CN212339512U - 用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，属于空气净化技术领域，第一、二网隔板将箱体内部分割为雾化仓、反应仓和混合仓；箱体上设有进风口和出风口；混合仓内设有内部风机；过氧化氢发生装置用于向水池提供过氧化氢；水池内设有超声波雾化器；超声波雾化器用于将水池里的水和过氧化氢雾化，并和空气混合为雾化空气；臭氧发生器用于产生臭氧，并联合紫外光灯管和光催化网板将臭氧和流经反应仓的雾化空气混合反应为反应空气；反应空气经过混合仓后从出风口排出。本实用新型的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，能够有效对空气气溶胶消毒兼有机气体降解，反应效率高，净化充分，安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于空气净化技术领域，具体地说涉及用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置。
背景技术
新型冠状病毒2019-nCOV等疾病具有极强的传染性，短时间内可通过气溶胶传播，造成人群大量感染。特别是室内通风不良的密闭空间，传播几率大大增加。所以对空气气溶胶进行处理净化，减少疾病传播风险刻不容缓。同时空气中含有挥发性有机气体，被人体吸入后也非常有害，需要对挥发性有机气体进行降解净化。
臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气和单个氧原子；后者具有很强的活性，其氧化能力强，可直接作用于细菌、病毒及挥发性有机气体，起到杀菌消毒，净化空气作用。实际应用中，单纯臭氧消毒会带来臭氧泄露的风险，如若设备控制不当，消毒净化的同时也会损伤人体，产生健康隐患。用臭氧“溶”于水过程中产生的羟基自由基来增强臭氧水的杀毒灭菌效果。羟基自由基的氧化电位为2.80eV，仅次于氟2.87eV，具有极强的氧化性，可与大多数有机污染物发生快速的链式反应，能够无选择性地把有害物质直接矿化为CO2、H2O或无机盐，不产生二次污染。羟基自由基这些先进的氧化特性使它能够应用在有机污染物的处理等方面，具有广谱性、快速、稳定、可靠的特点。目前，产生羟基自由基的途径较多，主要有Fenton法、氧化絮凝法、超声降解法、光催化法、臭氧法等。由于羟基自由基的存在寿命极短，在不同的环境介质中，其存在的时间有一定的差别，但一般都小10- 4s，因此，产生的羟基自由基无法实现存储和运输使用，如何在生成瞬间实现羟基自由基的有效利用，是现有技术中一个亟需解决的难点。目前未见有类似基于臭氧-羟基自由基用于空气气溶胶消毒和挥发性有机气体降解的应用。传统类似空气消毒净化设备主要使用化学消毒剂，这会产生二次污染残留，且化学消毒剂异味强烈，对身体有害。紫外线消毒净化也会产生紫外线辐射泄露及臭氧次生污染。
类似有申请号：201820792220.6的中国专利，公开了“一种臭氧-羟基自由基消毒水机”，其方法包括以下步骤：气水混合器设置在机箱之外，臭氧/氧气输出管道的另一端引出机箱并与气水混合器连通，所述的气水混合器上还连接一输入水管道，在气水混合器的下部设置有臭氧-羟基自由基消毒水出口。使臭氧水自分解产生的羟基自由基以最快的速度、最近的距离直接作用于被消毒物。上述专利存在的主要问题是：该专利曝气装置主要用于产生臭氧水对物品进行消毒而非气溶胶消毒净化。同时，臭氧经过气水混合器曝气无法实现高效产生羟基自由基。且大量臭氧未经分解直接溢出造成泄露，引发风险。
类似有申请号：201310705162.0的中国专利，公开了一种“羟基自由基分解果蔬农药残留、餐具消毒的方法及其装置”，其方法包括以下步骤：首先将臭氧发生器产生的臭氧经过曝气器释放到水中，再经过波轮的搅拌在水中生成高浓度臭氧水，高浓度臭氧水再经过UV 253.7nm紫外灯模块或UV280nm LED深紫外灯模块照射生成单线态原子氧，单线态原子氧将水拉开生成高浓度的羟基自由基水溶液，羟基自由基水溶液持续不断地对水果、蔬菜和生鲜食品的农药残留物进行消毒、解毒、净化或对餐具和医疗器械进行消毒。上述专利存在的主要问题是：臭氧经过曝气器释放到水中，再经过波轮搅拌，这种臭氧与水的气水混合方法效果相比前述专利更差，且同样会产生臭氧泄露，而且所产生所谓的臭氧水消毒效果无法有效判定。