CN107398142B - 一种免更换滤芯的空气净化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免更换滤芯的空气净化设备，包括外壳和电源，以及外壳内的依次设置的进风口开关密封阀、进风口除尘滤网、活性碳过滤层、出风口除尘滤网和出风口开关密封阀，以及引风机；所述活性碳过滤层内设有多个活性碳加热装置，所述活性碳过滤层还连有真空泵，该真空泵又连有燃烧催化器。本发明具有活性碳再生的功能，当设备内的活性碳达到吸附饱和时能够自动进行活性碳再生，从而避免了物理吸附饱和、二次污染、使用成本高等问题。经验证，利用本发明处理之后，室内空气中甲醛、苯、甲苯等含量显著降低，本发明的净化效率高且可长期连续运行，避免了吸附饱和以及二次污染等其他空气净化器的缺点，达到净化室内空气的目的。

Description

一种免更换滤芯的空气净化设备
技术领域
本发明涉及一种空气净化设备，具体涉及一种免更换滤芯的空气净化设备。
背景技术
随着人们生活水平的提高以及社会的发展，空气质量越来越受到人们的关注。空气中的甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC等含量往往超标，这些有害气体含量的超标往往可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等。目前的空气净化方法有过滤、光催化、氧化等方法，过滤方法中采用包括活性炭过滤网、HEPA高效滤膜在内的多种过滤组件净化空气，其中活性炭过滤网吸附过滤主要原理是利用过滤网表上的吸附孔高效吸收甲醛等有害气体，HEPA滤网对直径0.3微米的颗粒净化率高达97％以上。
但是，物理过滤存在吸附饱和问题，吸附饱和时不仅不能吸附甲醛，还会有释放甲醛等有害气体的风险，且高效滤网更换成本高，多层过滤技术也会增加风阻。光催化净化空气是利用光催化材料在光源的照射下产生的强氧化能力的活性氧等将空气中的甲醛等有机物分解成其他无害气体，反应条件温和，但光催化技术本身具有一定的缺点，可能将空气中的有害化合物分解为其他有害化合物，二次污染空气，同时光触媒技术也受限于接触面积的大小。氧化分解甲醛是另外一种处理含甲醛空气的方法，利用氧化剂如臭氧等将甲醛分解成无害气体，但是需要控制合理的臭氧使用量，如若过量的臭氧排放到空气中，易造成空气的二次污染，危害人体健康。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于可再生活性炭原理的，用于去除空气中有害气体的净化设备。用以解决现有设备存在的物理吸附饱和、二次污染、使用成本高等问题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种免更换滤芯的空气净化设备，包括外壳和电源，以及外壳内的依次设置的进风口开关密封阀、进风口除尘滤网、活性炭过滤层、出风口除尘滤网和出风口开关密封阀，以及引风机；在引风机的抽吸作用下，所述进风口开关密封阀和出风口开关密封阀打开，空气首先经由进风口处的进风口除尘滤网，然后进入活性炭过滤层，再经由出风口除尘滤网至出风口排出；所述活性炭过滤层内设有多个活性炭加热装置，所述活性炭过滤层还连有真空泵，该真空泵又连有燃烧催化器，关闭进风口开关密封阀和出风口开关密封阀，使得活性炭过滤层处于封闭环境下，通过所述活性炭加热装置使活性炭再生，在真空泵的作用下，废气通过燃
烧催化器净化处理后排出设备外。
进一步的，上述设备还包括控制系统模块，用于控制进风口开关密封阀和出风口开关密封阀、引风机、真空泵和燃烧催化器以及活性炭加热装置。
进一步的，所述进风口开关密封阀和出风口开关密封阀为方形阀，阀门的开关由微型电机和皮带驱动，由控制系统模块控制开关，方形阀的尺寸优选为250*50mm，方形阀表面经过硅胶覆盖处理，当阀门关闭后能够达到密封的效果。
