CN105864908A - 一种多级等离子体空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多级等离子体空气净化器，由风机、壳体、过滤层、多级介质阻挡放电反应器、臭氧分解催化剂构成，其中，多级介质阻挡放电反应器和臭氧分解催化剂为装置的核心部件。净化原理为：含挥发性有机物(VOCs)的空气经过滤层除去颗粒物后，VOCs被多级介质阻挡放电反应器氧化降解为二氧化碳和水，介质阻挡放电反应器产生的臭氧和未被完全分解的有机物被臭氧分解催化剂分解，最终室内空气质量达到净化要求。

Description

一种多级等离子体空气净化器
技术领域
本发明涉及一种空气净化装置技术领域，特别涉及一种多级等离子体空气净化器，可用于室内空气净化。
背景技术
随着我国经济水平的发展，人们生活的室内环境发生了巨大的变化，装修装饰过程中所使用的涂料、油漆、粘合剂等各种化学材料向室内放出大量的挥发性有机化合物，它们会导致人头疼、失眠等反应,使体免疫功能下降,对人体有很大的危害性。因此，研究开发VOCs净化器，努力改善室内空气质量状况具有十分重大的意义。
目前，市场上室内空气净化器种类繁多，但多数净化器都存在一些缺陷。过滤式净化器只能将空气中的颗粒物去除，对于挥发性有机物无法去除。吸附式净化器存在饱和现象，再生麻烦，需要频繁更换吸附剂。静电式净化器对气态污染物净化效率不高，同时会产生二次污染物臭氧。负离子净化器有一定的杀菌和净化颗粒污染物的作用,但同样也无法净化气态污染物。光催化净化器净化效率往往不高。与目前正在研究的多种净化技术相比，低温等离子体法净化效果显著，应用前景广泛。
等离子体净化器不仅可以去除空气中的有机气体污染物，而且能同时去除微生物甚至颗粒物。但是目前等离子体净化器应用于室内空气净化，产生二次污染物臭氧。
本发明提出了一种多级等离子体空气净化器，含挥发性有机物(VOCs)的空气经过滤层除去颗粒物后，VOCs被多级介质阻挡放电反应器氧化降解为二氧化碳和水，介质阻挡放电反应器产生的臭氧和未被完全分解的有机物被臭氧分解催化剂分解，最终室内空气质量达到净化要求。
发明内容
本发明提供了一种多级等离子体空气净化器，其优点为去除VOCs和臭氧效率高，装置简单，成本低。本发明由如下技术方案实施：
1.所述的一种多级等离子体空气净化器，由壳体、风机、过滤层、多级介质阻挡放电反应器、臭氧分解催化剂构成。含挥发性有机物(VOCs)的空气经过滤层除去颗粒物后，进入填充有复合催化剂的多级介质阻挡放电反应器，VOCs被等离子体氧化降解为二氧化碳和水，介质阻挡放电反应器产生的臭氧和未被完全分解的有机物被臭氧分解催化剂分解。
2.所述的一种多级等离子体空气净化器，核心部件在于多级介质阻挡放电反应器和臭氧分解催化剂。所述的壳体由不锈钢制成。所述的过滤层由棉滤网或活性碳滤网构成。所述的多级介质阻挡放电反应器由每级介质阻挡放电反应器用橡胶管连接而成，每级介质阻挡放电反应器用固定板固定，其排列方式与气流方向平行。所述的每级介质阻挡放电反应器的绝缘介质管由石英玻璃或陶瓷构成，长度100-300mm，内径10-50mm。所述的高压电极用钨丝或镍铬合金丝构成，内径3-10mm。所述的接地电极用不锈钢网或铜网构成，网孔1-5mm。所述的交流高压电源电压为0-30kV，频率为1-10KHz，功率为0-500W。所述的复合催化剂是由两种催化剂等比例混合，一种催化剂的载体为TiO2、Al2O3、CeO2其中的一种，活性组分由Fe、Cu、Mn、Ag中的一种或多种构成的催化剂，另一种催化剂是由BaTiO3中掺杂有Sr、Zn、Zr、Sn中的一种或多种构成的催化剂。所述的臭氧分解催化剂载体为蜂窝陶瓷、活性炭、分子筛其中的一种，催化剂活性组分包括但不仅限于Mn、Cu、Fe等过渡金属元素掺杂稀土金属的一种或多种组成的复合氧化物，其中优选MnOx-FeOx-CeOx-LaOx复合氧化物。所述的支撑板是由布满气孔的板构成的，用于承载臭氧分解催化剂。
附图说明
图1为本发明一种多级等离子体空气净化器实施案例结构示意图。
图2为每级介质阻挡放电反应器连接示意图。
图中：1.壳体；2.空气；3.风机；4.过滤层；5.固定板；6.介质阻挡放电反应系统.；7.绝缘介质管；8.高压电极；9.接地电极；10.复合催化剂；11.第一进气口；12.第三出气口；13.支撑板；14.臭氧分解催化剂；15.净化气
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细阐述：
如图1所示，一种多级等离子体空气净化器包括壳体1、空气2、风机3、过滤层4、介质阻挡放电反应系统6、第一进气口11、第三出气口12、支撑板13、臭氧分解催化剂14、净化气15。介质阻挡放电反应系统是由高压电极8、接地电极9、绝缘介质管7、复合催化剂10构成。含挥发性有机物(VOCs)的空气2在风机3的动力输送下，经过过滤层4的除尘净化后，经第一进气口11按图2的连接方式依此进入每级介质阻挡放电反应系统6中，VOCs被介质阻挡放电反应器氧化降解为二氧化碳和水，最后从第三出气口12出来的废气和臭氧被臭氧分解催化剂14分解。该实施按例中，壳体由不锈钢制成，过滤层采用活性炭滤网，3级介质阻挡放电反应器的绝缘介质管均由石英玻璃管构成，长度200mm，内径20mm，高压电极由钨丝构成，内径3mm，接地电极用铜网构成，网孔5mm，交流高压电源电压为10kV，频率为9KHz，输入功率为20W，复合催化剂为Mn-Cu/CeO2与Ba0.8Sr0.2Zr0.3Ti0.7O3两种催化剂等比例混合，粒径3-5mm，填充量10g。臭氧催化剂为MnOx-FeOx-CeOx/活性炭，粒径3-5mm，填充量50g，对空气流量为50m3.h-1、浓度为1mg.m-3的含甲苯气体的净化率可达99％以上且无臭氧检出。

