CN106123128A - 一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置，包括换热器、吸附器以及低温冷源所形成的回路，还包括一空气管路，所述空气管路的空气入口与换热器的气体入口相连接，换热器的冷端出口与空气管路的空气出口相连接。本发明利用空气中各种有害杂质气体不同的冷凝或冷冻温度，将各种有害杂质气体在换热器、吸附器中低温冷凝、低温冷冻或低温吸附，以此去除室内空气中的甲醛、氮氧化物、挥发性有机物等有害气体，达到净化空气的目的。本装置再生过程气体排放安全、便捷且不会产生二次污染。

Description

一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置
技术领域
本发明涉及有害气体净化的技术领域，具体涉及一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置的技术领域。
背景技术
从我国室内空气质量检测分析，室内空气污染物的主要来源有建筑及室内装饰材料、室外污染物、燃烧产物和人本身活动。其中室内装饰材料及家具的污染是造成室内空气污染的主要方面，如甲醛、甲苯、氨、VOCs等，极少量便可对人体健康产生巨大危害。
在日常生活中，人们可以使用置换通风、家居环境摆放绿色植物或活性炭等低成本方法来去除有害气体，但仅可作为一种低效辅助措施。相较而言，专业的空气净化器使用更为广泛。
目前，市场上现存的空气净化装置，其净化方法大多采用风机加多层滤网组合的形式来净化空气。针对不同的粉尘及污染气体，依次设置功能各异的滤网，结构形式简单且容易实现。但不足之处是，各类滤网因吸附饱和需要定期更换且饱和后极易产生二次污染，同时滤网吸附性能受到空气中水汽及吸附剂本身的影响，实际净化效果有限。
发明内容
本发明提供一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置，利用空气中甲醛、氮氧化物、挥发性有机物等各种有害杂质气体不同的冷凝或冷冻温度，将不同的有害杂质气体在换热器、吸附器中低温冷凝、低温冷冻或低温吸附，去除室内空气中的有害气体，达到净化空气的目的。
本发明的技术方案如下：一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置，包括换热器、吸附器以及低温冷源所形成的回路，还包括一空气管路，所述空气管路的空气入口与换热器的气体入口相连接，换热器的冷端出口与空气管路的空气出口相连接。
所述换热器包括一级换热器、二级换热器，所述空气入口与一级换热器的气体入口相连接，一级换热器的气体出口与二级换热器的气体入口相连接，二级换热器的气体出口与一级吸附器的气体入口相连接，一级吸附器的气体出口与一级换热器的冷端入口相连接，一级换热器的冷端出口与空气出口相连接，所述低温冷源与二级换热器相连接。
为提高空气的清洁度，本装置还可采用多级换热器、吸附器的组合，所述换热器包括一级换热器、二级换热器，三级换热器、四级换热器，所述吸附器包括一级吸附器、二级吸附器，所述空气入口与一级换热器的气体入口相连接，一级换热器的气体出口与二级换热器的气体入口相连接，二级换热器的气体出口与一级吸附器的气体入口相连接，一级吸附器的气体出口与三级换热器的气体入口相连接，三级换热器的气体出口与四级换热器的气体入口相连接，四级换热器的气体出口与二级吸附器的气体入口相连接，二级吸附器的气体出口与三级换热器的冷端入口相连接，三级换热器的冷端出口与一级换热器的冷端入口相连接，一级换热器的冷端出口与空气出口相连接，所述低温冷源与二级换热器、四级换热器分别相连接。
所述空气入口与一级换热器之间设置风机。
所述空气入口与风机之间设置过滤网。
所述过滤网与风机之间设置除湿装置。
所述一级换热器的冷端出口与空气出口之间设置加湿器。
所述换热器为板翅式换热器、板式换热器、翅片式换热器、绕管式换热器、全热式换热器。
所述低温冷源为制冷设备、固态或液态冷却介质。
所述吸附器中的吸附剂为活性炭、分子筛、冷触媒。
所述除湿装置的除湿方式为冷冻除湿、转轮除湿、溶液除湿、吸附除湿。
本装置工作时，含有有害杂质的空气首先经过过滤网初步过滤掉空气中的大颗粒杂质，然后进入除湿器进行除湿，经风机后，进入换热器，利用空气中甲醛、氮氧化物、挥发性有机物等各种有害杂质气体不同的冷凝或冷冻温度，将有害杂质气体在换热器中低温冷凝、低温冷冻，以去除空气中的有害杂质，去除有害杂质后的空气中仍然含有少量的杂质，此时含有少量有害杂质的空气进入吸附器，吸附器中的吸附剂继续吸附空气中的有害杂质，使空气更加洁净，洁净空气经加湿器加湿处理后排向室内，实现了高效净化空气的目的。
