CN110454882A - 一种净化空气的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种净化空气的系统，包括空气进入室，与所述空气进入室连通的空气处理室，与所述空气处理室连通的出气口；所述空气处理室包括颗粒物净化室，所述颗粒物净化室由装有水的水箱和置于水箱中的气泡发生器组成；所述空气处理室除了包括颗粒物净化室，还包括由紫外线灯和TiO2光触媒组成的有害气体处理室。本发明所述净化空气的系统对尺寸范围为0.1um及以上的颗粒物的净化率为93％；对空气中颗粒物净化后，再进行有害气体净化时，对有害气体中甲醛的净化率达96％，苯的净化率达82％，硫化物的净化率为93％，NH3净化率达98％。另外，所述空气净化系统在净化空气过程中无需更换零部件，所述净化空气的系统运行成本低。
Description
技术领域
本发明属于空气净化领域，特别涉及一种净化空气的系统。
背景技术
随着社会的发展，环境问题，特别是空气污染问题越发引起人们的关注。工业中各种燃料的燃烧产生大量粉尘，汽车尾气产生的粉尘，建筑物老化产生的粉尘，等等各种来源产生的粉尘固体颗粒漂浮在空气中，进而在颗粒表面附着细菌病毒，从而使得空气受到污染，人体直接吸这些受污染的空气不利于身体健康，特别是对人体呼吸道构成严重的威胁。
近年来，北方秋冬季节空气污染现象较为严重，空气污染中的颗粒物，例如PM2.5、PM10，对人体的健康构成严重威胁，特别是对婴幼儿的健康构成威胁。
另外，污染的空气中不仅有颗粒物，还有有机或无机有害气体的存在。例如无机有害气体有NH3、HBr、HCl、HI、HS2、CO、NO2、SO2；有机有害气体有甲醛、多环芳烃等。现有技术中对空气中各种颗粒物的净化方式有：HEPA过滤法(即高效空气过滤器过滤法)，活性炭过滤法，静电吸附法。HEPA过滤法其滤网存在饱和度的问题，随工作时间的累加其过滤气体的速度将下降，须频繁更换滤网，维护成本高。活性炭过滤法能吸附的颗粒有限，特别是其饱和度的问题会造成逐步失去吸附功能，也需频繁更换。静电吸附法仅对颗粒污染物有沉降作用，使用过程中会产生臭氧，易出现二次污染。现有技术中净化空气中的有机或无机有害气体的方法往往效果也不佳，主要原因是当空气中既有颗粒物，又有有害气体时，颗粒物会影响催化剂对有害气体的分解效率，使得分解有害气体的效率不高，从而会影响对有害气体的净化效果。
因此，提供一种高效、低成本的净化空气中颗粒物，然后再净化空气中有害气体的系统或装置十分有必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种净化空气的系统。所述系统首先净化空气中的颗粒物以及颗粒物上的细菌、病毒，然后进一步分解空气中有害气体。净化颗粒物和分解有害气体的效率高，而且系统成本低。
一种净化空气的系统，包括空气进入室，与所述空气进入室连通的空气处理室，与所述空气处理室连通的出气口；所述空气处理室包括颗粒物净化室，所述颗粒物净化室由装有水的水箱和置于水箱中的气泡发生器组成。
所述空气处理室对颗粒物进行净化处理。
优选的，所述空气进入室包括空气进入室的进气口和空气推进器。
优选的，所述空气推进器为风机，在风机工作时，在空气进入室的进气口产生的负压为-20KPa至-50KPa。
优选的，所述水箱中的水面至气泡发生器上边缘的距离超过0.3m；进一步优选的，所述水箱中的水面至气泡发生器上边缘的的距离超过0.5-1m。
优选的，所述气泡发生器产生的气泡的直径小于等于0.5mm。
优选的，所述出气口连接消音管，消音管用于消除气泡上升运动与破裂时产生的噪音。
优选的，所述空气进入室与所述空气处理室是用管道连通，所述系统工作状态时，连通所述空气进入室与所述空气处理室的管道内部压力为3-5大气压。
优选的，一种净化空气的系统，包括空气进入室，与所述空气进入室连通的空气处理室，与所述空气处理室连通的出气口；所述空气处理室依次包括颗粒物净化室和有害气体(例如甲醛、苯、SO2、NH3)处理室，所述有害气体处理室包括紫外线灯和TiO2光触媒。
优选的，所述紫外线灯发出的紫外光的波长范围为340-388nm。
优选的，所述TiO2光触媒中TiO2为纳米TiO2，纳米TiO2的直径为40-80nm。
优选的，所述TiO2光触媒中TiO2的质量含量不低于98％。
优选的，所述出气口连接消音管，消音管用于消除气泡上升运动与破裂时产生的噪音。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明所述净化空气的系统对尺寸范围为0.1um及以上的颗粒物的净化率为93％。
(2)本发明所述净化空气的系统对空气中颗粒物净化后，再进行有害气体净化时，对有害气体中甲醛的净化率达96％，苯的净化率达82％，硫化物(例如SO2)的净化率为93％，烃类净化率达95％，NH3净化率达98％。
(3)本发明所述空气净化系统在净化空气过程中无需更换零部件，无需频繁更换水，所述空气净化系统运行成本低。
附图说明
图1为实施例1中的净化空气的系统，其中1表示空气进入室的进气口，2表示风机，1和2组成空气进入室，5表示水箱，6表示水箱的盖子，7表示气泡发生器，8表示水，5、6、7、8组成空气处理室，3表示连通风机与气泡发生器的管道，4表示密封圈，9表示出气口，12表示水泵。
图2为图1中的气泡发生器7的分解图，其中701表示底部挡板，702表示与管道3相接触的前挡板，705表示后挡板，703表示左侧模型，704表示右侧模型，706为中间模型，707为中间隔板。
