CN104436884A - 一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，包括过滤设备箱体、初效过滤器、化学过滤段A、风机、化学过滤段B、中效过滤器；所述过滤设备箱体为立式方形结构，所述进风段由进风百叶构成；所述初效段由初效过滤器构成，所述中效段由中效过滤器构成；所述出风段由出风百叶构成；所述初效段上方焊接固定有化学过滤段A，所述化学过滤段A上方焊接固定有风机段，所述风机段内设置有风机和风机底座；所述过滤设备箱体正面各功能段相对应位置设置有检修门；本发明可独立置于室内，制造成本低，安装简单，可有效祛除PM10、PM2.5颗粒物以及SO₂、NOx、甲醛、VOC等化学气体；自循环式风量大，解决了新风过滤系统无法有效对室内空气净化的问题。

Description

一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备

技术领域

本发明涉及一种空气过滤净化处理技术设备领域，特别涉及一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备。 

背景技术

随着工业化和科学技术的进步，空气污染越来越严重，PM10，PM2.5，二氧化硫，氮氧化合物，甲醛，VOC等气体经常严重超标。工业、汽车尾气、建材等释放出大量的有毒有害物质，对人体、对精密仪器都存在着巨大的伤害，因此必须对有毒有害物质进行净化。 

现有技术主要是通过专用过滤净化设备、或者是空调箱增加过滤功能段对室外空气进行过滤净化；通过新风过滤设备过滤后，室外新风进入室内，过滤设备放置于室外，通过风管，将过滤设备过滤后的新风引入室内，新风的进入量通常是10％左右。 

现有技术的缺点/不足是1.设备置于室外，材料要求较高，需要防腐蚀、放雨水等；2.引入风量在10％左右，风量较小，整体净化能力弱；3.对室内受污染空气无法净化；4.室内外使用风管连接，一旦完成施工固定后，更改比较麻烦；5.安装难度高，占用空间大，安装工作复杂。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，针对现有技术中的不足，设计室内设置的自循环式空气化学过滤设备，使用冷轧钢板静电喷塑材料，制造加工要求低；室内过滤设备仅需提供电源，即可直接安装到位，设备安装简单；自循环式风量大，对室内空气可实现很好的过滤；可方便的增加台数，提高过滤能力，以便满足空间与净化级别的更高要求。 

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，所述自循环式空气化学过滤设备，简称化学过滤设备，包括过滤设备箱体、初效过滤器、化学过滤段A、风机、化学过滤段B、 中效过滤器、进风百叶、出风百叶、检修门、变频器、压差表、电源线盒、门锁扣、圆筒过滤器、圆筒过滤模组、模组框架、过滤器内壁、过滤器外壁、固定螺柱、密封垫片、过滤器底座、过滤器上盖、叠层过滤壳体、叠层滤料层、安装手孔，其特征在于： 

所述化学过滤设备为立式方形结构，由多个功能段组成，按照从下至上顺序，所述多个功能段包括进风段—初效段—化学过滤段A—风机段—化学过滤段B—中效段—出风段；所述多个功能段使用钣金折弯件焊接的方式，固定连接于所述过滤设备箱体内；所述进风段设置于所述过滤设备箱体底部，所述进风段为八面体结构，由八个进风百叶构成，分别位于所述过滤设备箱体进风段的八个面上；所述初效段由初效过滤器构成，装配于所述过滤设备箱体内，位于所述进风段上方；所述初效段上方设置有均流板，所述均流板上方焊接固定有化学过滤段A，所述化学过滤段A上方焊接固定有风机段，所述风机段内设置有风机和风机底座，所述风机底座通过螺接连接在所述过滤设备箱体上，中间使用防震垫防震；所述风机的进风口与所述化学过滤段A相通，所述风机的出风口用软接或者金属硬接连接于风机段的另一端，并与所述化学过滤段B相通；所述风机上方设置有化学过滤段B，所述化学过滤段B上方设置有所述中效段，所述中效段由中效过滤器构成，装配于所述过滤设备箱体内，所述化学过滤段B的上方设置有出风段；所述出风段设置于所述过滤设备箱体顶部，所述出风段为八面体结构，由八个出风百叶构成，分别位于所述过滤设备箱体出风段的八个面上；所述过滤设备箱体正面上设置有所述初效过滤器、所述中效过滤器的安装空间，其余三面设置有密封背板，正面各功能段相对应位置设置有检修门，所述检修门以铰链方式连接在所述过滤设备箱体上，所述检修门闭合后，通过门锁扣锁紧，所述检修门框设置有密封条，确保密封；所述变频器通过螺接安装固定于所述过滤设备箱体上，所述变频器操作面与所述过滤设备箱体正面外侧平齐，所述变频器与所述风机和电源电气连接；所述压差表通过螺接安装固定于所述过滤设备箱体上，所述压差表正面与所述过滤设备箱体外侧平齐，所述压差表通过软管正压端连接于相应功能段的气流方向上游，负压端连接于对应功能段气流方向的下游；所述电源线盒焊接固定于所述过滤设备箱体侧面。 

