CN1212493C - 一种室内空气净化方法 - Google Patents
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Abstract
一种室内空气净化方法，涉及一种将微细颗粒物(包括细菌、香烟烟雾、油烟等)、挥发性有机化合物和其他有害气体从室内空气中分离出来或使之净化，从而获得洁净的室内空气的方法。本发明借助风机，使待净化的空气先经过粗滤网，去除较粗大的颗粒和纤维；然后进入高压电场，接着通过过滤层；最后进入吸附催化床，彻底去除室内空气中的有害组分。本发明协调利用静电捕尘作用、臭氧和·OH、·HO2、·O等活性基团对有机物的分解作用、过滤作用、吸附作用和催化作用，实现室内污染物的去除。本发明与现有技术方案相比，去除的污染物种类更多，去除效果更佳，吸附催化材料的寿命长，而且可防止净化系统孳生新的细菌和其他二次污染物。
Description
技术领域
本发明涉及一种室内空气净化方法，属于环境保护领域，更具体地说，涉及一种将微细颗粒物(包括细菌、香烟烟雾、油烟等)、挥发性有机化合物和其他有害气体从室内空气中分离出来或使之净化，从而获得洁净的室内空气的方法。
背景技术
室内空气是指采用天然材料或人工材料围隔而成的受限空间内的空气。人的一生大约有70％～90％的时间是在室内度过的，因此，在一定意义上，室内环境对人们的生活和工作质量，以及公众的身体健康影响远远超过室外环境。然而，由于建筑材料的围隔作用，使得室内空气有别于室外，特别是随着节能和室内温、湿度要求的提高，建筑物密闭程度不断增大。相应地，室内与室外空气交换量减小，室内、外的环境差异也更加明显。美国环境保护署最近的一項研究显示，人们在室内接受某些污染物的程度超过室外100倍。香港环保部门的一项研究指出，约有1/3的办公楼室内空气质量不符合世界卫生组织及其它相关组织的标准。澳大利亚的研究者认为，室内空气的污染程度超过室外5到20倍。
实际上，早在20世纪80年代，美国、日本、加拿大和欧洲各国的报刊杂志上就频繁出现病态建筑综合征(Sick Building Syndrome，SBS)的报道，室内空气质量问题开始受到公众的关注。我国近年来随着社会经济的高速发展，室内装饰装修程度越来越高。由于良莠不齐的建筑材料用于装饰装修，使得室内空气成分更加复杂，不少建筑物内甲醛、苯系物、氨气、氡气、微细颗粒物和细菌等污染物浓度水平远远高于室外，由此引起的以眼、喉刺激、鼻塞、头痛、头晕、恶心、胸闷、乏力、皮肤干燥、嗜睡、烦躁等为征状的“病态建筑综合征”患者越来越多，室内空气质量问题引起人们的高度关注。
为了改善室内空气质量，人们已经做了大量的工作，比如采用负离子发生器清新空气；采用臭氧发生器杀灭室内细菌；采用过滤方法去除微细颗粒物；采用吸附方法净化苯系物等。这些方法均能在一定程度上，起到净化室内空气的作用。但是，室内空气污染物成分复杂，既有微细颗粒物，如细菌、香烟烟雾、油烟、各类飘尘等；又有气态污染物，如甲醛、苯系物、多环芳烃、氨气、氡及其子体、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等。这些污染物的物理、化学或生物特性区别很大，致使现有的方法只能净化其中的某一种或有限几种污染物，存在很大的局限性，不能彻底解决室内空气污染问题。比如，负离子发生技术只是提高了室内负离子浓度，从而改善人的主观感受，降低室内飘尘的浓度。但是，这些飘尘只是沉积在室内物体表面，一旦受气流干扰，又会重新进入室内空间。另外，负离子并不能清除其他污染物。臭氧发生器产生的臭氧在杀灭细菌的同时，也使较高浓度的臭氧进入室内环境，有害于人体。过滤方法不能解决气态污染物的去除问题。活性炭吸附是目前用得最普遍的室内空气净化方法，这种方法特别适用于净化有机化合物，但对于部分无机污染物和沸点较低的易挥发性有机化合物净化效果不能确保。另外，由于吸附剂吸附容量限制，需经常更换。除此之外，由于现有的基于过滤和吸附作用的净化器未考虑防止细菌孳生问题，在滤料和吸附剂表面还易孳生细菌，成为新的室内空气污染源。
发明内容
本发明的目的是提出一种室内空气净化方法。更具体地说，是在分析室内空气污染物类型基础上，提出一种与之相适宜的，能适用于大多数室内场合的污染物净化方法。从而进一步改善室内空气的质量。
本发明提供的室内空气净化方法是通过以下技术方案实现的：
(1).借助风机，使待净化的室内空气首先通过粗滤网，去除其中的粗颗粒物和纤维；
(2)使粗滤后的空气通过产生电晕放电的高压电场，利用高压电场部分去除空气中的细微颗粒物，同时利用电晕放电产生的臭氧、活性基团(·OH、·HO2、·O)分解空气中的有机化合物；
(3).使经过高压电场的空气通过由纤维或滤纸构成的过滤层，阻留高压电场中未去除的细微颗粒物；
(4).使过滤后的空气通过吸附催化床，利用吸附催化材料富集残留的有机化合物、臭氧、活性基团，借助吸附和分解作用进一步净化空气。
本发明中所述的电晕放电可采用电压为4kV～20kV的直流电晕放电，或采用基压为4kV～15kV，高压为30kV～50kV的脉冲电晕放电。
本发明中所述的吸附催化床中的吸附催化材料为活性炭、氧化铝中的一种或两种，其表面浸渍了醋酸、双氧水、硝酸、硫化钠、溴酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾或溴水。