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述不足之处提供用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，拟解决如何有效对空气气溶胶消毒兼有机气体降解，反应效率高，净化充分，安全可靠等问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，包括箱体1、内部风机2、过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、光催化网板5、臭氧发生器6和超声波雾化器7；所述箱体1内设有第一网隔板8和位于第一网隔板8上方的第二网隔板9；所述第一网隔板8和第二网隔板9将箱体1内部从下往上依次分割为雾化仓10、反应仓11和混合仓12；所述箱体1上设有连通雾化仓10的进风口和连通混合仓12的出风口；所述混合仓12内设有内部风机2；所述内部风机2用于提供空气从进风口进入，并依次经过雾化仓10、反应仓11和混合仓12，再从出风口排出的动力；所述雾化仓10底部设有用于放水的水池13；所述过氧化氢发生装置3用于向水池13提供过氧化氢；所述水池13内设有超声波雾化器7；所述超声波雾化器7用于将水池13里的水和过氧化氢雾化，并和空气混合为雾化空气；所述臭氧发生器6用于产生臭氧，并联合紫外光灯管4和光催化网板5将臭氧和流经反应仓11的雾化空气混合反应为反应空气；所述反应空气经过混合仓12后从出风口排出。由上述结构可知，过氧化氢发生装置3利用纯水，产生过氧化氢，自动滴加进入水池13中，与水池13中的水混溶；过氧化氢发生装置3也可以采用人工添加过氧化氢等方式。超声波雾化器7将含有过氧化氢的水粉碎分散，并与进风口进入的污染的空气混合为雾化空气；超声波雾化器7可选用200瓦功率的；雾化空气中带有过氧化氢产生的羟基自由基，能够对空气气溶胶消毒，以及挥发性有机气体降解；臭氧发生器6可选用管式或板式的20克型号的；臭氧发生器6用于产生臭氧，臭氧和雾化空气混合发生反应，并在紫外光灯管4的照射下，以及光催化网板5的催化作用下，使大部分臭氧分解同时与雾化空气作用产生大量活性羟基自由基和活性氧原子，起到消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体作用。紫外光灯管4可采用25瓦、254nm或185nm的紫外光灯管，通过紫外光灯管4、光催化网板5、雾化空气联合作用，能够充分利用臭氧，避免了多余的臭氧泄露，同时，也将多余的过氧化氢充分利用，产生更多的羟基自由基，确保设备使用的安全，不会对环境造成污染。此时含有大量活性羟基自由基和活性氧原子的混合空气为反应空气。反应空气在混合仓12内进一步混匀，充分消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体，提高了反应效率，净化充分，安全可靠。反应空气经过混合仓12后从出风口排出干净的空气。第一网隔板8和第二网隔板9起到对流通的混合空气均流的作用，内部风机2除了为混合的空气提供动力，同时也使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体。本专利通过特殊设计使设备实现化学反应过程的强化控制，增强反应气体的氧化性和渗透性，提高安全性。通过增强氧化技术，将气态的活性物质臭氧大部分分解转变为含有活性氧和羟基自由基的气液混合混悬气雾。不但消耗了产生的大部分臭氧，降低出风口臭氧排放浓度，更能使反应体系中产生更高活性的羟基自由基消杀净化效果提高，同时彻底排除了臭氧泄露隐患。上述所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置的使用方法，包括通风步骤、雾化步骤、反应步骤、混合步骤和移动步骤；所述通风步骤具体为：打开内部风机2和进风风机17，外部含有气溶胶和/或有机气体的空气从从进风口进入雾化仓10，再依次经过反应仓11、混合仓12后，从涡旋排气管15排出；所述雾化步骤具体为：打开过氧化氢发生装置3和超声波雾化器7，过氧化氢发生装置3向水池13里的水混入过氧化氢，超声波雾化器7将水、过氧化氢雾化，并与从进风口进入的空气混合为雾化空气；反应步骤具体为：打开紫外光灯管4和臭氧发生器6，从雾化仓10进入反应仓11的雾化空气和臭氧发生器6产生的臭氧混合为反应空气，在紫外光灯管4和光催化网板5的作用下，反应空气产生大量活性羟基自由基和活性氧原子，将反应空气中的气溶胶携带的细菌病毒消杀和/或反应空气中的有机气体降解；所述混合步骤具体为：从反应仓11进入混合仓12的反应空气，在内部风机2和超声波粉碎振荡器14的作用下，充分粉碎、混匀，然后再从涡旋排气管15进一步混匀后排出；所述移动步骤具体为：自动移动装置16带动箱体1自由移动。