按照气流过滤方向，空气被吸入进风段，进入初效段过滤，再进入化学过滤段A过滤，经过风机段加速后，进入化学过滤段B过滤，最后进入中效段过滤，净化后的空气经由出风段排出。 

所述进风段设置有八面百叶窗结构，所述百叶窗独立设置有开闭调节杆，通过开闭调节杆，可定向开启或者关闭某一个面的进风百叶窗口。 

所述出风段设置有八面百叶窗结构，所述百叶窗独立设置有开闭调节杆，通过开闭调节杆，可定向开启或者关闭某一个面的出风百叶窗口。 

所述风机设置于二组化学过滤段(A、B)中间，所述风机通过吸风作用将空气吸入所述初效过滤器和所述化学过滤段A；然后经过所述风机加速，将空气带压送入到所述化学过滤段B和所述中效过滤器中，充分发挥了所述风机的吸风与排风功能。 

所述初效过滤器和所述中效过滤器，通过所述过滤设备箱体正面的检修门可以方便更换，所述中效过滤器可使用亚高效过滤器替换。 

所述过滤设备箱体正面设置有多个检修门，所述初效段，化学过滤段A，风机段，化学过滤段B，中效段分别设置有独立的检修门；可根据实际情况需要，更换或改变相应功能段的配置，例如紫外杀菌灯等。 

所述自循环式空气化学过滤方法： 

工艺流程为：空气在所述风机吸引力作用下，经由底部的进风段中的八面形进风百叶，进入到所述初效过滤器，所述初效过滤器对空气进行过滤，并祛除空气中所含有的PM10细颗粒物，同时起到保护化学过滤段A和化学过滤段B的作用，在风机的吸引力和压缩力作用下，空气通过所述化学过滤段A和化学过滤段B，所述化学过滤段A和化学过滤段B中的化学滤料对空气中所含有的有害有毒污染气体进行化学过滤，使空气中的化学有害污染气体与所述化学滤料发生化学反应，并进一步的将空气中的有害有毒污染气体加以消除，在所述风机的压缩力作用下，空气被压缩进入到所述中效过滤器中，所述中效过滤器放置最后，对经过化学过滤的空气进行过滤，并将所述空气中所含有的PM2.5细颗粒物加以祛除，经过初效过滤器、化学过滤段A、化学过滤段B和中效过滤器过滤的净化空气，最后通过出风段中的八面形出风百叶，排入到净化车间中。 

1、PM10细颗粒物的祛除：如图8所示，空气中的尘埃粒子，具有三种流动状态，一是随着气流做惯性运行；二是做无规则自由运动；三是受某种电场或者磁场力的作用而移动；在尘埃粒子运动过程中，当运动中的粒子撞到障碍物时，所述粒子与障碍物表面接触，所述粒子与障碍物表面分子间存在的范德瓦尔斯力使所述粒子与障碍物粘接在一起；空气中的污染尘埃粒子在所述风机吸引力作用下，通过惯性运动或者无规则运动在风力作用下，进入到所述初效过滤器中，所述细颗粒物按照惯性原理及扩散原理与初效过滤器中的滤料或者滤布进行接触，其中PM10以上的细颗粒物被捕获。所述初效过滤器，通常可使用3个月以上更换一次。中效、亚高效过滤器可以使用6个月以上更换一次。 

2、叠层化学过滤过程：如图4、图9所示，所述化学过滤段A使用叠层化学过滤，所述叠层化学过滤设置有长方体结构的化学模块；所述化学模块由化学过滤段壳体和多个V型化学滤料层构成；所述化学滤料层中填充有化学滤料。 

所述化学模块长方体尺寸为：长度20mm—100mm,宽度20mm—100mm，高度20mm—80mm；也可按要求定制尺寸；所述化学模块的材质为金属或塑料；所述化学滤料层厚度为2mm—10mm。 

所述化学模块采用插拔的方式，通过安装手孔直接插入化学过滤段壳体内，卸载时直接拔出；所述化学模块依靠自重及密封垫片与过滤设备箱体密封连接。 

空气中的化学有毒有害污染气体的祛除(1)吸附原理：化学滤料，如活性炭，是一种多孔性的物质，它具有高度发达的空隙构造，有大孔、中孔和微孔；多孔结构为其提供了大量的表面积，能与空气及杂质充分接触，通过范德华力，将有害杂质(主要为VOC)固定于微孔表面，从而达到去除有害杂质的目标；当化学滤料吸附满后，将会通过人工方式进行自动解吸脱附，循环再生使用。(2)化学反应吸附原理：同吸附相同，有害杂质进入微孔表面后，所述微孔表面附着有特定的化学成分，可以与有害杂质进行反应，从而将杂质转化为无害的无机盐固定在微孔表面；化学吸附不会产生脱附的问题，更有利于对空气中的有毒有害污染分子进行祛除；所述化学吸附典型污染气体的化学反应过程如下： 

