CN109351167A - 一种空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气净化装置，包括外壳，外壳一侧下端设有引气罩，外壳内设有装置主体；装置主体内下端设有吸收液储存室；吸收液储存室一侧设有进气管；吸收液储存室内下端设有布气盘；吸收液储存室内从上到下依次间隔交错设有挡尘板；挡尘板上方设有布液盘，布液盘的进水端与水泵连接；布液盘的上方设有防水透气膜，防水透气膜上方设有第一过滤层；第一过滤层上方设有光催化氧化室；光催化氧化室内从上到下依次横向间隔交错设有光催化板；每个光催化板上均开设有穿设孔，穿设孔中设置有紫外灯管；光催化氧化室上方设有第二过滤层，装置主体的顶端设有出气管。本发明处理效率高，经过处理后的空气中污染物基本得到去除，具备广泛的应用前景。

Description

一种空气净化装置
技术领域
本发明属于大气污染处理技术领域，具体涉及一种空气净化装置。
背景技术
空气污染，特别是室内空气污染对人体产生严重危害的有效治理日益成为人们关注的热点问题。室内空气污染物主要有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、硫氧化物和颗粒物，尤其是PM2.5，目前已从室内鉴别出三百多种挥发性有机物，主要包括脂肪烃、芳香烃、氯化烃、醛类和酮类，因此，室内空气污染问题日益严峻。
用于室内空气净化的方法，按作用原理可分为通风换气式、过滤式、吸附式和催化净化式等，但都有其自身的缺陷。通风换气式的方式只能对室内空气进行置换，且室外空气中污染物也众多，其不能从根本上解决空气污染物，因此不能改善空气质量；过滤式的处理方式只能过滤掉空气中大粒径的颗粒物，也不能分解有害物质；活性炭空气净化器虽然能够吸附有机气体，但受饱和吸附量的限制需要频频更换滤芯；催化净化式的方式主要是对有机物的去除有效果，对其他污染物的去除效果有限。
由此可见，采用单一技术对室内空气中的各种污染物进行处理，存在净化不彻底、使用寿命短、易造成二次污染等问题，难以取得令人满意的效果。因此很有必要开发出一种新的空气净化装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明提供了一种空气净化装置，解决了现有技术中采用单一技术对室内空气中的各种污染物进行处理，存在净化不彻底、使用寿命短、易造成二次污染，难以取得令人满意的效果的问题。
本发明提供了一种空气净化装置，包括外壳，所述外壳一侧的下端设有引气罩，所述外壳内设有装置主体，所述装置主体与所述外壳同轴设置，且所述装置主体与所述外壳之间留有间隙；
所述装置主体内下端设有吸收液储存室，所述吸收液储存室内设有吸收液；所述吸收液储存室邻近所述引气罩的一侧设有进气管，所述进气管的进气端连接有风机的出风口，所述风机位于所述间隙内，且所述风机的进气端与所述引气罩相对；所述吸收液储存室内下端设有布气盘，所述布气盘的进气端与所述进气管的出气端连通；所述吸收液储存室内位于所述布气盘的上方处从上到下依次间隔交错设有多个挡尘板，多个所述挡尘板在所述吸收液储存室内形成“S”形气体通道；
所述吸收液储存室内位于多个所述挡尘板的上方处设有布液盘，所述布液盘的进水端通过管道与位于所述吸收液储存室内底端设置的水泵连接；所述吸收液储存室内一侧的上端还设有进水管，下端设有出水管；
所述装置主体内位于所述布液盘的上方处设有防水透气膜，且所述防水透气膜同时还位于所述吸收液液面以及所述进水管的上方，所述装置主体内位于所述防水透气膜的上方处设有第一过滤层；所述装置主体内位于所述第一过滤层的上方处设有光催化氧化室；