本装置运行一段时间后，可根据运行状况对系统进行吹扫，排出有害气体。
本发明的有益效果：本发明由低温冷源为整套装置提供冷量，在换热器、吸附器中，利用空气中各种有害杂质气体不同的冷凝、冷冻温度，将含有有害杂质的空气低温冷凝、低温冷冻、低温吸附，去除空气中的甲醛、氮氧化物、挥发性有机物等有害杂质，最终实现空气高效净化的目的，整套装置再生过程气体排放安全、便捷且不会产生二次污染。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
图2是本发明实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置，包括一级换热器5、二级换热器6、吸附器8、低温冷源7，空气入口1与一级换热器5的气体入口相连接，一级换热器5的气体出口与二级换热器6的气体入口相连接，二级换热器6的气体出口与一级吸附器8的气体入口相连接，一级吸附器8的气体出口与一级换热器5的冷端入口相连接，一级换热器5的冷端出口与空气出口10相连接，所述低温冷源7与二级换热器6相连接。
空气入口1与一级换热器5之间依次设置过滤网2、除湿装置3、风机4，一级换热器5的冷端出口与空气出口10之间设置加湿器9，本实施例中除湿装置3的除湿方式为冷冻除湿，吸附器8中的吸附剂为活性炭。
本实施例工作时，低温冷源7为整套装置提供冷量，一级换热器5为回热换热器，主要回收冷量，含有有害杂质的空气首先经过过滤网2，初步过滤掉空气中的大颗粒杂质，进入除湿装置3进行除湿，经风机4后进入一级换热器5预冷，然后进入二级换热器6，空气中的微量氮氧化物在二级换热器6内部进行低温冷凝或冷冻，同时将冷量传递给吸附器8，使其温度降至220K，利用活性炭的低温吸附特性，将初始含量0.5ppmV和0.96ppmV等相对浓度较低的甲醛、挥发性有机物吸附去除到80ppb和100ppb，净化后的空气经一级换热器5回温之后，进入加湿器9进行加湿处理，然后通过空气出口10排向室内，实现净化空气的目的。
本装置运行一段时间后，可根据运行状况对整个装置进行吹扫，排出有害气体。
实施例二
为了得到清洁度更高的空气，本实施例采用多级换热器和吸附器的组合形式。
本实施例的一级换热器5、三级换热器11采用板翅式换热器，二级换热器6、四级换热器12采用翅片式换热器，一级吸附器8所用吸附剂为分子筛，二级吸附器13所使用吸附剂为活性炭，低温冷源7为制冷机。
如图2所示，一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置的二级换热器6、四级换热器12分别与低温冷源7相连接，空气入口1与一级换热器5的气体入口相连接，一级换热器5的气体出口与二级换热器6的气体入口相连接，二级换热器6的气体出口与一级吸附器8的气体入口相连接，一级吸附器8的气体出口与三级换热器11的气体入口相连接，三级换热器11的气体出口与四级换热器12的气体入口相连接，四级换热器12的气体出口与二级吸附器13的气体入口相连接，二级吸附器13的气体出口与三级换热器11的冷端入口相连接，三级换热器11的冷端出口与一级换热器5的冷端入口相连接，一级换热器5的冷端出口与空气出口10相连接。
空气入口1与一级换热器5之间依次设置过滤网2、除湿装置3、风机4，一级换热器5的冷端出口与空气出口10之间设置加湿器9。
本实施例的工作过程如下：含有有害杂质的空气从空气入口1经过滤网2初步过滤掉空气中的大颗粒杂质，进入除湿装置3进行除湿，达到所需湿度后，通过风机4送至一级换热器5进行预冷，预冷到低温后，进入二级换热器6内进一步冷却，二级换热器6的设定温度为216K，二级换热器6的冷量由低温冷源7提供。
由于空气中二氧化氮、二氧化硫、二氧化碳的凝固点分别为262K、201K、145K，二氧化氮、二氧化硫可在二级换热器6内被冷冻、冷凝，同时在216K低温条件下，初始4000ppmV二氧化碳可被一级吸附器8吸附降至408ppmV，少量甲醛、挥发性有机物也可被吸附。去除二氧化氮、二氧化硫、大部分二氧化碳和少量甲醛、挥发性有机物的空气离开一级吸附器8后进入三级换热器11中再次冷却，然后进入四级换热器12，四级换热器12的设定温度为130K，四级换热器12的冷量由低温冷源7提供。由于空气中甲醛、氨气的凝固点为155K和196K，在初始含量3ppmV和6ppmV情况下，该类气体及剩余二氧化碳在四级换热器12中部分或全部固化，从四级换热器12冷端出来的甲醛、VOCs含量可降至300ppb和600ppb，含少量甲醛、VOCs的空气随后进入到二级吸附器13中，少量甲醛、VOCs在二级吸附器13中被吸附去除，从二级吸附器13出来的高洁净空气，经过三级换热器11和一级换热器5恢复到常温后再经过加湿器9加湿处理，从空气出口10排向室内。