进一步的，所述的所述活性炭过滤层为免更换活性炭滤盒，滤盒为充满活性炭粒的轨道式滤盒，滤盒由弯折轨道式框架构成，其中活性炭滤层呈轨道状排列，滤盒中活性炭粒的直径为2～3mm，活性炭总质量为3～4kg，滤盒长度为300mm，宽度为200mm，高度为300mm；活性炭滤盒中设有活性炭加热装置，加热温度为100～120℃。
进一步的，由真空泵、进风口开关密封阀和出风口开关密封阀组成活性炭再生脱附模块，由控制系统模块控制，当设备连续使用100小时后，所述活性炭过滤层中的活性炭达到吸附饱和状态，此时控制系统模块关闭开关密封阀，打开真空泵和活性炭加热装置对活性炭进行再生处理。
进一步的，所述的燃烧催化器由高温加热装置和三元催化组成，由控制系统模块控制，燃烧催化器的尺寸为100*100*100mm，高温加热装置加热温度为280～350℃。
进一步的，所述车载空气净化器的设备长度为700～800mm，宽度为300～350mm，高度为300～350mm，即可满足室内空气净化的要求。
本发明的优点和有益效果：
本发明利用活性炭吸附的原理，通过活性炭吸附室内空气中的有害气体，空气通过风机抽吸作用能够在本发明设备中充分与活性炭接触，轨道状排列的活性炭通过物理吸附作用能够在短时间内去除室内的甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC等；本发明具有活性炭再生的功能，当设备内的活性炭达到吸附饱和时能够自动进行活性炭再生，从而避免了物理吸附饱和、二次污染、使用成本高等问题，使活性炭能够长期使用。
经验证，利用本发明处理之后，室内空气中甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC等含量显著降低，本发明的净化效率高且可长期连续运行，避免了吸附饱和以及二次污染等其他空气净化器的缺点，达到净化室内空气的目的。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图一。
图2是本发明整体结构示意图二。
图3是本发明中活性炭滤层的结构示意图。
其中，1-燃烧催化器，2-真空泵，3-出风口开关密封阀，4-引风机，5-微型电机，6-出风口除尘滤网，7-活性炭过滤层，8-进风口除尘滤网，9-进风口开关密封阀，10-活性炭加热装置。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例来详细说明本发明。
如图1-2所示，一种免更换滤芯的空气净化设备，包括外壳和电源，以及外壳内的依次设置的进风口开关密封阀9、进风口除尘滤网8、活性炭过滤层7、出风口除尘滤网6和出风口开关密封阀3，以及引风机4；在引风机4的抽吸作用下，所述进风口开关密封阀9和出风口开关密封阀3打开，空气首先经由进风口处的进风口除尘滤网8，然后进入活性炭过滤层7，再经由出风口除尘滤网6至出风口排出；所述活性炭过滤层7内设有多个活性炭加热装置10，所述活性炭过滤层7还连有真空泵2，该真空泵2又连有燃烧催化器1，关闭进风口开关密封阀9和出风口开关密封阀3，使得活性炭过滤层7处于封闭环境下，通过所述活性炭加热装置10使活性炭再生，在真空泵2的作用下，废气通过燃烧催化器1净化处理后排出设备外。
上述设备还包括控制系统模块，用于控制进风口开关密封阀9和出风口开关密封阀3、引风机4、真空泵2和燃烧催化器1以及活性炭加热装置10。
所述进风口开关密封阀9和出风口开关密封阀3为方形阀，阀门的开关由微型电机5和皮带驱动，由控制系统模块控制开关，方形阀的尺寸优选为250*50mm，方形阀表面经过硅胶覆盖处理，当阀门关闭后能够达到密封的效果。
所述的所述活性炭过滤层7为免更换活性炭滤盒，滤盒为充满活性炭粒的轨道式滤盒，滤盒由弯折轨道式框架构成，其中活性炭滤层呈轨道状排列，滤盒中活性炭粒的直径为2～3mm，活性炭总质量为3～4kg，滤盒长度为300mm，宽度为200mm，高度为300mm；活性炭滤盒中设有活性炭加热装置10，加热温度为100～120℃。