所述光催化氧化室内从上到下依次横向间隔交错设有多个光催化板，多个所述光催化板在所述光催化氧化室内形成“S”形气体通道；每个所述光催化板上均开设有穿设孔，且所述穿设孔均位于同一竖直平面，所述穿设孔中设置有紫外灯管；
所述装置主体内位于所述光催化氧化室的上方处设有第二过滤层，所述装置主体的顶端设有出气管，所述外壳上也开设有出气窗，所述出气管与所述出气窗连通。
优选的，所述外壳内底端设有防震板，所述装置主体设置在所述防震板上。
优选的，所述外壳为空心夹层结构，所述空心夹层结构内填充有吸音棉。
优选的，所述吸收液为中性水或弱碱性水。
优选的，位于所述吸收液储存室内最上端处的挡尘板位于所述吸收液的液面以下，所述布液盘位于所述吸收液液面上方。
优选的，所述光催化板为铝基蜂窝光触媒过滤网。
优选的，所述光催化氧化室的内壁上还涂覆有纳米TiO2涂层。
优选的，所述第一过滤层为活性炭层。
优选的，所述第二过滤层由壳聚糖改性多孔陶瓷、水镁石纤维以及纳米TiO2按照50：5：1的质量比混合而成；
其中，所述壳聚糖改性多孔陶瓷的制备方法如下：
用体积浓度为5％的醋酸水溶液溶解壳聚糖，溶解完毕得到壳聚糖饱和溶液；将粒径为50-95μm的多孔陶瓷颗粒在壳聚糖饱和溶液中浸泡24h后取出滤干，然后于250℃下煅烧0.5h，煅烧完毕即得到所述壳聚糖改性多孔陶瓷。
优选的，所述壳体一侧还设有水位观察窗，所述观察窗的底端在位于所述吸收液储存室内最下端处的挡尘板的下方，顶端在所述布液盘的上方。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明设置吸收液储存室，利用吸收液储存室内的吸收液中性水或弱碱性水对空气中的酸性气体以及悬浮颗粒进行处理，同时，吸收液储存室内还设置有挡尘板，挡尘板能够进一步的对空气中的悬浮颗粒进行处理。
2)本发明设置光催化氧化室对吸收液储存室出来的空气进行处理，将空气中的有机气体进行氧化分解，使空气进一步净化，此外，光催化氧化室内设置的紫外灯还具备杀菌消毒的效果。
3)本发明设置由壳聚糖改性多孔陶瓷、水镁石纤维以及纳米TiO2混合配制而成的第二过滤层来处理光催化氧化室出来的空气，一方面能够再次进行光催化氧化反应，另一方面还能够对空气中的氮氧化物、CO2、CO以及细小颗粒如PM2.5进行很好的吸附。
4)本发明处理效率高，经过处理后的空气中污染物基本得到去除，具备广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明空气净化装置的结构示意图；
图2为本发明空气净化装置中光催化氧化室的结构示意图；
图3为本发明空气净化装置中光催化氧化室的俯视图；
图4为本发明空气净化装置中布气盘的结构示意图。
附图标记说明：
1-引气罩，2-防震板，3-进气管，4-风机，5-布气盘，6-挡尘板，7-布液盘，8-水泵，9-进水管，10-出水管，11-第一过滤层，12-紫外灯管，13-光催化板，14-第二过滤层，15-出气窗，16-观察窗。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种空气净化装置，具体如图1-4所示，包括外壳，外壳为空心夹层结构，空心夹层结构内填充有吸音棉，能够吸收壳体内装置运行时产生的噪音，避免其对室内声环境产生影响。
外壳一侧的下端设有引气罩1，外壳内设有装置主体，外壳内底端还设有防震板2，装置主体设置在防震板2上，装置主体与外壳同轴设置，且装置主体与外壳之间留有间隙；防震板2为聚氨酯防震板，其作用是用来减缓风机4以及装置主体运行时产生的震动，进而减少由震动带来的噪声，以提供舒适的室内环境。装置主体与外壳之间留有间隙是为了方便将风机4放置在壳体内，从而使空气净化装置的所有部件都位于壳体内，既美观，又安全。
