CN106268302A - 填充床等离子体催化净化器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了填充床等离子体催化净化器，包括净化器外壳，在净化器外壳内设置有等距离平行排列的净化组，净化组通过支撑架固定；每个净化组包括两块电极板、两片绝缘陶瓷板、进气口、两片密封板，两块绝缘陶瓷板互相平行排列，在两块绝缘陶瓷板之间形成一个净化通道，净化通道的两端分别连接有一片密封板，在每片密封板上设置有进气口；所述绝缘陶瓷板所形成的净化通道的外侧分别固定有一块电极板，所述绝缘陶瓷板所形成的净化通道内设置有多个催化球，在催化球上涂有TiO2光催化剂。本发明解决了现有技术中的空气净化器的空气与纳米光催化剂的接触面太窄，净化率不高，无法实现节能环保、无毒净化空气的问题。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化领域，具体地说涉及填充床等离子体催化净化器。
背景技术
现有的空气净化消毒技术比较单一，采用臭氧消毒净化或紫外线净化消毒等，其缺点是产生二次副产物，对人体健康造成不良影响；传统的吸附过滤等方法，吸附效果有限，需定期更换材料，并且容易吸附造成新的污染等缺点。
纳米光催化技术是光催化剂在特定波长光源的照射下，产生电子-孔穴对，对吸附于催化剂上的空气中有害气体分子进行氧化还原降解，从而达到净化空气的目的。具有净化效果稳定、无毒的特点。但其激励光源通常为紫外灯管，灯管的寿命通常较短。
低温等离子体技术是一种比较新的空气净化技术，主要是通过等离子体放电过程中产生的高能电子与有害气体分子相互作用，使得气体分子破坏，同时反应过程中会产生一系列的活性基团，对气体分子进行氧化还原降解。具有净化速度快，高效杀菌、消毒等特点。但是，1.等离子体在净化过程中常伴随着一些不希望的中间产物生成，这些中间产物需要做进一步的处理。2.等离子体发生器工作过程中，会有产生频谱较宽，且足以驱动光催化剂的紫外光，通常这一资源白白浪费掉。3. 在净化过程中，空气与纳米光催化剂的接触面太窄，净化率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供填充床等离子体催化净化器，解决现有技术中的空气净化器的空气与纳米光催化剂的接触面太窄，净化率不高，无法实现节能环保、无毒净化空气的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
填充床等离子体催化净化器，包括净化器外壳，在净化器外壳内设置有等距离平行排列的净化组，净化组通过支撑架固定；每个净化组包括两块电极板、两片绝缘陶瓷板、进气口、两片密封板，两块绝缘陶瓷板互相平行排列，在两块绝缘陶瓷板之间形成一个净化通道，净化通道的两端分别连接有一片密封板，在每片密封板上设置有进气口；所述绝缘陶瓷板所形成的净化通道的外侧分别固定有一块电极板，所述绝缘陶瓷板所形成的净化通道内设置有多个催化球，在催化球上涂有TiO2光催化剂。
本实用性新型最大的改进之处在于：将低温等离子体技术和纳米光催化技术进行有机结合，而不是简单的串联结合使用，进而在提高空气与纳米光催化剂的接触面，使得净化效率提高的同时，也大大降低了等离子体净化的中间产物生成，并使得中间产物最终转化为H2O与CO2，同时具有环保经济，低成本的优点。主要体现在：所述绝缘陶瓷板所形成的净化通道的外侧分别固定有一块电极板，所述绝缘陶瓷板所形成的净化通道内设置有多个催化球，在催化球上涂有TiO2光催化剂。
具体体现在：电极板连通电源放电，使陶瓷板形成的净化通道形成一个放电区域，放电区域产生等离子体，同时，在放电工作过程中，也会有频谱较宽，且足以驱动光催化剂的紫外光产生。1、这种宽频紫外光对位于净化通道内的催化球上的纳米极TiO2光催化剂作用，使TiO2催化剂产生电子-孔穴对，然后对吸附在催化剂上的空气中有害气体分子进行氧化还原降解，从而达到净化空气的目的；同时，采用等离子体产生的现有的宽频紫外光代替了传统的紫外灯管，解决了传统的紫外灯管寿命较短、净化效果不稳定的问题；另外，采用催化球涂TiO2光催化剂的方式增大了TiO2与空气的接触面积，空气在净化通道内层层通过多个催化球，提高了空气净化滤。2、通过高电压放电形式,获得非热平衡等离子体，即产生大量的高能电子或高能电子激励产生的O、OH、N基等活性粒子，破坏C—H、C—C等化学键，对气体有害分子进行氧化还原降解，最终生成CO2和H2O，从而达到净化空气的目的。3、利用Ti02本身具有的吸附能力，可以增加活性粒子与污染物分子接触的机会，以加强降解效率。4、Ti02材料容易获得，价格便宜，生产工艺简单，具有很高的性价比，另外，低温等离子体产生的活性粒子寿命很短，等离子体与光催化剂的协同作用可以扩充反应区域，在余辉区和冷阱区也可以实现污染物的降解降低了反应的能耗，给设备的生产节省了一部分经费，同时降低了后期的运行费用。5、纳米级Ti02光催化剂的加入，可以减少等离子体放电过程中产生的副产物（CH、），分解产生的微量副产物，同时把污染物降解成无害的CO、H20等小分子颗粒。
