CN202199268U - 催化降解室内甲醛的空气净化器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及空气净化领域，特别涉及一种对室内空气中的甲醛有催化降解功效的空气净化器。其包括设置有进风口和出风口的机壳、在所述的机壳内，安装在所述的进风口与所述的出风口之间形成的气流通道上的风扇、和安装在所述的进风口和所述的风扇之间的加热装置；其特征是：在所述的加热装置和风扇之间设置有一装载有能将甲醛催化降解的催化剂的催化装置。本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器结构设计合理，很好地解决了现有其它类型的空气净化器存在的问题，具有较为理想的空气净化效果。该空气净化器既可专门用于清洁室内空气的甲醛污染，也可通过改变催化剂的种类将室内其它类型的挥发性有机污染物清除。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气净化领域，特别涉及一种对室内空气中的甲醛有催化降解功效的空气净化器。
背景技术
甲醛是室内空气中最主要也是最严重的一种污染物，具有较高的毒性，是致癌和致畸形物质。多种室内装修材料，如地板胶、塑贴面、胶合板、乳胶漆、合成纤维等，都有可能向室内释放甲醛，尤其现在人造地板普遍使用酚醛树脂等能够释放出甲醛的粘合剂，向室内释放甲醛的时间可持续数年，严重危害人体健康。随着人们科普知识的增加，公众对甲醛引发的污染问题越来越重视。因此，甲醛的净化技术受到了广泛关注，其中甲醛的催化氧化技术因其低成本、高效率，且生成无毒的CO2和H2O，减少了二次污染，成为研究者所关注的热点技术之一。在室温下，不需注入任何能量和物质，直接利用空气中的O2作为氧化剂，将甲醛转化成无毒的CO2和H2O，是治理室内甲醛污染的一种理想状态。
目前，空气净化器的工作原理大致可分为五种：物理式、静电式、化学式、负离子式和复合式。一般来说，物理式净化是最常用的方法。通过物理净化作用可有效地除去室内的粉尘、花粉等大颗粒的污染物，但靠物理吸附手段去除挥发性有机污染物(苯、甲苯、甲醛等)容易造成脱附而引起二次污染。因此，采用催化氧化降解的化学方式去除挥发性有机污染物是目前比较重要的手段之一。在现有的空气净化器中使用较多的主要为：光触媒空气净化器、臭氧空气净化器、负离子空气净化器等。其中光触媒空气净化器是在紫外线的照射下，使甲醛等有害有味气体在光触媒催化剂上发生氧化分解成无害无味物质，达到降解有害气体的目的。光触媒空气净化器是一种化学分解而非单纯的物理吸附技术，不会产生二次污染。周宇松等研究开发了一种纳米光催化空气净化装置，该发明中采用透明多孔性光催化剂薄膜的格栅状载体作为光催化部件，开发出了具有非常高的空气净化分解效率的纳米光催化空气净化装置(CN 02216821.4)。戴各生开发了以二氧化钛为主的光化学催化氧化装置。该发明中采用高效过滤层和光催化氧化装置相结合的方法，既可除去空气中的悬浮颗粒，如花粉、霉菌及其它细小颗粒，又可将空气中的挥发性有机物转化为二氧化碳和水达到彻底净化空气的目的(CN 02216058.2)。然而，在自然光和日光灯等微弱光源甚至是无光的条件下，光触媒空气净化器是不能正常发挥功效的。因此，在净化器的装置中必须安装强的紫外光源，对能源会有一定的要求，同时过多的紫外线对人体有伤害。由于以上不足，光触媒空气净化器的应用受到了一定的限制。另一类常用的净化器为臭氧空气净化器，它主要是依靠臭氧的强氧化作用将挥发性有机污染物进行氧化降解。董志刚等发明了一种立式室内空气臭氧净化器，该净化器具有结构简单，使用方便，净化效果好的优点(CN 200810113053.9)。但是，臭氧空气净化器在使用过程中会产生大量的臭氧，超标的臭氧对人体健康危害严重。