本装置运行一段时间后，可根据运行状况对换热器、吸附器进行吹扫，排出有害气体。
本发明由低温冷源为整套装置提供冷量，在换热器、吸附器中利用空气中有害杂质气体的不同冷凝温度将其低温冷冻、低温冷凝或低温吸附，使二氧化氮、二氧化硫、二氧化碳和甲醛、挥发性有机物等有害杂质气体从空气中分离，最终实现空气高效净化的目的，整套装置易清洁再生且不会产生二次污染。
以上结合附图及具体技术方案对本发明做了详细说明，本领域中的普通技术人员可根据上述说明作出各种变化例。因而，具体技术方案中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种基于低温冷源的室内有害气体去除装置，包括换热器、吸附器以及低温冷源（7）所形成的回路，其特征在于：还包括一空气管路，所述空气管路的空气入口（1）与换热器的气体入口相连接，换热器的冷端出口与空气管路的空气出口（10）相连接。
2.根据权利要求1所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：所述换热器包括一级换热器（5）、二级换热器（6），所述空气入口（1）与一级换热器（5）的气体入口相连接，一级换热器（5）的气体出口与二级换热器（6）的气体入口相连接，二级换热器（6）的气体出口与一级吸附器（8）的气体入口相连接，一级吸附器（8）的气体出口与一级换热器（5）的冷端入口相连接，一级换热器（5）的冷端出口与空气出口（10）相连接，所述低温冷源（7）与二级换热器（6）相连接。
3.根据权利要求1所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：为提高空气的清洁度，还可采用多级换热器、吸附器的组合，所述换热器包括一级换热器（5）、二级换热器（6），三级换热器、四级换热器，所述吸附器包括一级吸附器、二级吸附器，所述空气入口（1）与一级换热器（5）的气体入口相连接，一级换热器（5）的气体出口与二级换热器（6）的气体入口相连接，二级换热器（6）的气体出口与一级吸附器（8）的气体入口相连接，一级吸附器（8）的气体出口与三级换热器的气体入口相连接，三级换热器的气体出口与四级换热器的气体入口相连接，四级换热器的气体出口与二级吸附器的气体入口相连接，二级吸附器的气体出口与三级换热器的冷端入口相连接，三级换热器的冷端出口与一级换热器的冷端入口相连接，一级换热器的冷端出口与空气出口（10）相连接，所述低温冷源（7）与二级换热器（6）、四级换热器分别相连接。
4.根据权利要求1所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：所述空气入口与一级换热器之间设置风机。
5.根据权利要求4所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：所述空气入口与风机之间设置过滤网。
6.根据权利要求5所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：所述过滤网与风机之间设置除湿装置。
7.根据权利要求2所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：所述一级换热器（5）的冷端出口与空气出口（10）之间设置加湿器。
8.根据权利要求1所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：所述换热器为板翅式换热器、板式换热器、翅片式换热器、绕管式换热器、全热式换热器。
9.根据权利要求1所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：所述低温冷源为制冷设备、固态或液态冷却介质。
10.根据权利要求1所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征是在于：所述吸附器中的吸附剂为活性炭、分子筛、冷触媒。
11.根据权利要求6所述的基于低温冷源的室内有害气体去除装置，其特征在于：所述除湿装置的除湿方式为冷冻除湿、转轮除湿、溶液除湿、吸附除湿。
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