由真空泵2、进风口开关密封阀9和出风口开关密封阀3组成活性炭再生脱附模块，由控制系统模块控制，当设备连续使用100小时后，所述活性炭过滤层7中的活性炭达到吸附饱和状态，此时控制系统模块关闭开关密封阀，打开真空泵2和活性炭加热装置10对活性炭进行再生处理。
所述的燃烧催化器1由高温加热装置和三元催化组成，由控制系统模块控制，燃烧催化器的尺寸为100*100*100mm，高温加热装置加热温度为280～350℃。
所述车载空气净化器的设备长度为700～800mm，宽度为300～350mm，高度为300～350mm，即可满足室内空气净化的要求。
本发明使用时，依次打开进风口开关密封阀9、出风口开关密封阀3和引风机4，室内含有甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC的空气在引风机4抽吸作用下由进风口抽入，空气经过除尘滤网8由进风口进入空气净化设备内部，在设备内部与活性炭滤层7中的活性炭颗粒充分接触，经过活性炭的吸附处理后，空气中的有害成本被活性炭吸附，从而净化空气；活性炭滤层在经过100个小时的累计吸附作用后会达到吸附饱和，此时关闭进风口开关密封阀9和出风口开关密封阀3，使设备保持密闭状态，同时打开活性炭加热装置10、真空泵2对吸附饱和的活性炭进行再生处理，再生处理的废气通过催化燃烧器1的处理后排出，再生处理时间为0.5～1h，生反应完成后依次打开进风口开关密封阀9、出风口开关密封阀3、引风机4和微型电机5继续处理室内空气。
利用上述设备，结合具体实施实例进一步阐述本发明。
实施例1：
(1)在实验室条件下，在密闭的房间内通过甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC发生器产生含有害气体，经调节实验所用室内空气含甲醛浓度为0.3mg/m3、苯浓度为0.3mg/m3、甲苯浓度为0.4mg/m3、二甲苯浓度为0.4mg/m3、TVOC浓度为1mg/m3。(2)实验选用的活性炭粒的直径为3mm，活性炭总质量为4kg。空气首先从本发明设备的进风口进入设备内部，设备内部的活性炭呈轨道状排列，从而能够充分的与空气接触，空气中的有害成分被活性炭吸附。(3)经过本发明设备处理后的气体从出气口排出，经检测，出口气体甲醛浓度为0.02mg/m3、苯浓度为0.03mg/m3、甲苯浓度为0.05mg/m3、二甲苯浓度为0.05mg/m3、TVOC浓度为0.1mg/m3。说明本发明可完全祛除有害气体，净化空气。(4)经过连续100小时的处理后，设备内部的活性炭达到吸附饱和状态，此时需要关闭进出口的开关阀门，打开活性炭再生装置，待再生反应完成后可继续使用本设备处理空气。
实施例2：
(1)通过气体发生器调节实验所用室内空气含甲醛浓度为0.4mg/m3、苯浓度为0.4mg/m3、甲苯浓度为0.4mg/m3、二甲苯浓度为0.4mg/m3、TVOC浓度为1mg/m3。(2)实验选用的活性炭粒的直径为3mm，活性炭总质量为4kg。空气首先从本发明设备的进风口进入设备内部，设备内部的活性炭呈轨道状排列，从而能够充分的与空气接触，空气中的有害成分被活性炭吸附。(3)经过本发明设备处理后的气体从出气口排出，经检测，出口气体甲醛浓度为0.01mg/m3、苯浓度为0.02mg/m3、甲苯浓度为0.04mg/m3、二甲苯浓度为0.05mg/m3、TVOC浓度为0.11mg/m3。说明本发明可完全去除有害气体，净化空气。(4)经过连续100小时的处理后，设备内部的活性炭达到吸附饱和状态，此时需要关闭进出口的开关阀门，打开活性炭再生装置，待再生反应完成后可继续使用本设备处理空气。
实施例3：