负离子空气净化器是利用带负电荷的气体离子将有机污染物降解为无害物质，同时释放的负离子还具有镇静、催眠、镇痛、增食欲、降血压等功能。李建英等发明了一种负离子净化器，克服了现有负离子净化器存在的安全缺陷，具有安全性高、避免产生高压静电的优点(CN 200620046503.3)。但是负离子的寿命很短，并且不洁空气会进一步使其浓度降低，降解污染物效果不佳。因此，随着人们生活水平的提高，需要开发出效果更好、生产成本更低、使用更方便的空气净化器产品，以满足人们的需要。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述不同类型的空气净化器存在的问题，提供一种结构简单、使用方便、净化效果好的催化降解室内甲醛的空气净化器。该净化器可以消除空气中的挥发性有机污染物。
本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器包括设置有进风口和出风口的机壳、在所述的机壳内，安装在所述的进风口与所述的出风口之间形成的气流通道上的风扇、和安装在所述的进风口和所述的风扇之间的加热装置等；其特征是：在所述的加热装置和风扇之间设置有一装载有能将甲醛催化降解的催化剂的催化装置。
所述的进风口与所述的出风口之间形成的气流通道上，由所述的进风口处起至所述的出风口之间依次安装有筛网、加热装置、热电偶、第一挡板、催化装置、第二挡板、风扇和筛网。
所述的加热装置通过所述的热电偶与安装在机壳上的数显温控器相连接。
所述的催化装置与机壳之间的缝隙处安装有所述的第一挡板，该第一挡板保证空气只从催化装置通过，而不是从催化装置与机壳间的缝隙通过；所述的风扇与机壳之间的缝隙处安装有所述的第二挡板，该第二挡板保证空气只从风扇通过，而不是从风扇与机壳间的缝隙通过。
所述的加热装置是一多孔的铝板。采用多孔的铝板结构即能保证较好的传热性又可保证空气在气流通道中顺畅通过。
所述的催化装置是由竖板(如铁片)和垂直连接于该竖板的装载催化剂的空腔装置构成；所述的竖板固定在所述的机壳上；所述的装载催化剂的空腔装置是由金属丝(如铁丝)编制而成的网格状的空腔，该空腔的上侧面和下侧面具有孔，空腔中放置有装载催化剂的布袋。
所述的催化剂是Au-Pt/MnO2，该催化剂可用浸渍法负载到具有较大比表面积的棉纤维上。
本实用新型提供的空气净化器的进风口和出风口各覆盖一层筛网，经过进风口的筛网过滤可保证空气中的微尘、花粉等颗粒污染物不会随流动空气进入到空气净化器的内部。此项技术可避免加热装置的表面和多孔结构被颗粒物覆盖导致传热不均及空气的流通受阻。同时，出风口的筛网保证了经净化后排出的空气不存在可能逸出的催化剂颗粒，从而保证了经净化后的空气的洁净性。所述的筛网可以根据空气中不同类型的颗粒污染的粒径大小以及催化剂的粒径大小而改变目数。
本实用新型提供的空气净化器的加热装置是由多孔的铝板构成，既能保证较好的传热性，又可保证空气在气流通道中顺畅通过。同时，流经的空气可被充分加热以达到催化剂完全催化降解甲醛的温度，在数显温控器的控制下加热装置的加热板可保持恒温状态，一定程度上避免了能源的浪费。
本实用新型提供的空气净化器的催化装置采用可拆卸的方式，可随时更换催化剂的种类，催化不同类型的空气污染物。催化装置的设计还能保证多种催化剂同时使用，经过一次循环就可将空气中不同类型的挥发性有机污染物去除。催化剂的安装采用将合成的双金属负载型催化剂(Au-Pt/MnO2)用浸渍法负载到具有较大比表面积的棉纤维上，然后封装到由筛网组成的袋中，既可保证催化剂的高比表面积，使空气与催化剂充分接触，又可保证催化剂不会随空气流动而被吹出空气净化器。所述的催化装置用螺母来固定，拆卸方便；筛网的目数可以根据催化剂的类型改变；合成的双金属负载型催化剂可采取不同的方式负载到比表面积大的载体上。