进一步的，所述混合仓12内设有超声波粉碎振荡器14；所述超声波粉碎振荡器14用于粉碎、混匀流经混合仓12的反应空气。由上述结构可知，超声波粉碎振荡器14粉碎、混匀流经混合仓12的反应空气，使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体。
进一步的，所述出风口上设有涡旋排气管15；所述涡旋排气管15内设有涡旋通道。由上述结构可知，涡旋排气管15使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体，然后排出干净的空气。涡旋排气管15其总长度大于等于10厘米，管路圆周半径不小于10厘米。涡旋排气管15可在有限空间内延长气体所经过的管路距离，提高停留时间，从而使残留的臭氧充分降解。
进一步的，所述箱体1底部设有自动移动装置16；所述自动移动装置16用于带动箱体1自由移动。由上述结构可知，自动移动装置16用于带动箱体1自由移动，确保将空间里的污染空气处理干净；自动移动装置16最基本的就是采用四个滚轮的方式，也可以搭配控制电机来驱动移动。
进一步的，所述进风口上设有进风风机17。由上述结构可知，进风风机17使外部污染空气被吸入雾化仓10。
进一步的，所述箱体1上设有控制器或控制器接口；所述控制器或控制器接口分别与内部风机2、过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、臭氧发生器6、超声波雾化器7、超声波粉碎振荡器14、自动移动装置16、进风风机17电连接。由上述结构可知，控制器可以直接对内部风机2、过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、臭氧发生器6、超声波雾化器7、超声波粉碎振荡器14、自动移动装置16、进风风机17进行控制开启或关闭，也可以在控制器接口上安装控制器，也可以将控制器接口设为RS-232或RS-485端口，通过有线连接控制器，或者通过控制器和收发模块进行无线控制。可在该装置上增设各种有害物质监测传感器、各类物质浓度测量传感器来和控制器电连接，这样就能够实现用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置的自动控制、工作状态监测、环境状态监控、数据传输等功能，如果采用无线传输的方式，还能够远程人工多平台操控。
进一步的，所述混合仓12内设有第三网隔板18；所述超声波粉碎振荡器14设在第三网隔板18上；所述内部风机2数量至少为三个，且内部风机2设在第二网隔板9上；所述过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、光催化网板5、臭氧发生器6设置在第一网隔板8上。由上述结构可知，第三网隔板18起到对流通的混合空气均流的作用；超声波粉碎振荡器14设在第三网隔板18上，正对涡旋排气管15。
进一步的，所述混合仓12的流通通道从下往上呈变径缩小的形状。由上述结构可知，起到将混合的空气逐步集中在出风口上，统一混匀。
进一步的，所述光催化网板5围着紫外光灯管4；所述光催化网板5的基板为泡沫镍，且该基板上至少负载有二氧化钛、二氧化硅、氧化锌和氧化铝。由上述结构可知，提高光催化网板5的催化效率。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型公开了用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置及方法，属于空气净化技术领域，第一、二网隔板将箱体内部分割为雾化仓、反应仓和混合仓；箱体上设有进风口和出风口；混合仓内设有内部风机；过氧化氢发生装置用于向水池提供过氧化氢；水池内设有超声波雾化器；超声波雾化器用于将水池里的水和过氧化氢雾化，并和空气混合为雾化空气；臭氧发生器用于产生臭氧，并联合紫外光灯管和光催化网板将臭氧和流经反应仓的雾化空气混合反应为反应空气；反应空气经过混合仓后从出风口排出。本实用新型的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置及方法，能够有效对空气气溶胶消毒兼有机气体降解，反应效率高，净化充分，安全可靠。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图；
