CN1853759A - 一种能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，主要包括锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体，填料体中间留有空腔，以及至少一只紫外线灯管，紫外线灯管置于填料体中间的空腔内。在该装置中，有机化合物(VOC)被紫外线灯管照射的纳米二氧化钛光催化作用被有效快速地分解，达到对空气中存在的有机化合物强效过滤。而锐钛型纳米二氧化钛在去除各种有害物质时，被消除有机化合物的净化空气将从过滤装置的出口排出，因此过滤装置能更为有效地去除对人身产生致命危害的挥发性有机化合物质。
Description
技术领域
本发明涉及对室内或密闭或半密闭空间的气体处理，更具体指一种能消除挥发性有机化合物(VOC)的空气过滤装置。
背景技术
人们知道，长期接触污染的空气，会降低人体呼吸系统免疫力，使喉头炎、支气管炎、心肺病的发病率增加，而居家室内装璜中的挥发性有机化合物(VOC)，如甲醛、苯、二甲苯、氨、二氧化硫、二氧化氮、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、氯仿，1，2-二氯苯，1，3-二氯苯、乙苯、甲苯等，极易造成人体白血病、癌症、慢性中毒及急性中毒等现代文明疾病。
根据2001年国家及建设部发布的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》，对因建筑、装饰和家具造成的室内环境污染进行严格控制和管理。然而，至今为止，我国乃至于全球其它任何国家在使用新装修室内以及新车辆内仍可发现长期存着挥发性有机污染物(VOC)，这些挥发性有机污染物不断地从各种装饰物品，如沙发、座椅、车顶棚、塑料件、橡胶件、涂料等不断散发出来，对人体健康造危害。与此相关的受污染环境还有火车箱内、轮船、潜艇、航空器、医院、大厦等密闭或半密闭的空间内。
欧盟是全球最环保的地区，而德国是欧盟中最环保地国家，但其汽车生产商大众汽车(Volkswagen)早在2000年以前就要求各种物料及零件供应商，特别是橡胶类、塑胶类及聚氨酯发泡类使用氨(Amine)等催化剂为助剂的供应商降低会散发出挥发性有机化合物(VOC)的数量。但在数年之后，包括德国大众汽车公司及其中国合资公司一汽大众及上海大众等车厂生产的新车，也仅仅能达到Low VOC(低挥发性有机化合物)。截至今日，尚没见能有一种能有效地去除对人身产生致命危害的挥发性有机化合物(VOC)，以及使用场合广、结构简单、易普及使用的空气过滤装置出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，该过滤装置可有效地去除对人身产生致命危害的挥发性有机化合物(VOC)。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
该空气过滤装置包括：
锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体，填料体中间留有空腔；
至少一只紫外线灯管，紫外线灯管置于填料体中间的空腔内。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体为一圆形柱状体。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体为一矩形柱状体。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体为一垂直截面形状呈不规则或规则的多边形的柱状体。
一种能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
该空气过滤装置包括：
锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体，填料体中间留有空腔；
至少一只紫外线灯管，紫外线灯管置于填料体中间的空腔内；
导气风扇，导气风扇位于填料体之前并与填料体并排设置；
杂质过滤器，杂质过滤器位于导气风扇之前并与填料体并排设置。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体、导气风扇、杂质过滤器均为圆形柱状体。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体、导气风扇、杂质过滤器均为矩形柱状体。
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体、导气风扇、杂质过滤器均呈不规则或规则的多边形的柱状体。
紫外线灯管为中压紫外线灯、高压汞灯、黑光灯、紫外线杀菌灯的任何一种。
所述的紫外线灯管的波长为380nm-250nm之间。
在本发明的上述技术方案中，该空气过滤装置主要包括锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体，填料体中间留有空腔，以及至少一只紫外线灯管，紫外线灯管置于填料体中间的空腔内。挥发性有机化合物(VOC)被紫外线灯管照射的纳米二氧化钛光催化作用被有效快速地分解，达到对空气中存在的有机化合物强效过滤。而锐钛型纳米二氧化钛在去除各种有害物质时，其效果并不会减弱或消失；只要有持续的紫外线照射，锐钛型纳米二氧化钛会不断地产生正价光子空穴进而氧化有机物及切断有害无机物的价链结构。若加上导气风扇、杂质过滤器的设置，被消除有机化合物的净化空气将从过滤装置的出口排出，因此过滤装置能更为有效地去除对人身产生致命危害的挥发性有机化合物质。
附图说明
图1是本发明过滤装置的实施例结构示意图。
图2是本发明过滤装置的另一实施例结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明本实用新型的上述目的、技术方案和效果，以下通过实施例结合上述各图对本实用新型进行详细的描述。
为了便于对本发明有更好地理解，下面先对二氧化钛的相关性作如下介绍：
二氧化钛的光催化特性在1972年由日本藤屿昭教授发现，至今已得到广泛的研究和应用。光催化的基本原理是：当半导体氧化物(如二氧化钛)纳米粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后，电子从价带跃迁到导带，产生了电子-空穴对，电子具有还原性，空穴具有氧化性，空穴与氧化物半导体纳米粒子表面的OH-反应生成氧化性很高的OH自由基，活泼的OH自由基可以把许多难降解的有机物氧化为CO2和H2O等无机物。因此，纳米二氧化钛不但可广泛用于对染料废水、农药废水、表面活性剂、含氮有机物、氯化物、氟里昂、工业酸洗废水以及含油废水等的光催化降解，把其降解为CO2、H2O和其它小分子无机物；同时，还能对空气中的挥发性有机化合物(VOC)，如甲醛、苯、二甲苯、氨、二氧化硫、二氧化氮、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、氯仿，1，2-二氯苯，1，3-二氯苯、乙苯、甲苯进行降解。
请先结合图1、图2所示，
本发明的空气过滤装置包括：
锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体10，填料体10中间留有空腔11；
至少一只紫外线灯管12，紫外线灯管12置于填料体中间的空腔11内。
以上的结构构成了本发明的空气过滤装置的基本单元。