氮氧化物(NOx)祛除反应： 

3NO+2KMnO₄+H₂O＝3NO₂+2MnO₂+2KOH； 

3NO₂+KMnO₄+2KOH＝3KNO₃+MnO₂+H₂O； 

二氧化硫分子(SO₂)祛除反应： 

2KOH+SO₂＝K2SO₃+H₂O； 

2K₂SO₃+O₂＝2K₂SO₄

氯气Cl₂祛除反应： 

2Cl₂+4KOH＝4KCl+2H₂O+O₂； 

氨气NH₃祛除反应： 

H₃PO₄+NH₃＝(NH₄)H₂PO₄

所述化学过滤器内的化学滤料，通常可以使用一年以上。 

3、风机对空气的吸引力与压缩力传送：所述风机对初效过滤器和化学过滤段A具有吸引力，通过所述风机的高速旋转，在浆叶的作用下，将空气从进风段的八面形百叶吸引进来，并在吸引力作用下，使空气通过初效过滤器和化学过滤段A；当空气通过所述风机后，所述风机上设置有排风浆叶，将进一步增加空气的旋转力，进一步的所述空气被压缩，并在密封空间内获得较高的压缩比，迫使空气在连续不断的压缩力作用下，进入到所述化学过滤段B中，通过所述化学过滤段B后，所述空气进一步被压缩强制通过所述中效过滤器，最终所述空气被净化，并在唯一的出风段经过出风百叶的八面形百叶排入净化空间。 

4、圆筒化学过滤过程：所述化学过滤段B设置有圆筒过滤模组，所述圆筒过滤模组由多个圆筒过滤器组成，如图5、图6、图7、图9所示，所述圆筒过滤器为圆筒形结构，包括过滤器内壁、化学滤料、过滤器外壁、固定螺柱、密封垫片、过滤器底座、过滤器上盖，所述化学滤料设置于所述过滤器内壁和过滤器外壁之间，所述过滤器内壁与过滤器外壁为不同直径的筒状结构，以套接方式通过固定螺柱，将所述过滤器底座和所述过滤器上盖、密封垫片装配成为一体。 

所述圆筒过滤模组中，所述模组框架通过螺丝固定于所述化学过滤设备的化学过滤段B上；所述模组框架上设置有圆筒过滤器的进气孔，所述进气孔周围设置有三个固定螺柱的固定孔，将所述圆筒过滤器置入到所述 模组框架上，旋转所述圆筒过滤器，通过三根固定螺柱将所述圆筒过滤器固定于所述模组框架上；所述圆筒过滤器的三根螺柱上套置有一个密封垫片，所述圆筒过滤器与所述模组框架之间通过圆筒过滤器上的密封垫片进行密封；所述过滤器内壁与所述过滤器外壁均采用打孔网板弯曲而成，所述过滤器内壁与所述过滤器外壁均卷曲为圆筒后点焊焊接构成，所述过滤器内壁与所述过滤器外壁之间填装化学滤料；所述过滤器底座和所述过滤器外壁通过焊接方式固定连接，所述过滤器底座与所述过滤器内壁采用点焊方式固定连接，所述过滤器内壁与所述过滤器外壁之间使用铆钉铆接，所述过滤器上盖和过滤器外壁之间使用螺丝固定连接。 

气流从模组框架上的通孔进入圆筒过滤器内侧，通过过滤器内壁网孔进入化学滤料层，并与内部化学滤料充分接触后，通过外壁网孔排除。 

所述圆筒过滤模组分4筒、8筒、16筒三种，本发明中采用16筒圆筒过滤模组结构；每个所述圆筒过滤器外径145mm，内径87mm，长度为三种规格：250mm，450mm，600mm；非标长度可定制。 

所述250mm规格圆筒过滤器的滤料填装量ft³/ft²通风面积：0.41；阻力为120Pa1.5m/s；所述450mm规格圆筒过滤器的滤料填装量ft³/ft²通风面积：0.61；阻力为120Pa2.6m/s；所述600mm规格圆筒过滤器的滤料填装量ft³/ft²通风面积：0.81；阻力为120Pa3.6m/s。 

5、PM2.5细颗粒物的祛除：如图8所示，空气中的尘埃粒子，具有三种流动状态，一是随着气流做惯性运行；二是做无规则自由运动；三是受某种电场或者磁场力的作用而移动；在尘埃粒子运动过程中，当运动中的粒子撞到障碍物时，所述粒子与障碍物表面接触，所述粒子与障碍物表面分子间存在的范德华力使所述粒子与障碍物粘接在一起；空气中的污染尘埃粒子在所述风机压缩力作用下，通过惯性运动或者无规则运动在风力作用下，进入到所述中效过滤器中，所述细颗粒物按照惯性原理及扩散原理与中效过滤器中的滤料或者滤布进行接触，其中PM2.5以上的细颗粒物被捕获。所述中效、亚高效过滤器，通常可使用6个月以上更换一次。 