装置主体内下端设有吸收液储存室，吸收液储存室内设有吸收液，吸收液为中性水或弱碱性水，弱碱性水为苏打水。大气污染物中含有一定量的硫氧化物，如二氧化硫和三氧化硫，其均为酸性气体，因此，中性水对其有一定的吸收效果，而碱性水则能够与其反应，将其稳定成盐溶在水中。考虑到这部分污染物的含量不大，本发明使用弱碱性水即可处理。同时，空气污染物中的悬浮物，尤其是粒径较大的悬浮物遇水后也会沉降，小粒径的悬浮物如胶体物质、PM2.5遇水也会部分沉降，所以，本发明设置的吸收液能够同时处理酸性气体和悬浮颗粒。
吸收液储存室邻近引气罩1的一侧设有进气管3，进气管3的进气端连接有品牌为全锐，型号为190FLW2的离心风机4，风机4位于间隙内，且风机4的进气口与引气罩1相对；吸收液储存室内下端设有布气盘5，布气盘5的上表面开设有多个布气孔，布气盘5的下端设有支撑架，布气盘5通过支撑架固定在吸收液储存室内。
布气盘5的进气端与进气管3的出气端连通；吸收液储存室内位于布气盘5的上方处从上到下依次间隔交错设有多个规格尺寸相同的挡尘板6，多个挡尘板6在吸收液储存室内形成“S”形流体流道；每个挡尘板6的一端均与吸收液储存室的内壁固接，另一端与相邻的吸收液储存室的内壁间隔有距离，两个挡尘板6的自由端部分重叠，重叠长度为挡尘板6长度的1/4。
吸收液储存室内位于多个挡尘板6的上方处设有布液盘7，布液盘7的下表面开设有多个布液孔，布液盘7的进水端通过管道与位于吸收液储存室内底端设置的品牌为正川泵业、型号为WQD5-5-0.18F的小型潜水泵8连接；吸收液储存室内一侧的上端还设有进水管9，下端设有出水管10。
风机4将外部空气通过引气罩1引进装置主体内吸收液储存室内的吸收液中，并且，外部空气通过布气盘5均匀的分散到吸收液中，与吸收液均匀接触。与吸收液充分接触后的空气在吸收液中向上运行，在运行的过程中会与多个挡尘板6碰撞，在碰撞过程中，一方面颗粒物会因为挡尘板6的阻挡进入吸收液下层，另一方面，碰撞过程中会形成很多微小气泡，气泡会吸附小粒径的悬浮颗粒，且小气泡彼此间会融合成大气泡，小粒径的悬浮颗粒也会汇集成大粒径的，进而落到吸收液下层堆积。
此外，本发明还设置有布液盘7，通过水泵8将吸收液循环提升到布液盘7中，通过布液盘7上开设的多个布液孔将吸收液均匀向下喷洒，喷洒的吸收液与吸收液中逸出的空气逆向接触，能够将空气中没有被吸收液处理完全的酸性气体和颗粒进一步处理，并使颗粒物沉降到吸收液下层。
装置主体内位于布液盘7的上方处设有防水透气膜，防水透气膜是一种新型的高分子防水材料，能够使气体透过，水则不能渗透，本发明设置防水透气膜的目的是为了防止装置在搬动过程或其他意外导致装置倾斜时，吸收液容易从吸收液储存室内流失到其他腔室，从而对其他腔室带来污染的问题。
装置主体内位于防水透气膜的上方处设有第一过滤层11，第一过滤层11为活性炭层，活性炭层中活性炭的粒径为1-2mm。活性炭具有很好的吸附作用，能够对吸收液储存室内出来的空气进一步吸附处理，将颗粒物，尤其是大颗粒物基本吸附掉；而含有的其他污染物如有机气体、氮氧化物、一氧化氮等则进入装置主体内位于第一过滤层11的上方处的光催化氧化室内。
光催化氧化室内从上到下依次横向间隔交错设有多个规格相同的光催化板13，多个光催化板13在光催化氧化室内形成“S”形气体通道；每个光催化板13上均开设有穿设孔，且穿设孔均位于同一竖直平面，穿设孔中设置有紫外灯管12。本发明中装置主体设置成圆柱形，光催化板13为椭圆形板，且每个椭圆形板一侧的边缘与光催化氧化室内壁固接，另一侧与相邻光催化氧化室内壁间隔有距离，相邻的两个光催化板13的自由端部分重叠，重叠长度为光催化板13小直径的1/3。光催化板13为铝基蜂窝光触媒过滤网。