本实用新型提供的空气净化器的温控装置采用数显方式，通过热电偶精确测量显示加热装置的温度，能够保证催化装置中的空气温度恒定，避免温度的跳跃对催化剂的性能产生影响。同时，可调控不同的温度以适应不同类型的催化剂。
本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器的结构设计合理，很好地解决了现有其它类型的空气净化器存在的问题，具有较为理想的空气净化效果，可广泛应用于室内空气净化，也可应用于治理工业废气。其净化效果及优点主要体现在：
1、在进风口和出风口上采用筛网结构以及催化剂封装方式的结构，可以达到三重过滤、除尘的目的，而且催化剂被封装保证，由此可使催化剂的牢固性得到提高。
2、将粉末性质的双金属负载型催化剂(Au-Pt/MnO2)负载到具有较大比表面积的载体上，在保证较大接触面积的同时又避免了粉末催化剂随流动空气被吹离催化装置。
3、加热装置的温度的精确控制，可保证空气污染物完全转化，减少空气循环次数，从而减少处理的时间，降低处理的成本。
4、本实用新型可利用催化装置在工作时需达到一定温度的特点，通过加热装置实现对空气的加温，使它不仅具有净化的作用，更具有加热的作用，特别适合冬季室内空气的净化及加温。
附图说明
图1.本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器的立体示意图。
图2.本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器的主视示意图(a)、侧视示意图(b)、俯视示意图(c)、后视示意图(d)。
图3.本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器的内部结构剖视示意图。
图4.本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器中的放大的加热装置的立体示意图。
图5.本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器中的催化装置的立体示意图。
附图标记
1.机壳 2.进风口 3.电源开关 4.数显温控器
5.出风口 6.风扇 7.螺母 8.电源接口
9.加热装置 10.热电偶 11.催化装置 12.挡板
13.筛网 14.孔 15.上侧面
16.装载催化剂的空腔装置 17.下侧面
具体实施方式
请参见图1、2和3，催化降解室内甲醛的空气净化器包括设置有进风口2和出风口5的机壳1、安装在所述的进风口与所述的出风口之间形成的气流通道上的风扇6、和安装在所述进风口和所述风扇之间的加热装置9等。
所述的出风口5位于所述的机壳1的顶部，所述的进风口2位于所述的机壳1的正面下部，在所述的机壳1的侧面下部设置有电源开关3和数显温控器4。在所述的机壳1内，所述的进风口2与所述的出风口5之间形成的气流通道上，由所述的进风口2处起至所述的出风口5之间依次安装有筛网13、加热装置9、热电偶10、挡板12、催化装置11、挡板12、风扇6和筛网13。其中所述的筛网13的目数大小可以根据不同空气环境而更换，所述的加热装置9通过所述的热电偶10与安装在机壳上的数显温控器4相连接，并使所述的加热装置9的加热温度精确可控；所述的催化装置与机壳之间的缝隙处，有安装在机壳上的所述的第一挡板，该第一挡板保证空气只从催化装置通过，而不是从催化装置与机壳间的缝隙通过；所述的风扇与机壳之间的缝隙处，有安装在机壳上的所述的第二挡板，该第二挡板保证空气只从风扇通过，而不是从风扇与机壳间的缝隙通过。安装在机壳上的所述的风扇6是具有引风功能的抽风机，能够将空气由机壳下部的所述的进风口输送到顶部的出风口。