所述变频器可控制风机转速，进而调节空气过滤的风量。 

所述初效、中效功能段设置有所述压差表，用以监控所述初效、中效过滤器使用情况，提供过滤器更换依据。 

电源线盒用以连接电源，所述电源使用三相380V，50hz配电。 

本发明标准设备单台风量达到1700立方米/小时。 

本发明可组合使用，根据需要净化空间的大小及室内空气状况，按照空间容积换气次数6—12次可供选择，相应配置多台过滤设备。 

所述化学过滤设备的整体工作原理：通过自带风机提供风量，提供吸引力和压缩力动能；通过均流板使吸入之空气均匀进入过滤器，通过初效过滤祛除PM10，两段化学过滤祛除化学气体，如SO2、NOx、甲醛、VOC等化学气体；经过中效过滤器祛除PM2.5，使得室内空气在化学过滤设备的净化下，提高空气质量，达到最佳的祛除效果，最终得到洁净的空气。 

其它替代方案：本发明除立式设备外，还可设置为卧式设备；按照气流方向，立式设备可有下进风上出风，还可以上进风下出风方式；所述卧式设备可以设置为左进风右出风或者右进风左出风两种方式。 

通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：设计可独立置于室内的自循环式空气化学过滤设备，使用冷轧钢板静电喷塑材料，制造加工要求低，单台制造成本低；室内过滤设备仅需提供电源，即可直接安装到位，设备安装简单；对空气进行过滤净化，可有效祛除PM10、PM2.5颗粒，以及SO₂、NOx、甲醛、VOC等化学气体；自循环式风量大，对室内空气可实现很好的过滤，解决了新风过滤系统无法有效对室内空气净化的问题；安装、扩容方便，通过增加台数，提高过滤净化能力，解决了新风过滤系统无法有效对室内空气净化的问题，满足空间与净化级别的更高要求。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备主视图示意图； 

图2为本发明实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备侧视图示意图； 

图3为本发明实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备剖视图示意图。 

图4为本新型实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备化学过滤段A示意图，其中图4a为俯视图，图4b为左视图，图4c为主视图，图4d为右视图，图4e为剖视图。 

图5为本发明实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备圆筒过滤模组示意图； 

图6为本发明实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备圆筒过滤框架示意图，其中图6a是主视图，图6b是左视图，图6c是俯视图； 

图7为本发明实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备圆筒过滤器示意图，其中图7a是俯视图，图7b是主视图。 

图8为本发明实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备颗粒物惯性过滤示意图； 

图9为本发明实施例所公开的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备化学过滤示意图，其中图9a为吸附过滤图，图9b为化学过滤图。 

图中数字和字母所表示的相应部件名称： 

1.过滤设备箱体  2.初效过滤器    3.化学过滤段A  4.风机 

5.化学过滤段B   6.中效过滤器    7.进风百叶     8.出风百叶 

9.检修门        10.变频器       11.压差表      12.电源线盒 

13.门锁扣          14.圆筒过滤器        15.圆筒过滤模组 

16.模组框架        17.过滤器内壁        18.过滤器外壁 

19.固定螺柱        20.密封垫片          21.过滤器底座 

22.过滤器上盖      23.叠层过滤壳体      24.叠层滤料层 

25.安装手孔 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

根据图1至图7，本发明提供了一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，包括过滤设备箱体1、初效过滤器2、化学过滤段A3、风机4、化学过滤段B5、中效过滤器6、进风百叶7、出风百叶8、检修门9、变频器10、压差表11、电源线盒12、门锁扣13、圆筒过滤器14、圆筒过滤模组15、模组框架16、过滤器内壁17、过滤器外壁18、固定螺柱19、密封垫片20、过滤器底座21、过滤器上盖22、叠层过滤壳体23、叠层滤料层24、安装手孔25。 

所述化学过滤设备为立式方形结构，由多个功能段组成，按照从下至上顺序，所述多个功能段包括进风段—初效段—化学过滤段A3—风机段—化学过滤段B5—中效段—出风段；所述多个功能段使用钣金折弯件焊接的方式，固定连接于所述过滤设备箱体1内；所述进风段设置于所述过滤设备箱体1底部，所述进风段为八面体结构，由八个进风百叶7构成，分别位于所述过滤设备箱体1进风段的八个面上；所述初效段由初效过滤器2构成，装配于所述过滤设备箱体1内，位于所述进风段上方；所述初效段上方设置有均流板，所述均流板上方焊接固定有化学过滤段A3，所述化学过滤段A3上方焊接固定有风机段，所述风机段内设置有风机4和风机底座，所述风机底座通过螺接连接在所述过滤设备箱体1上，中间使用防震垫防震；所述风机4的进风口与所述化学过滤段A3相通，所述风机4的出风口用软接或者金属硬接连接于风机段的另一端，并与所述化学过滤段B5相通；所述风机4上方设置有化学过滤段B5，所述化学过滤段B5上方设置有所述中效段，所述中效段由中效过滤器6构成，装配于所述过滤设备箱体1内，所述化学过滤段B5的上方设置有出风段；所述出风段设置于所述过滤设备箱体1顶部，所述出风段为八面体结构，由八个出风百叶8构成，分别位于所述过滤设备箱体1出风段的八个面上；所述过滤设备箱体1正面上设置有所述初效过滤器2、所述中效过滤器6的安装空间，其余三面 设置有密封背板，正面各功能段相对应位置设置有检修门9，所述检修门9以铰链方式连接在所述过滤设备箱体1上，所述检修门9闭合后，通过门锁扣13锁紧，所述检修门框设置有密封条，确保密封；所述变频器10通过螺接安装固定于所述过滤设备箱体1上，所述变频器10操作面与所述过滤设备箱体1正面外侧平齐，所述变频器10与所述风机4和电源电气连接；所述压差表11通过螺接安装固定于所述过滤设备箱体1上，所述压差表11正面与所述过滤设备箱体1外侧平齐，所述压差表11通过软管正压端连接于相应功能段的气流方向上游，负压端连接于对应功能段气流方向的下游；所述电源线盒12焊接固定于所述过滤设备箱体1侧面。 