本发明中，从第一过滤层11出来的空气进入光催化氧化室，竖直设置的紫外灯管12能够为光催化氧化室内设置的多个光催化板13提供足够的紫外光源，在紫外光源的照射下，铝基蜂窝光触媒过滤网上负载的纳米TiO2与空气中的污染物发生光催化氧化反应。
光催化板13上负载有纳米TiO2，TiO2的能带结构一般由低能价带和高能导带构成，价带和导带之间存在禁带，能带和导带之间的带隙能为3.2ev，当半导体TiO2受到能量大于其禁带宽度的光源照射时，其价带的电子就被激发，跃迁到导带，产生原初电荷分离，从而产生导带电子和禁带空穴。这些电子和空穴对迁移到表面后，具有强的接收电子的倾向，可以参加氧化还原反应，直接将有机分子氧化为正碳自由基或将表面现象的水分子氧化为羟基自由基。生成的羟基自由基进攻有机物分子，使之氧化分解，最终使转化为CO2、H2O。在光催化氧化过程中还会释放负氧离子到空气中，有利于人体健康。
此外，紫外灯管12发出的紫外光还可以对空气进行杀毒，杀灭其中的病原菌和微生物。
本发明中，多个光催化板13在光催化氧化室内形成“S”形气体通道，这种设置方式能够延长空气在光催化氧化室内的停留时间，使其能够充分的发生光催化氧化反应。同时，光催化氧化室的内壁上还涂覆有纳米TiO2涂层，能够增加光催化氧化反应的面积，提高反应效率。
装置主体内位于光催化氧化室的上方处设有第二过滤层14，需要说明的是，紫外灯管12向上延伸且穿过第二过滤层14，并与外界电源电联接。
第二过滤层14由壳聚糖改性多孔陶瓷、水镁石纤维以及纳米TiO2按照50：5：1的质量比混合而成；其中，所述壳聚糖改性多孔陶瓷的制备方法如下：
用体积浓度为5％的醋酸水溶液溶解壳聚糖，溶解完毕得到壳聚糖饱和溶液；将粒径为50-95μm的多孔陶瓷颗粒在壳聚糖饱和溶液中浸泡24h后取出滤干，然后于250℃下煅烧0.5h，煅烧完毕即得到所述壳聚糖改性多孔陶瓷。
第二过滤层14中的多孔陶瓷经壳聚糖改性后，其内部会产生众多的活性位点，从而能够对空气中的氮氧化物、CO2、CO以及细小颗粒如PM2.5进行很好的吸附；纳米TiO2在紫外光的照射下在第二过滤层14内以及下表面发生光催化氧化反应，水镁石纤维能够促进光催化反应的进行，且在光催化反应停过程中，水镁石纤维上的结合水会部分脱水，最后随处理洁净后的空气排入室内，有助于增强室内湿度，从而使室内环境更为舒适。
装置主体的顶端设有出气管，外壳上也开设有出气窗15，出气管与出气窗15位置相对，最终净化后的空气经由出气窗15排入室内。
本发明中，吸收液储存室内最上端处的挡尘板6位于吸收液的液面以下，布液盘7位于吸收液液面上方，即挡尘板6均浸没在吸收液中，而布液盘7则位于吸收液上方，这种设置方式可以充分的发挥挡尘板6和布液盘7的作用。
壳体一侧还设有水位观察窗16，观察窗16的底端在挡尘板6下方，底端在布液盘7的上方。设置观察窗16用于观察吸收液的液面，当吸收液不足时，通过进水管9往其中补充吸收液，并控制液面位置，防止其淹没布液盘7。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种空气净化装置，其特征在于，包括外壳，所述外壳一侧的下端设有引气罩(1)，所述外壳内设有装置主体，所述装置主体与所述外壳同轴设置，且所述装置主体与所述外壳之间留有间隙；
