CN104623714A

CN104623714A - 一种空气净化装置

Info

Publication number: CN104623714A
Application number: CN201510075135.9A
Authority: CN
Inventors: 张仁熙; 袁圆; 殷建峰
Original assignee: CHANGZHOU DAHENG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHANGZHOU DAHENG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明涉及一种空气净化装置，包括壳体，设置于壳体两端的进风口和出风口，设置于所述壳体内部、临近所述进风口处的穿孔均风板，通过固定架固定于所述壳体内部的紫外光发生装置。本发明结构紧凑，安装方便，光能量强，杀菌消毒功能更彻底、迅速。

Description

一种空气净化装置

技术领域

本发明涉及净化设备技术领域，具体公开一种空气净化装置。

背景技术

紫外光技术在空气净化领域，因其具有简单方便，并兼有杀菌消毒作用，得到广泛应用。但该技术在使用过程中，主要存在如下问题：

1、在空气净化领域，所用紫外光基本上由低压汞灯产生，所辐射的谱线主要有253.7 nm和185 nm两种，谱线选择面窄。另外，能吸收253.7 nm光的污染物非常有限，因而，253.7 nm光更多是用来杀菌消毒，而难以直接用于分解污染物；185 nm光可被大多数污染物吸收，且光子能量可达到6.7 eV，但185 nm光在空气中的透射距离非常小，作用的范围非常有限，185 nm光更多被氧气和水气吸收，产生活性成分才能再与污染物发生反应，降低了能效。

2、中压汞灯尽管可以产生313 nm和365 nm的光，但这两种波长紫外光的能量低，对大多数污染成份不起作用，该谱线光更多用于固化领域。

3、低压汞灯的使用寿命短，一般不超过15000小时，为了降低投资成本，使用寿命小于6000小时的低压汞灯非常普遍。

4、低压汞灯管两端各有电源连接头，电源线的引出不方便。

5、低压汞灯的功率普遍不高，一般小于80 W左右，在净化大风量空气时，装机量大，费用高；汞齐灯尽管功率可达到600 W，但造价高，且使用寿命并没有明显提高。

6、存在汞污染的危险性。

发明内容

本发明的目的在于：为解决以上问题提供一种结构紧凑，安装方便，光能量强，杀菌消毒功能更彻底、迅速的空气净化装置。

本发明所采用的技术方案是这样的：

一种空气净化装置，包括壳体，设置于壳体两端的进风口和出风口，设置于所述壳体内部、临近所述进风口处的穿孔均风板，通过固定架固定于所述壳体内部的紫外光发生装置。

进一步地，所述穿孔均风板材质为耐腐蚀金属板，板上均布一定数量的小孔，孔径为1~50 mm。

进一步地，所述固定架由耐紫外光和耐氧化有机材料制成。

进一步地，所述紫外光发生器包括若干发光管和脉冲电源，通过电源引线连接。

进一步地，所述发光管包括外电极、内电极、外介质石英管、内介质石英管、稀有气体组份，所述外电极设置于外介质石英管外壁，为耐腐蚀导电金属网；所述内电极由导电金属粉填充在内介质石英管内腔而成；所述稀有气体组份填充在内、外介质石英管组成的密闭腔体内；所述电源引线分别连接所述外电极和所述内电极后与所述脉冲电源连接。

进一步地，所述外电极金属网的网眼目数为1~50；所述内电极金属粉目数为10~200。

进一步地，所述外介质石英管、内介质石英管同轴，径向间距为1~20 mm，长度相同，长度为300~1500mm。

进一步地，所述稀有气体组份由惰性气体/卤素组成。

进一步地，所述脉冲电源工作电压为5000~20000V，工作频率在5~30kHz。

综上所述，由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

（1）实现一个工作电源同时服务多组发光管，实现一拖多，投资省，管理方便，光电转化效率高。

（2）采用惰性气体和少量卤素气体，不存在因使用低压汞灯而潜在的二次汞污染风险。

（3）辐射波长选择范围广，可根据处理目标对象的不同，填充不同种类和分压的组份，产生适宜波长的紫外光，提高污染物的净化效果。

（4）单机功率可以达到1000W以上，紫外辐射功率大。

（5）产生的紫外光波长主要集中在200-240 nm之间，该波段的光能量强，也可被大多数污染物吸收，并且在空气中穿透距离远。

（6）采用外置电极激发方式，激发发光管的密闭腔体内的惰性气体发光，没有电极丝，属无极发光过程，发光管的寿命可到10万小时以上，是现有低压汞灯寿命的10倍。

（7）光能量强，杀菌消毒功能更彻底、迅速。

（8）放电管的形状可设计成直管型、U型、椭球型及球型等外形，以适应不同的应用场合。

（9）结构紧凑，安装方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1A-A视图；

图3为本发明所述紫外光发生装置结构示意图；

图4为图3的结构立体图。

图中标记：1-进风口；2-穿孔均风板；3-下固定架；4-壳体；5-上固定架；6-发光管；7-出风口；8-紫外光辐射区；9-电源引线；10-脉冲电源；11-内电极；12-外电极；13-发光管；14-稀有气体组份；15-内介质石英管；16-外介质石英管；17-内电极引线；18-外电极引线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1~2所示，一种空气净化装置，包括壳体4，设置于壳体4两端的进风口1和出风口7，设置于所述壳体4内部、临近所述进风口1处的穿孔均风板2，通过固定架3、5固定于所述壳体4内部的紫外光发生装置。