放电区域等离子体产生紫外光的原理：等离子体中的气体正离子缺少束缚电子，因而有空的能级，这是一个势井——若以无穷远为0势能点的话，该能级所对应的能量为一个负值。等离子体中的电子基本上是自由电子，且具有一定的动能，电子的能量为正。放电时，电子与正离子相互碰撞，自由电子就可能落入正离子的势井中。自由电子本身的正能量减去势井的负能量是一个较大的正能量。电子要把这一能量释放出来，途径之一就是把这些能量变成光子的形式放出来.能量较大的光子一般就是紫外线的光子。
所述两块电极板分别与电源的正极和负极连接。这样使电极板一个带正电。一个带负电，对着绝缘陶瓷板形成的导流通道放电，形成一个放电区域。
所述密封板由聚四氟乙烯板制成。聚四氟乙烯板是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，其结构简式为 -[-CF2-CF2-]n- ，具有优良的化学稳定性、不受已知的酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀，是当今世界最耐腐蚀的材料之一。并且聚四氟乙烯板有良好的电绝缘性和抗老化耐力、耐温优异（能在+250℃至-180℃的温度下长期工作）、对人没有毒性，所以非常适合作为本发明的密封材料。
在净化器外壳上设置有多个进气孔，进气孔设置成蜂窝状结构。蜂窝状结构是像蜂巢一样的六边形一格一格的，这样使得经过净化组时的空气阻力小了很多，减缓了空气的流动速度。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明填充床等离子体催化净化器，所述绝缘陶瓷板所形成的净化通道的外侧分别固定有一块电极板，所述绝缘陶瓷板所形成的净化通道内设置有多个催化球，在催化球上涂有TiO2光催化剂，可以减少等离子体放电过程中产生的副产物（CH、），分解产生的微量副产物，同时把污染物降解成无害的CO、H20等小分子颗粒；另外，在催化球上涂有TiO2光催化剂，增大了TiO2与空气的接触面积，空气在净化通道内层层通过多个催化球，提高了空气净化率；
2、本发明填充床等离子体催化净化器，采用等离子体产生的现有的宽频紫外光代替了传统的紫外灯管，避免等离子体产生的紫外光能源浪费，也解决了传统的紫外灯管寿命较短、净化成本高、净化效果不稳定的问题；
3、本发明填充床等离子体催化净化器，采用催化球涂TiO2光催化剂的方式增大了TiO2与空气的接触面积，空气在净化通道内层层通过多个催化球，提高了空气净化滤。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明净化组的结构示意图。
附图中的标记及对应的部件名称：
1-净化器外壳，2-净化组，3-支撑架，4-电极板，5-绝缘陶瓷板，6-进气口，7-密封板，8-净化通道，9-TiO2光催化剂，10-进气孔，11-催化球。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1、图2所示的填充床等离子体催化净化器，包括净化器外壳1，在净化器外壳1内设置有等距离平行排列的净化组2，净化组2通过支撑架3固定；每个净化组2包括两块电极板4、两片绝缘陶瓷板5、进气口6、两片密封板7，两块绝缘陶瓷板5互相平行排列，在两块绝缘陶瓷板5之间形成一个净化通道8，净化通道8的两端分别连接有一片密封板7，在每片密封板7上设置有进气口6；所述绝缘陶瓷板5所形成的净化通道8的外侧分别固定有一块电极板4，所述绝缘陶瓷板5所形成的净化通道8内设置有多个催化球11，在催化球11上涂有TiO2光催化剂9。所述两块电极板4分别与电源的正极和负极连接。所述密封板7由聚四氟乙烯板制成。在净化器外壳1上设置有多个进气孔10，进气孔10设置成蜂窝状结构。低温等离子体技术的净化效率为75%，纳米光催化技术的净化效率为70%，将低温等离子体技术和纳米光催化技术进行有机结合的方式，将空气净化效率提高到了85%以上，同时，将纳米级的TiO2光催化剂9涂抹在催化球11上将催化剂与空气的接触面积提高到了95%以上，并且TiO2光催化剂9有效中和了等离子体放电过程中产生的副产物，利用TiO2自身的吸附力将空气杀菌效率提高到了98%以上。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.填充床等离子体催化净化器，包括净化器外壳（1），其特征在于，在净化器外壳（1）内设置有等距离平行排列的净化组（2），净化组（2）通过支撑架（3）固定；每个净化组（2）包括两块电极板（4）、两片绝缘陶瓷板（5）、进气口（6）、两片密封板（7），两块绝缘陶瓷板（5）互相平行排列，在两块绝缘陶瓷板（5）之间形成一个净化通道（8），净化通道（8）的两端分别连接有一片密封板（7），在每片密封板（7）上设置有进气口（6）；所述绝缘陶瓷板（5）所形成的净化通道（8）的外侧分别固定有一块电极板（4），所述绝缘陶瓷板（5）所形成的净化通道（8）内设置有多个催化球（11），在催化球（11）上涂有TiO2光催化剂（9）。
2.根据权利要求1所述的填充床等离子体催化净化器，其特征在于，所述两块电极板（4）分别与电源的正极和负极连接。
3.根据权利要求1所述的填充床等离子体催化净化器，其特征在于，所述密封板（7）由聚四氟乙烯板制成。
4.根据权利要求1所述的填充床等离子体催化净化器，其特征在于，在净化器外壳（1）上设置有多个进气孔（10），进气孔（10）设置成蜂窝状结构。
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