图2是本实用新型剖开俯视示意图；
附图中：1-箱体、2-内部风机、3-过氧化氢发生装置、4-紫外光灯管、5-光催化网板、6-臭氧发生器、7-超声波雾化器、8-第一网隔板、9-第二网隔板、10-雾化仓、11-反应仓、12-混合仓、13-水池、14-超声波粉碎振荡器、15-涡旋排气管、16-自动移动装置、17-进风风机、18-第三网隔板。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型进一步详细说明，但是本实用新型不局限于以下实施例。
实施例一：
见附图1～2。用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，包括箱体1、内部风机2、过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、光催化网板5、臭氧发生器6和超声波雾化器7；所述箱体1内设有第一网隔板8和位于第一网隔板8上方的第二网隔板9；所述第一网隔板8和第二网隔板9将箱体1内部从下往上依次分割为雾化仓10、反应仓11和混合仓12；所述箱体1上设有连通雾化仓10的进风口和连通混合仓12的出风口；所述混合仓12内设有内部风机2；所述内部风机2用于提供空气从进风口进入，并依次经过雾化仓10、反应仓11和混合仓12，再从出风口排出的动力；所述雾化仓10底部设有用于放水的水池13；所述过氧化氢发生装置3用于向水池13提供过氧化氢；所述水池13内设有超声波雾化器7；所述超声波雾化器7用于将水池13里的水和过氧化氢雾化，并和空气混合为雾化空气；所述臭氧发生器6用于产生臭氧，并联合紫外光灯管4和光催化网板5将臭氧和流经反应仓11的雾化空气混合反应为反应空气；所述反应空气经过混合仓12后从出风口排出。由上述结构可知，过氧化氢发生装置3利用纯水，产生过氧化氢，自动滴加进入水池13中，与水池13中的水混溶；过氧化氢发生装置3也可以采用人工添加过氧化氢等方式。超声波雾化器7将含有过氧化氢的水粉碎分散，并与进风口进入的污染的空气混合为雾化空气；超声波雾化器7可选用200瓦功率的；雾化空气中带有过氧化氢产生的羟基自由基，能够对空气气溶胶消毒，以及挥发性有机气体降解；臭氧发生器6可选用管式或板式的20克型号的；臭氧发生器6用于产生臭氧，臭氧和雾化空气混合发生反应，并在紫外光灯管4的照射下，以及光催化网板5的催化作用下，使大部分臭氧分解同时与雾化空气作用产生大量活性羟基自由基和活性氧原子，起到消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体作用。紫外光灯管4可采用25瓦、254nm或185nm的紫外光灯管，通过紫外光灯管4、光催化网板5、雾化空气联合作用，能够充分利用臭氧，避免了多余的臭氧泄露，同时，也将多余的过氧化氢充分利用，产生更多的羟基自由基，确保设备使用的安全，不会对环境造成污染。此时含有大量活性羟基自由基和活性氧原子的混合空气为反应空气。反应空气在混合仓12内进一步混匀，充分消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体，提高了反应效率，净化充分，安全可靠。反应空气经过混合仓12后从出风口排出干净的空气。第一网隔板8和第二网隔板9起到对流通的混合空气均流的作用，内部风机2除了为混合的空气提供动力，同时也使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体。本专利通过特殊设计使设备实现化学反应过程的强化控制，增强反应气体的氧化性和渗透性，提高安全性。通过增强氧化技术，将气态的活性物质臭氧大部分分解转变为含有活性氧和羟基自由基的气液混合混悬气雾。不但消耗了产生的大部分臭氧，降低出风口臭氧排放浓度，更能使反应体系中产生更高活性的羟基自由基消杀净化效果提高，同时彻底排除了臭氧泄露隐患。上述所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置的使用方法，包括通风步骤、雾化步骤、反应步骤、混合步骤和移动步骤；所述通风步骤具体为：打开内部风机2和进风风机17，外部含有气溶胶和/或有机气体的空气从从进风口进入雾化仓10，再依次经过反应仓11、混合仓12后，从涡旋排气管15排出；所述雾化步骤具体为：打开过氧化氢发生装置3和超声波雾化器7，过氧化氢发生装置3向水池13里的水混入过氧化氢，超声波雾化器7将水、过氧化氢雾化，并与从进风口进入的空气混合为雾化空气；反应步骤具体为：打开紫外光灯管4和臭氧发生器6，从雾化仓10进入反应仓11的雾化空气和臭氧发生器6产生的臭氧混合为反应空气，在紫外光灯管4和光催化网板5的作用下，反应空气产生大量活性羟基自由基和活性氧原子，将反应空气中的气溶胶携带的细菌病毒消杀和/或反应空气中的有机气体降解；所述混合步骤具体为：从反应仓11进入混合仓12的反应空气，在内部风机2和超声波粉碎振荡器14的作用下，充分粉碎、混匀，然后再从涡旋排气管15进一步混匀后排出；所述移动步骤具体为：自动移动装置16带动箱体1自由移动。