所述穿孔均风板材质2为耐腐蚀金属板，板上均布一定数量的小孔，孔径为1~50 mm，孔口气速达3-7 m/s；所述固定架3、5由耐紫外光和耐氧化有机材料制成。

如图2~3所示，所述紫外光发生器包括若干发光管13和脉冲电源10，通过电源引线9连接，所述脉冲电源10可连接多组发光管13，实现一组电源同时服务多组发光管13；所述脉冲电源10工作电压为5000~20000V，工作频率在5~30kHz。

所述发光管13包括外电极12、内电极11、外介质石英管16、内介质石英管15、稀有气体组份14，所述外电极12设置于外介质石英管16外壁，为耐腐蚀导电金属网，所述外电极12金属网的网眼目数为1~50；所述内电极11由导电金属粉填充在内介质石英管15内腔而成，所述内电极11金属粉目数为10~200；所述稀有气体组份14填充在内、外介质石英管15、16组成的密闭腔体内；所述电源引线9分别连接所述外电极12和所述内电极11后与所述脉冲电源10连接。

所述外介质石英管16、内介质石英管15同轴，径向间距为1~20 mm，长度相同，长度为300~1500mm；所述稀有气体组份14由惰性气体/卤素组成，根据辐射波长的要求，填充不同种类和一定分压的稀有气体组份。

工作原理：

具体的讲是利用介质阻挡放电激发稀有气体放电产生准分子，在激发态准分子退激过程产生不同波长的紫外光，当污染空气由进风口1进入光解反应系统，并经由穿孔均风板2对气体进行均匀布风后，进入介质阻挡放电诱导紫外光辐射区8，在此空气中污染物吸收了高能量的紫外光子发生分解作用，经光解反应而净化后的空气经由出风口7排出。

启动脉冲电源10后，填充在发光管13内的稀有气体被激发，激发态稀有气体分子在退激过程中产生准分子紫外辐射，即产生紫外光，波长范围在170-260nm之间。根据净化空气中污染物的不同，填充不同种类和不同充气压力的稀有气体，产生适合所净化空气的紫外光。所述紫外光波长范围见下表所示。

表1 激发稀有气体-卤素产生准分子紫外光的主要峰值波长

以甲苯光解为例，由甲苯的紫外吸收光谱可知，在小于270nm范围内均有强烈吸收。又知甲苯分子中C₆H₅CH₂-H和C₆H₅-CH₃的键能分别为3.7eV和 4.4eV，该键能均小于270nm光子能量。

采用Kr/Br₂组成填充气体，填充分压分别为2000Pa Kr/ 100Pa Br₂，在脉冲电源工作电压9000V，频率20 kHz时，通过本发明光解反应装置，激发产生207nm, 222nm, 228nm紫外光。

甲苯分子吸收207nm, 222nm, 228nm紫外光后引起自身分子能态的改变，形成激发态的甲苯或解离，见以下方程式：

+ hn →+ CH₃

并进一步与氧气发生后续反应：

＋ O₂ →····→ CO₂+ H₂O等小分子物质

CH₃＋ O₂ →·CH₃OO→ CO₂+ H₂O

另外，气体中的水和氧气也能吸收光子产生强氧化性基团：

H₂O + hn → H + OH

O₂ + hn → 2O(¹ D)

这些强氧化性基团也能与污染分子发生反应：

＋ OH →→CO₂+ H₂O等小分子物质

＋O(¹ D) → →CO₂+ H₂O等小分子物质

综上，该装置使用Kr/Br₂组成填充气体，通过本装置激发产生207nm, 222nm, 228nm紫外光，可有效分解甲苯。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种空气净化装置，其特征在于：包括壳体，设置于壳体两端的进风口和出风口，设置于所述壳体内部、临近所述进风口处的穿孔均风板，通过固定架固定于所述壳体内部的紫外光发生装置。

2.根据权利要求1所述的一种空气净化装置，其特征在于：所述穿孔均风板材质为耐腐蚀金属板，板上均布一定数量的小孔，孔径为1~50 mm。

3.根据权利要求1所述的一种空气净化装置，其特征在于：所述固定架由耐紫外光和耐氧化有机材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种空气净化装置，其特征在于：所述紫外光发生器包括若干发光管和脉冲电源，通过电源引线连接。

5.根据权利要求4所述的一种空气净化装置，其特征在于：所述发光管包括外电极、内电极、外介质石英管、内介质石英管、稀有气体组份，所述外电极设置于外介质石英管外壁，为耐腐蚀导电金属网；所述内电极由导电金属粉填充在内介质石英管内腔而成；所述稀有气体组份填充在内、外介质石英管组成的密闭腔体内；所述电源引线分别连接所述外电极和所述内电极后与所述脉冲电源连接。

6.根据权利要求5所述的一种空气净化装置，其特征在于：所述外电极金属网的网眼目数为1~50；所述内电极金属粉目数为10~200。

7.根据权利要求5所述的一种空气净化装置，其特征在于：所述外介质石英管、内介质石英管同轴，径向间距为1~20 mm，长度相同，长度为300~1500mm。

8.根据权利要求5所述的一种空气净化装置，其特征在于：所述稀有气体组份由惰性气体/卤素组成。

9.根据权利要求4所述的一种空气净化装置，其特征在于：所述脉冲电源工作电压为5000~20000V，工作频率在5~30kHz。