沫金属网或陶瓷网完全浸泡于配置好的悬浊液中，浸泡12h以上，然后在300℃-600℃条件下干燥2-6h，得到负载金属氧化物的泡沫金属网或陶瓷网。此步骤利用金属硝酸盐在300℃-600℃条件下受热分解为相应金属氧化物的原理，将金属氧化物均匀负载于泡沫金属网或陶瓷网上。
在泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，每100mL水中含金属硝酸盐6-9g、司班7-10g、烷基酚聚氧乙烯醚10-15g、硅酸钠1g、纳米二氧化硅5-7g、硅酸钙2g、硅藻土3g；金属硝酸盐可以是硝酸铜、硝酸锰、硝酸铁、硝酸锑的混合物，重量比为1:4:3:0.3；金属硝酸盐也可以是硝酸铜、硝酸锰、硝酸锌、硝酸锆的混合物，重量比为1:3:2:0.2。
在泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，所述金属硝酸盐为硝酸铜、硝酸锰、硝酸铁、硝酸锑、硝酸锆、硝酸锌中的一种或多种；
在泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，所述司班为司班20或司班60。
所述的过滤网3整体为圆筒形，过滤网3的顶部为开口端，过滤网3的底部设置有绝缘体作为封底，过滤网3为多层滤网结构，从外到内依次为粗效滤网、活性炭滤网、除味滤网、常温催化滤网中的一层或多层组成，过滤网3的中心形成气流通过的导流槽9。
所述的粗效滤网为100-500目的滤网，活性炭滤网20-100PPI的活性炭海绵滤网；
所述的除味滤网为100-500目的滤网，在除味滤网上设置有除味剂层；
所述的常温催化滤网为100-500目的滤网，在常温催化滤网设置有纳米氧化金属层，纳米氧化金属为纳米银粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铁、纳米氧化锑、纳米氧化锰中的一种或多种。
所述的活性炭滤网负载有络合剂，络合剂与甲醛发生络合反应，从而把甲醛固化到滤网中，起到去除甲醛的作用，所述络合剂为聚乙烯亚胺、聚乙二醇和聚乙烯醇的水溶液，其中，聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙烯醇与水的重量百分比分别为2-10％、3-6％、0.5-2％。
所述的活性炭滤网负载络合剂的方法包括：将活性炭滤网或活性炭海绵滤网完全浸入到上述络合剂中，浸泡12-24h，然后在80-160℃条件下烘烤3-5h，优选4h。
所述的常温催化滤网负载有氧化金属，通过氧化金属的合理配比，使其在弱光甚至无光的状态下，在电场力的作用下，形成电子空穴，从而可以使接触到的污染物带有电荷，并在空气当中水分、氧气的作用下，促使有机污染物产生氧化还原反应，从而使污染物分解成二氧化碳和水，负载的方法包括：将常温催化滤网浸泡于纳米氧化金属的水混悬液中，纳米氧化金属水混悬液的浓度≤3g/L，浸泡24h后，在80-160℃条件下烘烤3-5h，再浸泡于分别由高锰酸钾、高氯酸钾、磷酸氢钠饱和的水溶液中，浸泡4h，然后在80-160℃条件下烘烤3-5h；
所述的纳米氧化金属为纳米银粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铁、纳米氧化锑、纳米氧化锰中的一种或多种，优选为纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化铁；
此工艺经家电协会针对采用此工艺的本发明检测，在1m3的实验仓中，除PM2.5效率，半小时可达80％以上，1小时可达90％以上，1个半小时基本为零。具体结果见表1。
表1
测试时间(min) PM2.5浓度(mg/m3) 去除率(％)
0 0.734 0.00
15 0.581 20.84
30 0.428 41.69
45 0.215 70.71
60 0.101 86.24
75 0.053 92.78
90 0.032 95.64
105 0.023 96.87
120 0.018 97.55
135 0.015 97.96
150 0.016 97.82
165 0.015 97.96
180 0.015 97.96
经便携式臭氧检测仪检测，本发明在正常运行时，出风口5处的臭氧浓度基本为零。
本发明将风机、高压静电灰尘拦截网、过滤网、负离子发生装置、高压产生装置从上到下依次设置在壳体内，使高压产生装置的负极在下方能够产生负离子，过滤网上负载络合剂可以初步去除颗粒污染物并杀菌，而高压产生装置的正极在上方与高压静电灰尘拦截网相连通，高压静电灰尘拦截网上负载有氧化金属，能够完美去除颗粒污染物如PM2.5以及附加在其表层上的细菌病毒，由于在高压静电灰尘拦截网上产生的电压为1万伏～10万伏，避免了在高压静电灰尘拦截网上产生臭氧的情形，结构简单，有利于生产销售的推广以及在日常生活中的使用。

Claims (10)