按照气流过滤方向，空气被吸入进风段，进入初效段过滤2，再进入化学过滤段A3过滤，经过风机段加速后，进入化学过滤段B5过滤，最后进入中效段过滤，净化后的空气经由出风段排出。 

所述进风段设置有八面百叶窗结构，所述百叶窗独立设置有开闭调节杆，通过开闭调节杆，可定向开启或者关闭某一个面的进风百叶窗口。 

所述出风段设置有八面百叶窗结构，所述百叶窗独立设置有开闭调节杆，通过开闭调节杆，可定向开启或者关闭某一个面的出风百叶窗口。 

所述风机4设置于二组化学过滤段(A3、B5)中间，所述风机4通过吸风作用将空气吸入所述初效过滤器2和所述化学过滤段A3；然后经过所述风机4加速，将空气带压送入到所述化学过滤段B5和所述中效过滤器6中，充分发挥了所述风机4的吸风与排风功能。 

所述初效过滤器2和所述中效过滤器6，通过所述过滤设备箱体1正面的检修门9可以方便更换，所述中效过滤器6可使用亚高效过滤器替换。 

所述过滤设备箱体1正面设置有多个检修门9，所述初效段，化学过滤段A3，风机段，化学过滤段B5，中效段分别设置有独立的检修门9；可根据实际情况需要，更换或改变相应功能段的配置，例如紫外杀菌灯等。 

所述自循环式空气化学过滤方法： 

工艺流程为：空气在所述风机吸引力作用下，经由底部的进风段中的八面形进风百叶7，进入到所述初效过滤器2，所述初效过滤器2对空气进行过滤，并祛除空气中所含有的PM10细颗粒物，同时起到保护化学过滤段 A3和化学过滤段B5的作用，在风机4的吸引力和压缩力作用下，空气通过所述化学过滤段A3和化学过滤段B5，所述化学过滤段A3和化学过滤段B5中的化学滤料对空气中所含有的有害有毒污染气体进行化学过滤，使空气中的化学有害污染气体与所述化学滤料发生化学反应，并进一步的将空气中的有害有毒污染气体加以消除，在所述风机4的压缩力作用下，空气被压缩进入到所述中效过滤器6中，所述中效过滤器6放置最后，对经过化学过滤的空气进行过滤，并将所述空气中所含有的PM2.5细颗粒物加以祛除，经过初效过滤器2、化学过滤段A3、化学过滤段B5和中效过滤器6过滤的净化空气，最后通过出风段中的八面形出风百叶8，排入到净化车间中。 

1、PM10细颗粒物的祛除：如图8所示，空气中的尘埃粒子，具有三种流动状态，一是随着气流做惯性运行；二是做无规则自由运动；三是受某种电场或者磁场力的作用而移动；在尘埃粒子运动过程中，当运动中的粒子撞到障碍物时，所述粒子与障碍物表面接触，所述粒子与障碍物表面分子间存在的范德瓦尔斯力使所述粒子与障碍物粘接在一起；空气中的污染尘埃粒子在所述风机吸引力作用下，通过惯性运动或者无规则运动在风力作用下，进入到所述初效过滤器中，所述细颗粒物按照惯性原理及扩散原理与初效过滤器中的滤料或者滤布进行接触，其中PM10以上的细颗粒物被捕获。所述初效过滤器，通常可使用3个月以上更换一次。中效、亚高效过滤器可以使用6个月以上更换一次。 

2、叠层化学过滤过程：如图4、图9所示，所述化学过滤段A使用叠层化学过滤，所述叠层化学过滤设置有长方体结构的化学模块；所述化学模块由化学过滤段壳体23和多个V型化学滤料层24构成；所述化学滤料层24中填充有化学滤料。 

所述化学模块长方体尺寸为：长度20mm—100mm,宽度20mm—100mm，高度20mm—80mm；也可按要求定制尺寸；所述化学模块的材质为金属或塑料；所述化学滤料层24厚度为2mm—10mm。 