请参见图4，其为放大的加热装置9的立体图，所述的加热装置是一带有孔14的多孔的铝板，即可以保证空气加热充分又可保证空气在气流通道中顺畅通过。
请参见图5，其为催化装置11的立体图，它是由一铁片和垂直连接于该铁片的装载催化剂的空腔装置16构成；所述的铁片上含有四个螺母7，通过所述的螺母将所述的铁片固定在所述的机壳1上(便于拆卸和更换，可保证其牢固性和灵活性)；所述的装载催化剂的空腔装置16是由铁丝编制而成的网格状的空腔，该空腔的上侧面15和下侧面17具有孔，空腔中放置有装载催化剂的布袋。采用网格状的结构可保证空气的流通和催化剂的固定。所述的放催化剂的布袋的材料可以根据催化剂的类型和空气的流速等因素改变其目数和缝制的材料。
本实用新型是采用加热流动空气催化氧化的方式净化室内空气。由风扇6将室内空气通过进风口2吸入催化降解室内甲醛的空气净化器中，净化后的空气由出风口5排出。催化降解室内甲醛的空气净化器的核心部分是催化装置11。这种催化装置采用棉纤维作为载体，并将催化剂负载到棉纤维的表面，催化剂是在较低温度下能够完全降解甲醛的双金属负载型催化剂(Au-Pt/MnO2)。本实用新型的催化降解室内甲醛的空气净化器可以在室内随意移动，可从各个方向吸入空气，从净化器的正面进气，从顶部排气。可专门用于清洁室内空气的甲醛污染，也可通过改变催化剂的种类将室内其它类型的挥发性有机污染物清除。工作过程主要是：插入工作电源，风扇6、加热装置9、催化装置11开始工作，室内空气在风扇6的作用下，被强制引入到催化降解室内甲醛的空气净化器内，并被加热装置9加热。由于筛网13的作用，所加热的空气中不存在颗粒污染，该空气进入催化装置11中，使装有催化剂的布袋处于特定的温度下。布袋内的催化剂在特定的温度(催化剂被激活所需的温度)下被激活，当污染的空气通过其表面时，挥发性有机污染物被催化氧化，得到有效清除。这样由出风口5排出的空气就是净化后的空气。
Claims (8)
1.一种催化降解室内甲醛的空气净化器，其包括设置有进风口和出风口的机壳、在所述的机壳内，安装在所述的进风口与所述的出风口之间形成的气流通道上的风扇、和安装在所述的进风口和所述的风扇之间的加热装置；其特征是：在所述的加热装置和风扇之间设置有一装载有能将甲醛催化降解的催化剂的催化装置。
2.根据权利要求1所述的催化降解室内甲醛的空气净化器，其特征是：所述的进风口与所述的出风口之间形成的气流通道上，由所述的进风口处起至所述的出风口之间依次安装有筛网、加热装置、热电偶、第一挡板、催化装置、第二挡板、风扇和筛网。
3.根据权利要求2所述的催化降解室内甲醛的空气净化器，其特征是：所述的加热装置通过所述的热电偶与安装在机壳上的数显温控器相连接。
4.根据权利要求2所述的催化降解室内甲醛的空气净化器，其特征是：所述的催化装置与机壳之间的缝隙处安装有所述的第一挡板；所述的风扇与机壳之间的缝隙处安装有所述的第二挡板。
5.根据权利要求1、2或3所述的催化降解室内甲醛的空气净化器，其特征是：所述的加热装置是一多孔的铝板。
6.根据权利要求1、2或4所述的催化降解室内甲醛的空气净化器，其特征是：所述的催化装置是由竖板和垂直连接于该竖板的装载催化剂的空腔装置构成；所述的竖板固定在所述的机壳上；所述的装载催化剂的空腔装置是由金属丝编制而成的网格状的空腔，该空腔的上侧面和下侧面具有孔，空腔中放置有装载催化剂的布袋。
7.根据权利要求1所述的催化降解室内甲醛的空气净化器，其特征是：所述的催化剂是Au-Pt/MnO2。
8.根据权利要求6所述的催化降解室内甲醛的空气净化器，其特征是：所述的催化剂是Au-Pt/MnO2。
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2011
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