Claims (4)

1.一种多级等离子体空气净化器，其特征在于，所述的空气净化器由壳体、风机、过滤层、多级介质阻挡放电反应器、臭氧分解催化剂构成。含挥发性有机物(VOCs)废气在风机作用下，经过滤层除去颗粒物后，进入填充有复合催化剂的多级介质阻挡放电反应器，VOCs被等离子体氧化降解为二氧化碳和水，介质阻挡放电反应器产生的臭氧和未被完全分解的有机物被臭氧分解催化剂分解。
2.根据权利要求1所述的一种多级介质阻挡放电反应器，其特征在于，第一级介质阻挡放电反应器的出口与第二级介质阻挡放电反应器的进口相连接，废气依此进入每级介质阻挡放电反应器中，各级介质阻挡放电反应器填充有复合催化剂。
3.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述的复合催化剂是由两种催化剂等比例混合，一种催化剂的载体为TiO2、Al2O3、CeO2其中的一种，活性组分由Fe、Cu、Mn、Ag中的一种或多种构成的催化剂，另一种催化剂是由BaTiO3中掺杂有Sr、Zn、Zr、Sn中的一种或多种构成的催化剂。
4.根据权利要求1所述的臭氧分解催化剂，其特征在于，所述的催化剂载体为蜂窝陶瓷、活性炭、分子筛其中的一种，催化剂活性组分包括但不仅限于Mn、Cu、Fe等过渡金属元素掺杂稀土金属的一种或多种组成的复合氧化物，其中优选MnOx-FeOx-CeOx-LaOx复合氧化物。
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