所述化学模块采用插拔的方式，通过安装手孔25直接插入化学过滤段壳体23内，卸载时直接拔出；所述化学模块依靠自重及密封垫片与过滤设备箱体1密封连接。 

空气中的化学有毒有害污染气体的祛除：(1)吸附原理：化学滤料，如活性炭，是一种多孔性的物质，它具有高度发达的空隙构造，有大孔、中孔和微孔；多孔结构为其提供了大量的表面积，能与空气及杂质充分接触，通过范德华力，将有害杂质(主要为VOC)固定于微孔表面，从而达到去除有害杂质的目标；当化学滤料吸附满后，将会通过人工方式进行自动解吸脱附，循环再生使用。(2)化学反应吸附原理：同吸附相同，有害杂质进入微孔表面后，所述微孔表面附着有特定的化学成分，可以与有害杂质进行反应，从而将杂质转化为无害的无机盐固定在微孔表面；化学吸附不会产生脱附的问题，更有利于对空气中的有毒有害污染分子进行祛除；所述化学吸附典型污染气体的化学反应过程如下： 

氮氧化物(NOx)祛除反应： 

3NO+2KMnO₄+H₂O＝3NO₂+2MnO₂+2KOH； 

3NO₂+KMnO₄+2KOH＝3KNO₃+MnO₂+H₂O； 

二氧化硫分子(SO₂)祛除反应： 

2KOH+SO₂＝K2SO₃+H₂O； 

2K₂SO₃+O₂＝2K₂SO₄

氯气Cl₂祛除反应： 

2Cl₂+4KOH＝4KCl+2H₂O+O₂； 

氨气NH₃祛除反应： 

H₃PO₄+NH₃＝(NH₄)H₂PO₄

所述化学过滤器内的化学滤料，通常可以使用一年以上。 

3、风机4对空气的吸引力与压缩力传送：所述风机4对初效过滤器2和化学过滤段A3具有吸引力，通过所述风机4的高速旋转，在浆叶的作用下，将空气从进风段的八面形百叶吸引进来，并在吸引力作用下，使空气通过初效过滤器2和化学过滤段A3；当空气通过所述风机4后，所述风机4上设置有排风浆叶，将进一步增加空气的旋转力，进一步的所述空气被压缩，并在密封空间内获得较高的压缩比，迫使空气在连续不断的压缩力作用下，进入到所述化学过滤段B5中，通过所述化学过滤段B5后，所述空气进一步被压缩强制通过所述中效过滤器6，最终所述空气被净化，并在唯一的出风段经过出风百叶8的八面形百叶排入净化空间。 

4、圆筒化学过滤过程：所述化学过滤段B5设置有圆筒过滤模组15，所述圆筒过滤模组15由多个圆筒过滤器14组成，如图5、图6、图7、图9所示，所述圆筒过滤器14为圆筒形结构，包括过滤器内壁17、化学滤料、过滤器外壁18、固定螺柱19、密封垫片20、过滤器底座21、过滤器上盖22，所述化学滤料设置于所述过滤器内壁17和过滤器外壁18之间，所述过滤器内壁17与过滤器外壁18为不同直径的筒状结构，以套接方式通过固定螺柱19，将所述过滤器底座21和所述过滤器上盖22、密封垫片20装配成为一体。 

所述圆筒过滤模组15中，所述模组框架16通过螺丝固定于所述化学过滤设备的化学过滤段B5上；所述模组框架16上设置有圆筒过滤器14的进气孔，所述进气孔周围设置有三个固定螺柱19的固定孔，将所述圆筒过滤器14置入到所述模组框架16上，旋转所述圆筒过滤器14，通过三根固定螺柱19将所述圆筒过滤器14固定于所述模组框架16上；所述圆筒过滤器14的三根螺柱上套置有一个密封垫片20，所述圆筒过滤器14与所述模组框架16之间通过圆筒过滤器14上的密封垫片20进行密封；所述过滤器内壁17与所述过滤器外壁18均采用打孔网板弯曲而成，所述过滤器内壁17与所述过滤器外壁18均卷曲为圆筒后点焊焊接构成，所述过滤器内壁17与所述过滤器外壁18之间填装化学滤料；所述过滤器底座21和所述过滤器外壁18通过焊接方式固定连接，所述过滤器底座21与所述过滤器内壁17采用点焊方式固定连接，所述过滤器内壁17与所述过滤器外壁18之间使用铆钉铆接，所述过滤器上盖22和过滤器外壁18之间使用螺丝固定连接。 

气流从模组框架16上的通孔进入圆筒过滤器14内侧，通过过滤器内壁17网孔进入化学滤料层，并与内部化学滤料充分接触后，通过外壁网孔排除。 

所述圆筒过滤模组15分4筒、8筒、16筒三种，本发明中采用16筒圆筒过滤模组15结构；每个所述圆筒过滤器14外径145mm，内径87mm，长度为三种规格：250mm，450mm，600mm；非标长度可定制。 

所述250mm规格圆筒过滤器14的滤料填装量ft³/ft²通风面积：0.41；阻力为120Pa1.5m/s；所述450mm规格圆筒过滤器14的滤料填装量ft³/ft² 通风面积：0.61；阻力为120Pa2.6m/s；所述600mm规格圆筒过滤器14的滤料填装量ft³/ft²通风面积：0.81；阻力为120Pa3.6m/s。 