(1)通过气体发生器调节实验所用室内空气含甲醛浓度为0.5mg/m3、苯浓度为0.3mg/m3、甲苯浓度为0.5mg/m3、二甲苯浓度为0.4mg/m3、TVOC浓度为1.5mg/m3。(2)实验选用的活性炭粒的直径为3mm，活性炭总质量为4kg。空气首先从本发明设备的进风口进入设备内部，设备内部的活性炭呈轨道状排列，从而能够充分的与空气接触，空气中的有害成分被活性炭吸附。(3)经过本发明设备处理后的气体从出气口排出，经检测，出口气体甲醛浓度为0.04mg/m3、苯浓度为0.02mg/m3、甲苯浓度为0.05mg/m3、二甲苯浓度为0.05mg/m3、TVOC浓度为0.14mg/m3。说明本发明可完全去除有害气体，净化空气。(4)经过连续100小时的处理后，设备内部的活性炭达到吸附饱和状态，此时需要关闭进出口的开关阀门，打开活性炭再生装置，待再生反应完成后可继续使用本设备处理空气。
以上实施例证明本发明可有效处理室内空气，将空气中的有害气体浓度降低到正常范围内，非常适合办公和居住场所。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种免更换滤芯的空气净化设备，包括外壳和电源，其特征在于，还包括该外壳内的依次设置的进风口开关密封阀（9）、进风口除尘滤网（8）、活性炭过滤层（7）、出风口除尘滤网（6）和出风口开关密封阀（3），以及引风机（4）；在引风机（4）的抽吸作用下，所述进风口开关密封阀（9）和出风口开关密封阀（3）打开，空气首先经由进风口处的进风口除尘滤网（8），然后进入活性炭过滤层（7），再经由出风口除尘滤网（6）至出风口排出；所述活性炭过滤层（7）内设有多个活性炭加热装置（10），所述活性炭过滤层（7）还连有真空泵（2），该真空泵（2）又连有燃烧催化器（1），关闭进风口开关密封阀（9）和出风口开关密封阀（3），使得活性炭过滤层（7）处于封闭环境下，通过所述活性炭加热装置（10）使活性炭再生，在真空泵（2）的作用下，废气通过燃烧催化器（1）净化处理后排出设备外；所述的所述活性炭过滤层（7）为活性炭滤盒，该滤盒为充满活性炭粒的轨道式滤盒，滤盒由弯折轨道式框架构成，其中活性炭滤层呈轨道状排列。
2.如权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于，该设备还包括控制系统模块，用于控制进风口开关密封阀（9）和出风口开关密封阀（3）、引风机（4）、真空泵（2）和燃烧催化器（1）以及活性炭加热装置（10）。
3.如权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于，所述进风口开关密封阀（9）和出风口开关密封阀（3）为方形阀，且该方形阀表面经过硅胶覆盖处理。
4.如权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于，由所述真空泵（2）、进风口开关密封阀（9）和出风口开关密封阀（3）组成活性炭再生脱附模块，当所述活性炭过滤层（7）中的活性炭达到吸附饱和状态，关闭进风口开关密封阀（9）和出风口开关密封阀（3），打开真空泵（2）和活性炭加热装置（10）对活性炭进行再生处理。
5.如权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于，所述的燃烧催化器（1）由高温加热装置和三元催化组成。
6.如权利要求3所述的空气净化设备，其特征在于，方形阀的尺寸为250*50mm。
7.如权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于，所述滤盒长度为300mm，宽度为200mm，高度为300mm；所述活性炭粒的直径为2～3mm。
8.如权利要求5所述的空气净化设备，其特征在于，燃烧催化器的尺寸为100*100*100mm，所述高温加热装置加热温度为280～350℃。
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