当然本发明的过滤装置不仅包括上述锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体10，填料体10中间留有空腔11，以及至少一只紫外线灯管12，紫外线灯管置于填料体中间的空腔11内。还可包括：
导气风扇13，导气风扇13位于填料体10之前并与填料体并排设置；
杂质过滤器14，杂质过滤器14位于导气风扇13之前并与填料体并排设置。
当然，导气风扇13、杂质过滤器14也可以利用室内的空调上带有的部件。
图1示意了本发明的第一个实施例，
在该实施例中，所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体10、导气风扇13、杂质过滤器14均为圆形柱状体。
图2则示意了本发明的另一个实施例，
在该实施例中，所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体10、导气风扇13、杂质过滤器14均为矩形柱状体。
当然，所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体、导气风扇、杂质过滤器均呈不规则或规则的多边形的柱状体，在此就不一一叙述了。
在上述的实施例中，
紫外线灯管12的数量可根据需要来设定，可以设置三根灯管、四根灯管等。
需要说明的是，
锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体10由两部分组成，一部分是十二面立体金属网状骨架结构海绵填料，另一部分就是支撑该填料的框架结构，十二面立体金属网状骨架结构海绵填料就填设于填料框架结构内。框架结构是对十二面立体金属网状骨架结构海绵填料进行固定和支撑。十二面立体金属网状骨架结构海绵填料的表面加载了锐钛型(Anatase，简称A型)二氧化钛纳米材料，并形成稳定牢固的结构，持久耐用，不易脱落。
本发明空气过滤装置中采用Metalfoam Products Inc.公司的固定式纳米二氧化钛MP-Ti-05十二面立体金属网状交连骨架结构填料为载体，该十二面立体金属网状骨架结构填料的气孔数为4ppi(一英寸长度内有4个气孔结构)至100ppi(一英寸长度内有100个气孔结构)，形成900m2/m3～16000m2/m3的超大比表面积。因此，该空气过滤装置中的填料与污染空气的接触面积大，过滤有机化合物的效率高。在传统的纳米二氧化钛光触媒应用中，没有固定载体来固定住纳米二氧化钛粉末，因此多用胶状物(如美国Lennox公司)，或磷灰石(如日本大金空调Optical Cleale空气净化器)等将另一种材料在湿润状态下与纳米二氧化钛混合，然后涂在网纱上面，待混合材料干燥后当作过滤网使用，该过滤网比表面积只有本发明的1/60～1/200。
本发明的过滤装置可用于任何需要过滤处理挥发性有机化合物(VOC)的地方，如新装修室内、新车箱内等。当该装置启动后，导气风扇13强制进行通风，带有VOC污染物的空气从气体入口端被吸入过滤装置中，杂质过滤器14的功能是阻挡空气中的浮尘等固体颗粒杂质进入过滤系统中。紫外线灯管12为锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体的光催化作用提供稳定、持续的紫外光，该紫外光的波长为380nm～250nm之间，该紫外灯光源可以选用中压紫外线灯、高压汞灯、黑光灯及紫外线杀菌灯等，紫外线灯管12一般由逆变电源DC6V-12V或AC100~120V、AC220~240V、AC380~440V等配套提供获得高频电源，通过根据灯管长度、灯管功率和紫外线幅照强度的不同，其管电压可由100V至1500V，或更高，频率一般为20Khz以上。带有VOC污染物的空气经过纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料后，VOC将被紫外线照射的纳米二氧化钛光催化作用被有效快速地分解，被消除了VOC的净化空气将从空气出口端排出，达到空气中VOC的强效过滤效果。而锐钛型纳米二氧化钛在去除各种有害物质时，其效果并不会减弱或消失；只要有持续的紫外线照射，锐钛型纳米二氧化钛会不断地产生正价光子空穴进而氧化有机物及切断有害无机物的价链结构。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
Claims (10)
1、一种能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于，
该空气过滤装置包括：
锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体，填料体中间留有空腔；
至少一只紫外线灯管，紫外线灯管置于填料体中间的空腔内。
2、如权利要求1所述的能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于：
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体为一圆形柱状体。
3、如权利要求1所述的能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于：
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体为一矩形柱状体。
4、如权利要求1所述的能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于：
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体为一垂直截面形状呈不规则或规则的多边形的柱状体。
5、一种能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于，
该空气过滤装置包括：
锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体，填料体中间留有空腔；
至少一只紫外线灯管，紫外线灯管置于填料体中间的空腔内；
导气风扇，导气风扇位于填料体之前并与填料体并排设置；
杂质过滤器，杂质过滤器位于导气风扇之前并与填料体并排设置。
6、如权利要求5所述的能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于：
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体、导气风扇、杂质过滤器均为圆形柱状体。
7、如权利要求1所述的能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于：
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体、导气风扇、杂质过滤器均为矩形柱状体。
8、如权利要求1所述的能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于：
所述的锐钛型纳米二氧化钛金属网状骨架结构填料体、导气风扇、杂质过滤器均呈不规则或规则的多边形的柱状体。
9、如权利要求1-8任一项所述的能消除挥发性有机化合物的空气过滤装置，
其特征在于：
紫外线灯管为中压紫外线灯、高压汞灯、黑光灯、紫外线杀菌灯的任何一种。
10、如权利要求9所述的水处理模块，
其特征在于：
所述的紫外线灯管的波长为380nm-250nm之间。
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