5、PM2.5细颗粒物的祛除：如图8所示，空气中的尘埃粒子，具有三种流动状态，一是随着气流做惯性运行；二是做无规则自由运动；三是受某种电场或者磁场力的作用而移动；在尘埃粒子运动过程中，当运动中的粒子撞到障碍物时，所述粒子与障碍物表面接触，所述粒子与障碍物表面分子间存在的范德华力使所述粒子与障碍物粘接在一起；空气中的污染尘埃粒子在所述风机压缩力作用下，通过惯性运动或者无规则运动在风力作用下，进入到所述中效过滤器中，所述细颗粒物按照惯性原理及扩散原理与中效过滤器中的滤料或者滤布进行接触，其中PM2.5以上的细颗粒物被捕获。所述中效、亚高效过滤器，通常可使用6个月以上更换一次。 

所述变频器10可控制风机4转速，进而调节空气过滤的风量。 

所述初效、中效功能段设置有所述压差表11，用以监控所述初效、中效过滤器使用情况，提供过滤器更换依据。 

电源线盒12用以连接电源，所述电源使用三相380V，50hz配电。 

本发明标准设备单台风量达到1700立方米/小时。 

本发明可组合使用，根据需要净化空间的大小及室内空气状况，按照空间容积换气次数6—12次可供选择；例如，200平方米，3米高的房间，容积为600立方米，空气状况差，选择12次换气，则自循环式空气化学过滤设备需要提供600*12＝7200立方米/小时风量，则可在室内布置7200/1700＝4.23≈5台标准型号的自循环式化学过滤设备。 

所述化学过滤设备的整体工作原理：通过自带风机提供风量，提供吸引力和压缩力动能；通过均流板使吸入之空气均匀进入过滤器，通过初效过滤祛除PM10，两段化学过滤祛除化学气体，如SO2、NOx、甲醛、VOC等化学气体；经过中效过滤器祛除PM2.5，使得室内空气在化学过滤设备的净化下，提高空气质量，达到最佳的祛除效果，最终得到洁净的空气。 

通过上述具体实施例，本发明的有益效果是：设计可独立置于室内的自循环式空气化学过滤设备，使用冷轧钢板静电喷塑材料，制造加工要求低，单台制造成本低；室内过滤设备仅需提供电源，即可直接安装到位，设备安装简单；对空气进行过滤净化，可有效祛除PM10、PM2.5颗粒，以 及SO₂、NOx、甲醛、VOC等化学气体；自循环式风量大，对室内空气可实现很好的过滤，解决了新风过滤系统无法有效对室内空气净化的问题；安装、扩容方便，通过增加台数，提高过滤净化能力，解决了新风过滤系统无法有效对室内空气净化的问题，满足空间与净化级别的更高要求。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (9)

1.一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述自循环式空气化学过滤设备，简称化学过滤设备，包括过滤设备箱体、初效过滤器、化学过滤段A、风机、化学过滤段B、中效过滤器、进风百叶、出风百叶、检修门、变频器、压差表、电源线盒、门锁扣、圆筒过滤器、圆筒过滤模组、模组框架、过滤器内壁、过滤器外壁、固定螺柱、密封垫片、过滤器底座、过滤器上盖、叠层过滤壳体、叠层滤料层、安装手孔；所述化学过滤设备为立式方形结构，由多个功能段组成，按照从下至上顺序，所述多个功能段包括进风段—初效段—化学过滤段A—风机段—化学过滤段B—中效段—出风段；所述多个功能段使用钣金折弯件焊接的方式，固定连接于所述过滤设备箱体内；所述进风段设置于所述过滤设备箱体底部，所述进风段为八面体结构，由八个进风百叶构成，分别位于所述过滤设备箱体进风段的八个面上；所述初效段由初效过滤器构成，装配于所述过滤设备箱体内，位于所述进风段上方；所述初效段上方设置有均流板，所述均流板上方焊接固定有化学过滤段A，所述化学过滤段A上方焊接固定有风机段，所述风机段内设置有风机和风机底座，所述风机底座通过螺接连接在所述过滤设备箱体上，中间使用防震垫防震；所述风机的进风口与所述化学过滤段A相通，所述风机的出风口用软接或者金属硬接连接于风机段的另一端，并与所述化学过滤段B相通；所述风机上方设置有化学过滤段B，所述化学过滤段B上方设置有所述中效段，所述中效段由中效过滤器构成，装配于所述过滤设备箱体内，所述化学过滤段B的上方设置有出风段；所述出风段设置于所述过滤设备箱体顶部，所述出风段为八面体结构，由八个出风百叶构成，分别位于所述过滤设备箱体出风段的八个面上；所述过滤设备箱体正面上设置有所述初效过滤器、所述中效过滤器的安装空间，其余三面设置有密封背板，正面各功能段相对应位置设置有检修门，所述检修门以铰链方式连接在所述过滤设备箱体上，所述检修门闭合后，通过门锁扣锁紧，所述检修门框设置有密封条，确保密封；所述变频器通过螺接安装固定于所述过滤设备箱体上，所述变频器操作面与所述过滤设备箱体正面外侧平齐，所述变频器与所述风机和电源电气连接；所述压差表通过螺接安装固定于所述过滤设备箱体上，所述压差表正面与所述过滤设备箱体外侧平齐，所述压差表通过软管正压端连接于相应功能段的气流方向上游，负压端连接于对应功能段气流方向的下游；所述电源线盒焊接固定于所述过滤设备箱体侧面。