1.一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，包括壳体(1)和设置在壳体(1)内的风机(7)、过滤网(3)、高压模块(4)、控制装置(6)、负离子发生装置(10)、高压静电灰尘拦截网(8)，高压模块(4)的负极与负离子发生装置(10)相连通，高压模块(4)的正极与高压静电灰尘拦截网(8)相连通，所述的壳体(1)在其下半部的侧壁上设置进风口(2)，进风口(2)内设置有过滤网(3)，中间位置设置有高压静电灰尘拦截网(8)，壳体(1)下部设置有高压产生装置(4)和负离子发生装置(10)，其特征在于：所述的风机(7)、高压静电灰尘拦截网(8)、过滤网(3)、负离子发生装置(10)、高压产生装置(4)从上到下依次设置在壳体(1)内，所述的风机(7)设置在壳体(1)内的顶部，高压静电灰尘拦截网(8)设置在风机(7)的下方并位于过滤网(3)的上方，在风机(7)的下方与过滤网(3)的上方之间开设有抽拉槽，高压静电灰尘拦截网(8)设置在抽拉槽内，过滤网(3)设置在负离子发生装置(10)的上方，负离子发生装置(10)设置在高压模块(4)的上方，高压模块(4)设置在壳体(1)内的底部。
2.根据权利要求1所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的高压静电灰尘拦截网(8)为表面负载有氧化金属的泡沫金属网或陶瓷网，在高压静电灰尘拦截网(8)上产生的电压为1万伏～10万伏。
3.根据权利要求2所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的泡沫金属网的泡沫金属为泡沫镍、泡沫铁或泡沫钛合金中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的氧化金属为氧化铜、氧化锰、氧化铁、氧化锑、氧化锆、氧化锌中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的过滤网(3)整体为圆筒形，过滤网(3)的顶部为开口端，过滤网(3)的底部设置有绝缘体作为封底，过滤网(3)为多层滤网结构，从外到内依次为粗效滤网、活性炭滤网、除味滤网、常温催化滤网中的一层或多层组成。
6.根据权利要求5所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的粗效滤网为100-500目的滤网，活性炭滤网为100目-500目活性炭滤网或20PPI-100PPI的活性炭海绵滤网；
所述的除味滤网为100-500目的滤网，在除味滤网上设置有除味剂层；
所述的常温催化滤网为100-500目以活性炭为载体的催化滤网，在常温催化滤网设置有纳米氧化金属层，纳米氧化金属为纳米银粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铁、纳米氧化锑、纳米氧化锰中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法包括以下步骤：向金属硝酸盐的水溶液中加入司班、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、硅酸钠，搅拌至完全溶解，然后加入纳米二氧化硅、硅酸钙、硅藻土，搅拌至分散均匀，得到悬浊液，将泡沫金属网或陶瓷网完全浸泡于配置好的悬浊液中，浸泡12h以上，然后在300℃-600℃条件下干燥2-6h，得到负载金属氧化物的泡沫金属网或陶瓷网；
所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，每100mL水中含金属硝酸盐6-9g、司班7-10g、烷基酚聚氧乙烯醚10-15g、硅酸钠1g、纳米二氧化硅5-7g、硅酸钙2g、硅藻土3g；
所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，所述金属硝酸盐为硝酸铜、硝酸锰、硝酸铁、硝酸锑、硝酸锆、硝酸锌中的一种或多种；
所述的泡沫金属网或陶瓷网的负载方法中，所述司班为司班20或司班60。
8.根据权利要求3所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的活性炭滤网负载有络合剂，所述络合剂为聚乙烯亚胺、聚乙二醇和聚乙烯醇的水溶液，其中，聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙烯醇与水的重量百分比分别为2-10％、3-6％、0.5-2％。
9.根据权利要求8所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的活性炭滤网负载络合剂的方法包括：将活性炭滤网或活性炭海绵滤网完全浸入到上述络合剂中，浸泡12-24h，然后在80-160℃条件下烘烤3-5h，优选4h。
10.根据权利要求3所述的一种复合式高效去除颗粒污染物的空气净化器，其特征在于：所述的常温催化滤网负载有氧化金属，负载的方法包括：将常温催化滤网浸泡于纳米氧化金属的水混悬液中，浸泡24h后，在80-160℃条件下烘烤3-5h，再浸泡于分别由高锰酸钾、高氯酸钾、磷酸氢钠饱和的水溶液中，浸泡4h，然后在80-160℃条件下烘烤3-5h；
所述的纳米氧化金属为纳米银粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铁、纳米氧化锑、纳米氧化锰中的一种或多种；
所述的纳米氧化金属水混悬液的浓度≤3g/L。
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