所述装置主体内下端设有吸收液储存室，所述吸收液储存室内设有吸收液；所述吸收液储存室邻近所述引气罩(1)的一侧设有进气管(3)，所述进气管(3)的进气端连接有风机(4)的出风口，所述风机(4)位于所述间隙内，且所述风机(4)的进气端与所述引气罩(1)相对；所述吸收液储存室内下端设有布气盘(5)，所述布气盘(5)的进气端与所述进气管(3)的出气端连通；所述吸收液储存室内位于所述布气盘(5)的上方处从上到下依次间隔交错设有多个挡尘板(6)，多个所述挡尘板(6)在所述吸收液储存室内形成“S”形气体通道；
所述吸收液储存室内位于多个所述挡尘板(6)的上方处设有布液盘(7)，所述布液盘(7)的进水端通过管道与位于所述吸收液储存室内底端设置的水泵(8)连接；所述吸收液储存室内一侧的上端还设有进水管(9)，下端设有出水管(10)；
所述装置主体内位于所述布液盘(7)的上方处设有防水透气膜，且所述防水透气膜同时还位于所述吸收液液面以及所述进水管(9)的上方，所述装置主体内位于所述防水透气膜的上方处设有第一过滤层(11)；所述装置主体内位于所述第一过滤层(11)的上方处设有光催化氧化室；
所述光催化氧化室内从上到下依次横向间隔交错设有多个光催化板(13)，多个所述光催化板(13)在所述光催化氧化室内形成“S”形气体通道；每个所述光催化板(13)上均开设有穿设孔，且所述穿设孔均位于同一竖直平面，所述穿设孔中设置有紫外灯管(12)；
所述装置主体内位于所述光催化氧化室的上方处设有第二过滤层(14)，所述装置主体的顶端设有出气管，所述外壳上也开设有出气窗(15)，所述出气管与所述出气窗(15)连通。
2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述外壳内底端设有防震板(2)，所述装置主体设置在所述防震板(2)上。
3.根据权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于，所述外壳为空心夹层结构，所述空心夹层结构内填充有吸音棉。
4.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述吸收液为中性水或弱碱性水。
5.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，位于所述吸收液储存室内最上端处的挡尘板(6)位于所述吸收液的液面以下，所述布液盘(7)位于所述吸收液液面上方。
6.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述光催化板(13)为铝基蜂窝光触媒过滤网。
7.根据权利要求6所述的空气净化装置，其特征在于，所述光催化氧化室的内壁上还涂覆有纳米TiO2涂层。
8.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述第一过滤层(11)为活性炭层。
9.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述第二过滤层(14)由壳聚糖改性多孔陶瓷、水镁石纤维以及纳米TiO2按照50：5：1的质量比混合而成；
其中，所述壳聚糖改性多孔陶瓷的制备方法如下：
用体积浓度为5％的醋酸水溶液溶解壳聚糖，溶解完毕得到壳聚糖饱和溶液；将粒径为50-95μm的多孔陶瓷颗粒在壳聚糖饱和溶液中浸泡24h后取出滤干，然后于250℃下煅烧0.5h，煅烧完毕即得到所述壳聚糖改性多孔陶瓷。
10.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述壳体一侧还设有水位观察窗(16)，所述观察窗(16)的底端在位于所述吸收液储存室内最下端处的挡尘板(6)的下方，顶端在所述布液盘(7)的上方。
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