图3为图2中的701和707从底面方向看去的示意图，其中7011为底部挡板上的孔，与图1中的水泵12相连通。
图4为图2中各零部件组合后的图，为气泡发生器的立体图。
图5为图4表示的气泡发生器沿A-A方向的剖面图，其中7031表示进气孔，7032表示导气孔，73表示左侧模型703与中间隔板707之间的间隙，称之为喉部。
图6为实施例2中的净化空气的系统，其中1表示空气进入室的进气口，2表示风机，1和2组成空气进入室，5表示水箱，6表示水箱的盖子，7表示气泡发生器，8表示水，10表示紫外线灯，11表示TiO2光触媒，10和11组成有害气体处理室，5、6、7、8、10、11组成空气处理室，3表示连通风机与气泡发生器的管道，4表示密封圈，9表示出气口，12表示水泵。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
实施例1
如图1所示，本实施例中的净化空气的系统，其中1表示空气进入室的进气口，2表示风机，1和2组成空气进入室，5表示水箱，6表示水箱的盖子，7表示气泡发生器，8表示水，5、6、7、8组成空气处理室，3表示连通风机与气泡发生器的管道，4表示密封圈，9表示出气口，12表示水泵，图1中的虚线表示水箱中的水面。
当风机2开始工作时，污染的空气从进气口1进入，经过风机2，再经过管道3进入气泡发生器7，水泵12开启，气泡发生器7产生的气泡排放进入水箱5中，气泡在水8中往上升及在水面破裂的过程中气泡中的颗粒物被水进行充分的吸附，从而除去气泡中的颗粒物以及病细菌等微生物，达到净化空气中颗粒物和病细菌等微生物的目的，净化后的空气从出气口9出来。
在进气口1产生的负压为-20KPa。
所述水箱5中的水面至气泡发生器7上边缘的距离为0.35m。
所述气泡发生器7产生的气泡的直径小于等于0.4mm。
所述气泡发生器按文丘里管的原理设计，如图2、图3、图4、图5所示。图2为气泡发生器7的分解图，其中701表示底部挡板，702表示与管道3相接触的前挡板(前挡板上的孔可以是一个或多个)，705表示后挡板，703表示左侧模型，704表示右侧模型，706为中间模型，707为中间隔板。
图3为701和707从底面方向看去的示意图，其中7011为底部挡板上的孔(底部挡板上的孔可以是1个或多个)，与图1中的水泵12相连通。
图4为图2中各零部件组合后的图，为气泡发生器的立体图。
图5为图4表示的气泡发生器沿A-A方向的剖面图，其中7031表示进气孔，7032表示导气孔，73表示左侧模型703与中间隔板707之间的间隙，称之为喉部(喉部距底部挡板至少为0.08m，喉部距水面的距离为0.5m以上，左侧模型703与中间隔板707之间的间隙的间隙小于或等于0.5mm)。
所述气泡发生器使用流动的水，其原理是将进入进气孔7031(7031的气体来自于管道3)的气体再经通过导气孔7032通入气泡发生器内的喉部，由于喉部的结构空间变小，使水流产生压力释放，水流切割来自垂直方向气孔的空气流，借助管内扩散段水流的紊流作用，在管内的扩散段将气柱打碎产生大量微小气泡。根据文丘里管理论和试验表明：这种方法的气泡直径与空气的速度无关，与水流速度成反比，主要与喉部间隙(即左侧模型703与中间隔板707之间的间隙)大小有很大关系(喉部间隙大小决定了水流压力的释放大小，也就决定了水流速度)。气泡直径＝0.25*喉部间隙。为得到微小气泡(直径在0.5mm以下)经过大量试验结果确定所述气泡发生器喉部间隙的尺寸设为0.5mm,导气孔7032的直径为2mm，水流速度设为2m/min及以上。
由气泡发生器产生的微小气泡因其直径微小以及水的张力作用在水中将慢速上升，紊流的作用使微小气泡在水中产生旋转、变形或裂变，微小气泡所含的颗粒物以及其上附着的病细菌微生物因自身重力的作用上升的速度会比微小气泡的上升速度小，在气泡上升到水面破裂前会有相当一部分沉降到泡底部，在微小气泡底部与水膜接触因水存在的张力被水吸附，未接触到水膜的部分微小颗粒物及其上附着的病细菌微生物将在微小气泡在水面破裂时被水膜吸附进入水中。
实施例2
如图6所示，本实施例中的净化空气的系统，其中1表示空气进入室的进气口，2表示风机，1和2组成空气进入室，5表示水箱，6表示水箱的盖子，7表示气泡发生器，8表示水，10表示紫外线灯，11表示TiO2光触媒，10和11组成有害气体处理室，5、6、7、8、10、11组成空气处理室，3表示连通风机与气泡发生器的管道，4表示密封圈，9表示出气口，12表示水泵。
当风机2开始工作时，污染的空气从进气口1进入，经过风机2，再经过管道3进入气泡发生器7，水泵12开启，气泡发生器7产生的气泡排放进入水箱5中，气泡在水8中往上升及在水面破裂的过程中气泡中的颗粒物被水进行充分的吸附，从而除去气泡中的颗粒物以及病细菌等微生物，达到净化空气中颗粒物和病细菌等微生物的目的，接着空气经过紫外线灯10和TiO2光触媒11的催化反应，除去空气中的有害气体(例如甲醛、苯)，紫外线对空气做进一步的病细菌灭杀，净化后的空气从出气口9出来。
在进气口1产生的负压为-30kpa。
所述水箱5中的水面至气泡发生器7上边缘的距离为0.68m。
所述气泡发生器7产生的气泡的直径小于等于0.5mm。
所述紫外线灯10发出的紫外光的波长范围为380-388nm。
所述TiO2光触媒中TiO2为纳米TiO2，纳米TiO2的尺寸为40-50nm。
所述TiO2光触媒中TiO2的质量含量不低于98％。
实施例3