2.根据权利要求1所述的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述进风段设置有八面百叶窗结构，所述百叶窗独立设置有开闭调节杆，通过开闭调节杆，可定向开启或者关闭某一个面的进风百叶窗口。

3.根据权利要求1所述的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述出风段设置有八面百叶窗结构，所述百叶窗独立设置有开闭调节杆，通过开闭调节杆，可定向开启或者关闭某一个面的出风百叶窗口。

4.根据权利要求1所述的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述自循环式空气化学过滤方法为空气在所述风机吸引力作用下，经由底部的进风段中的八面形进风百叶，进入到所述初效过滤器，所述初效过滤器对空气进行过滤，并祛除空气中所含有的PM10细颗粒物，同时起到保护化学过滤段A和化学过滤段B的作用，在风机的吸引力和压缩力作用下，空气通过所述化学过滤段A和化学过滤段B，所述化学过滤段A和化学过滤段B中的化学滤料对空气中所含有的有害有毒污染气体进行化学过滤，使空气中的化学有害污染气体与所述化学滤料发生化学反应，并进一步的将空气中的有害有毒污染气体加以消除，在所述风机的压缩力作用下，空气被压缩进入到所述中效过滤器中，所述中效过滤器放置最后，对经过化学过滤的空气进行过滤，并将所述空气中所含有的PM2.5细颗粒物加以祛除，经过初效过滤器、化学过滤段A、化学过滤段B和中效过滤器过滤的净化空气，最后通过出风段中的八面形出风百叶排入车间。

5.根据权利要求1或4所述的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述化学过滤段A使用叠层化学过滤，所述叠层化学过滤设置有长方体结构的化学模块；所述化学模块由化学过滤段壳体和多个V型化学滤料层构成；所述化学滤料层中填充有化学滤料；所述化学模块长方体尺寸为：长度20mm—100mm,宽度20mm—100mm，高度20mm—80mm；也可按要求定制尺寸；所述化学模块的材质为金属或塑料；所述化学滤料层厚度为2mm—10mm；所述化学模块采用插拔的方式，通过安装手孔直接插入化学过滤段壳体内，卸载时直接拔出；所述化学模块依靠自重及密封垫片与过滤设备箱体密封连接。

6.根据权利要求1或4所述的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述化学过滤段B设置有圆筒过滤模组，所述圆筒过滤模组由多个圆筒过滤器组成，所述圆筒过滤器为圆筒形结构，包括过滤器内壁、化学滤料、过滤器外壁、固定螺柱、密封垫片、过滤器底座、过滤器上盖，所述化学滤料设置于所述过滤器内壁和过滤器外壁之间，所述过滤器内壁与过滤器外壁为不同直径的筒状结构，以套接方式通过固定螺柱，将所述过滤器底座和所述过滤器上盖、密封垫片装配成为一体。

7.根据权利要求6所述的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述圆筒过滤模组中，所述模组框架通过螺丝固定于所述化学过滤设备的化学过滤段B上；所述模组框架上设置有圆筒过滤器的进气孔，所述进气孔周围设置有三个固定螺柱的固定孔，将所述圆筒过滤器置入到所述模组框架上，旋转所述圆筒过滤器，通过三根固定螺柱将所述圆筒过滤器固定于所述模组框架上；所述圆筒过滤器的三根螺柱上套置有一个密封垫片，所述圆筒过滤器与所述模组框架之间通过圆筒过滤器上的密封垫片进行密封；所述过滤器内壁与所述过滤器外壁均采用打孔网板弯曲而成，所述过滤器内壁与所述过滤器外壁均卷曲为圆筒后点焊焊接构成，所述过滤器内壁与所述过滤器外壁之间填装化学滤料；所述过滤器底座和所述过滤器外壁通过焊接方式固定连接，所述过滤器底座与所述过滤器内壁采用点焊方式固定连接，所述过滤器内壁与所述过滤器外壁之间使用铆钉铆接，所述过滤器上盖和过滤器外壁之间使用螺丝固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述圆筒过滤模组分4筒、8筒、16筒三种，每个所述圆筒过滤器外径145mm，内径87mm，长度为三种规格：250mm，450mm，600mm。

9.根据权利要求1所述的一种自循环式空气化学过滤方法及其过滤设备，其特征在于，所述中效过滤器可使用亚高效过滤器替换；所述自循环式空气化学过滤设备可组合使用，根据需要净化空间的大小及室内空气状况，按照空间容积换气次数6—12次可供选择，相应配置多台过滤设备。