实施例二：
见附图1～2。用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，包括箱体1、内部风机2、过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、光催化网板5、臭氧发生器6和超声波雾化器7；所述箱体1内设有第一网隔板8和位于第一网隔板8上方的第二网隔板9；所述第一网隔板8和第二网隔板9将箱体1内部从下往上依次分割为雾化仓10、反应仓11和混合仓12；所述箱体1上设有连通雾化仓10的进风口和连通混合仓12的出风口；所述混合仓12内设有内部风机2；所述内部风机2用于提供空气从进风口进入，并依次经过雾化仓10、反应仓11和混合仓12，再从出风口排出的动力；所述雾化仓10底部设有用于放水的水池13；所述过氧化氢发生装置3用于向水池13提供过氧化氢；所述水池13内设有超声波雾化器7；所述超声波雾化器7用于将水池13里的水和过氧化氢雾化，并和空气混合为雾化空气；所述臭氧发生器6用于产生臭氧，并联合紫外光灯管4和光催化网板5将臭氧和流经反应仓11的雾化空气混合反应为反应空气；所述反应空气经过混合仓12后从出风口排出。由上述结构可知，过氧化氢发生装置3利用纯水，产生过氧化氢，自动滴加进入水池13中，与水池13中的水混溶；过氧化氢发生装置3也可以采用人工添加过氧化氢等方式。超声波雾化器7将含有过氧化氢的水粉碎分散，并与进风口进入的污染的空气混合为雾化空气；超声波雾化器7可选用200瓦功率的；雾化空气中带有过氧化氢产生的羟基自由基，能够对空气气溶胶消毒，以及挥发性有机气体降解；臭氧发生器6可选用管式或板式的20克型号的；臭氧发生器6用于产生臭氧，臭氧和雾化空气混合发生反应，并在紫外光灯管4的照射下，以及光催化网板5的催化作用下，使大部分臭氧分解同时与雾化空气作用产生大量活性羟基自由基和活性氧原子，起到消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体作用。紫外光灯管4可采用25瓦、254nm或185nm的紫外光灯管，通过紫外光灯管4、光催化网板5、雾化空气联合作用，能够充分利用臭氧，避免了多余的臭氧泄露，同时，也将多余的过氧化氢充分利用，产生更多的羟基自由基，确保设备使用的安全，不会对环境造成污染。此时含有大量活性羟基自由基和活性氧原子的混合空气为反应空气。反应空气在混合仓12内进一步混匀，充分消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体，提高了反应效率，净化充分，安全可靠。反应空气经过混合仓12后从出风口排出干净的空气。第一网隔板8和第二网隔板9起到对流通的混合空气均流的作用，内部风机2除了为混合的空气提供动力，同时也使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体。本专利通过特殊设计使设备实现化学反应过程的强化控制，增强反应气体的氧化性和渗透性，提高安全性。通过增强氧化技术，将气态的活性物质臭氧大部分分解转变为含有活性氧和羟基自由基的气液混合混悬气雾。不但消耗了产生的大部分臭氧，降低出风口臭氧排放浓度，更能使反应体系中产生更高活性的羟基自由基消杀净化效果提高，同时彻底排除了臭氧泄露隐患。上述所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置的使用方法，包括通风步骤、雾化步骤、反应步骤、混合步骤和移动步骤；所述通风步骤具体为：打开内部风机2和进风风机17，外部含有气溶胶和/或有机气体的空气从从进风口进入雾化仓10，再依次经过反应仓11、混合仓12后，从涡旋排气管15排出；所述雾化步骤具体为：打开过氧化氢发生装置3和超声波雾化器7，过氧化氢发生装置3向水池13里的水混入过氧化氢，超声波雾化器7将水、过氧化氢雾化，并与从进风口进入的空气混合为雾化空气；反应步骤具体为：打开紫外光灯管4和臭氧发生器6，从雾化仓10进入反应仓11的雾化空气和臭氧发生器6产生的臭氧混合为反应空气，在紫外光灯管4和光催化网板5的作用下，反应空气产生大量活性羟基自由基和活性氧原子，将反应空气中的气溶胶携带的细菌病毒消杀和/或反应空气中的有机气体降解；所述混合步骤具体为：从反应仓11进入混合仓12的反应空气，在内部风机2和超声波粉碎振荡器14的作用下，充分粉碎、混匀，然后再从涡旋排气管15进一步混匀后排出；所述移动步骤具体为：自动移动装置16带动箱体1自由移动。