在实施例3的所述系统的出气口9后面接一消音管，可以起到降低气泡上升以及破裂产生的噪音的效果，系统其余部件与实施例2相同。
对比例1
与实施例1相比，对比例1中没有气泡发生器7，空气通过管道3直接进入水箱5中，其余组成或过程与实施例1相同。
对比例2
与实施例2相比，对比例2中所述紫外线灯发出的紫外光的波长范围为300-320nm，所述TiO2光触媒中TiO2为纳米TiO2，纳米TiO2的尺寸为110-140nm，其余组成或过程与实施例2相同。
对比例3
与实施例2相比，对比例3中不含有气泡发生器，其余组成或过程与实施例2相同。
产品效果测试
实施例1净化颗粒物直径为0.1um及以上净化率为93％，对比例1空间中的颗粒净化率低于30％。
实施例2净化空气中有害气体烃类、苯、甲醛、硫化物、氨的净化率分别为：95％，82％，96％，93％，98％。对比例2中有害气体烃类、苯、甲醛、硫化物、氨的净化率分别为：80％，60％，84％，80％，79％，对比例3中有害气体烃类、苯、甲醛、硫化物、氨的净化率分别为：55％，62％，66％，73％，68％。
Claims (9)
1.一种净化空气的系统，其特征在于，包括空气进入室，与所述空气进入室连通的空气处理室，与所述空气处理室连通的出气口；所述空气处理室包括颗粒物净化室，所述颗粒物净化室由装有水的水箱和置于水箱中的气泡发生器组成。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空气进入室包括空气进入室的进气口和空气推进器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述空气推进器为风机，所述风机工作时，在空气进入室的进气口产生的负压为-20KPa至-50KPa。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水箱中的水面至气泡发生器的上边缘的距离超过0.3m。
5.根据权利要求1或4所述的系统，其特征在于，所述气泡发生器产生的气泡的直径小于等于0.5mm。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空气处理室还包括有害气体处理室，所述有害气体处理室包括紫外线灯和TiO2光触媒。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述紫外线灯发出的紫外光的波长范围为340-388nm。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述TiO2光触媒中TiO2为纳米TiO2，纳米TiO2的直径为40-80nm。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述TiO2光触媒中TiO2的质量含量不低于98％。
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|---|---|---|---|
| CN201910608418.3A Pending CN110454882A (zh) | 2019-07-08 | 2019-07-08 | 一种净化空气的系统 |
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| CN (1) | CN110454882A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111594946A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-28 | 蒋颖健 | 一种基于紫外线消毒和水曝气技术的室内空气净化处理方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104248897A (zh) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | 李清华 | 湿式空气净化器和湿式空气净化方法 |
| CN105289161A (zh) * | 2014-06-21 | 2016-02-03 | 蒋世芬 | 一种气泡过水式空气净化器 |
| CN105561705A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-05-11 | 安徽宾肯电气股份有限公司 | 一种空气污染物的处理装置和处理方法 |
| CN106731522A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-05-31 | 郑祥开 | 一种空气净化方法及净化装置 |
| CN208720491U (zh) * | 2018-08-25 | 2019-04-09 | 包炜廷 | 一种空气净化装置 |
| CN109803749A (zh) * | 2016-06-28 | 2019-05-24 | 沙拉曼德拉地带有限公司 | 空气处理系统和方法 |
-
2019
- 2019-07-08 CN CN201910608418.3A patent/CN110454882A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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