总的来说，本发明涉及的室内空气净化方法集高压静电捕尘、臭氧和·OH、·HO2、·O等活性基团的产生及其对有机物的分解、过滤、吸附和催化等作用于一体，而且通过合理地组织流过净化系统的气流，协调利用各种净化作用，并防止产生二次污染。与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：①在一个净化系统内同时实现细微颗粒物、挥发性有机化合物和其他有害气体的分离或净化；②由于电晕放电产生的臭氧和活性基团能分解富集在吸附催化材料表面的有机化合物，所以吸附催化材料的使用寿命大大延长；③借助吸附催化材料对臭氧的吸附作用，可防止臭氧逸入室内空间，确保室内空气中臭氧浓度不超标。
附图说明
图1为本发明所提供的室内空气净化方法的系统流程框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明的净化机理及净化过程。
如图1所示，整个净化系统包括粗滤网1、高压电场2、过滤层3和吸附催化床4，用风机驱动气流流过整个净化系统。在净化过程中，室内空气先经过粗滤网1，去除空气中较粗大的颗粒和纤维；然后进入高压电场2，高压电场的两电极间可施加4kV～20kV直流电压或基压为4kV～15kV，高压为30kV～50kV的脉冲电压，使其产生电晕放电。高压电场可部分去除空气中的细微颗粒物，同时产生臭氧、·OH、·HO2和·O之类的活性基团，这些臭氧、·OH、·HO2和·O活性基团能分解有机化合物，并具有杀菌作用。接着，空气通过由纤维或滤纸构成的高效过滤层3，利用纤维或滤纸阻留在高压电场2中未去除的细微颗粒物，臭氧在通过纤维或滤纸时可进一步杀灭细菌，并防止细菌在纤维或滤纸上孳生；最后，空气进入吸附催化床4，利用吸附催化材料吸附富集以气体状态存在的室内污染物以及电晕放电产生的臭氧、·OH、·HO2和·O活性基团。在催化剂的作用下，富集的有机化合物与臭氧、·OH、·HO2和·O活性基团反应，分解为二氧化碳和水。同时，由于臭氧被吸附在吸附催化材料表面，因而可防止臭氧逸出。吸附催化材料载体采用活性炭(颗粒状或纤维状)、氧化铝中的一种或两种，其表面浸渍了醋酸、硝酸、双氧水、硫化钠、溴酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾或溴水·OH、·HO2、·O。
实施例1
在高压电场的两极上施加8kV的直流高压，以浸渍了高锰酸钾的氧化铝作吸附催化材料。将含有11ppm甲醛的室内空气通入净化系统，连续操作24小时，在吸附催化床前后均未检测出甲醛。
实施例2
在高压电场的两极上施加12kV的直流高压，以浸渍了醋酸的活性炭纤维作吸附催化材料。将含有14ppm氨的室内空气通入净化系统，连续操作24小时，在吸附催化床前检测到氨的浓度11ppm，在吸附催化床之后未检测出氨。
实施例3
在高压电场的两极上施加基压为8kV，高压为30kV的脉冲电晕放电，以浸渍了高锰酸钾的颗粒活性炭作吸附催化材料。将含有22ppm苯的室内空气通入净化系统，连续操作24小时，在吸附催化剂床之前，苯浓度降到3ppm。在吸附催化剂层出口未检测到苯。
实施例4
在高压电场的两极上施加基压为8kV、高压为30kV的脉冲电晕放电，以浸渍了硫化钠的颗粒活性炭和浸渍了高锰酸钾的氧化铝作吸附催化材料。将含有15ppm氮氧化物的室内空气通入净化系统，连续操作24小时，在吸附催化剂层之前，氮氧化物浓度为15ppm。在吸附催化剂层出口未检测到氮氧化物。
实施例5
在高压电场的两极上施加8kV的直流高压，以浸渍了高锰酸钾的颗粒活性炭和浸渍了双氧水的氧化铝作吸附催化材料。将含有甲醛和苯的室内空气通入净化系统，在净化系统入口、吸附催化层入口和出口各设一个检测口，连续操作24小时。结果表明在净化系统入口，甲醛、苯和总悬浮颗粒物的浓度分别为9ppm、19ppm和0.275mg/m3；在吸附催化床入口，甲醛、苯和总悬浮颗粒物的浓度分别为0、3ppm和0；在吸附催化床出口，三种污染物均未检出。
Claims (1)
1.一种室内空气净化方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：
(1)借助风机，使待净化的室内空气首先通过粗滤网，去除其中的粗颗粒物和纤维；
(2)使粗滤后的空气通过产生电晕放电的高压电场，利用高压电场部分去除空气中的细微颗粒物，同时利用电晕放电产生的臭氧、活性基团分解空气中的有机化合物；所述的电晕放电可采用电压为4kV～20kV的直流电晕放电，或采用基压为4kV～15kV，高压为30kV～50kV的脉冲电晕放电；
(3)使经过高压电场的空气通过由纤维或滤纸构成的过滤层，阻留高压电场中未去除的细微颗粒物；
(4)使过滤后的空气通过吸附催化床，利用吸附催化材料富集残留的有机化合物、臭氧、活性基团，借助吸附和分解作用进一步净化空气；所述的吸附催化床中的吸附催化材料为活性炭、氧化铝中的一种或两种，其表面浸渍醋酸、双氧水、硝酸、硫化钠、溴酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾或溴水。
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