所述混合仓12内设有超声波粉碎振荡器14；所述超声波粉碎振荡器14用于粉碎、混匀流经混合仓12的反应空气。由上述结构可知，超声波粉碎振荡器14粉碎、混匀流经混合仓12的反应空气，使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体。
所述出风口上设有涡旋排气管15；所述涡旋排气管15内设有涡旋通道。由上述结构可知，涡旋排气管15使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体，然后排出干净的空气。涡旋排气管15其总长度大于等于10厘米，管路圆周半径不小于10厘米。涡旋排气管15可在有限空间内延长气体所经过的管路距离，提高停留时间，从而使残留的臭氧充分降解。
所述进风口上设有进风风机17。由上述结构可知，进风风机17使外部污染空气被吸入雾化仓10。
实施例三：
见附图1～2。用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，包括箱体1、内部风机2、过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、光催化网板5、臭氧发生器6和超声波雾化器7；所述箱体1内设有第一网隔板8和位于第一网隔板8上方的第二网隔板9；所述第一网隔板8和第二网隔板9将箱体1内部从下往上依次分割为雾化仓10、反应仓11和混合仓12；所述箱体1上设有连通雾化仓10的进风口和连通混合仓12的出风口；所述混合仓12内设有内部风机2；所述内部风机2用于提供空气从进风口进入，并依次经过雾化仓10、反应仓11和混合仓12，再从出风口排出的动力；所述雾化仓10底部设有用于放水的水池13；所述过氧化氢发生装置3用于向水池13提供过氧化氢；所述水池13内设有超声波雾化器7；所述超声波雾化器7用于将水池13里的水和过氧化氢雾化，并和空气混合为雾化空气；所述臭氧发生器6用于产生臭氧，并联合紫外光灯管4和光催化网板5将臭氧和流经反应仓11的雾化空气混合反应为反应空气；所述反应空气经过混合仓12后从出风口排出。由上述结构可知，过氧化氢发生装置3利用纯水，产生过氧化氢，自动滴加进入水池13中，与水池13中的水混溶；过氧化氢发生装置3也可以采用人工添加过氧化氢等方式。超声波雾化器7将含有过氧化氢的水粉碎分散，并与进风口进入的污染的空气混合为雾化空气；超声波雾化器7可选用200瓦功率的；雾化空气中带有过氧化氢产生的羟基自由基，能够对空气气溶胶消毒，以及挥发性有机气体降解；臭氧发生器6可选用管式或板式的20克型号的；臭氧发生器6用于产生臭氧，臭氧和雾化空气混合发生反应，并在紫外光灯管4的照射下，以及光催化网板5的催化作用下，使大部分臭氧分解同时与雾化空气作用产生大量活性羟基自由基和活性氧原子，起到消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体作用。紫外光灯管4可采用25瓦、254nm或185nm的紫外光灯管，通过紫外光灯管4、光催化网板5、雾化空气联合作用，能够充分利用臭氧，避免了多余的臭氧泄露，同时，也将多余的过氧化氢充分利用，产生更多的羟基自由基，确保设备使用的安全，不会对环境造成污染。此时含有大量活性羟基自由基和活性氧原子的混合空气为反应空气。反应空气在混合仓12内进一步混匀，充分消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体，提高了反应效率，净化充分，安全可靠。反应空气经过混合仓12后从出风口排出干净的空气。第一网隔板8和第二网隔板9起到对流通的混合空气均流的作用，内部风机2除了为混合的空气提供动力，同时也使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体。本专利通过特殊设计使设备实现化学反应过程的强化控制，增强反应气体的氧化性和渗透性，提高安全性。通过增强氧化技术，将气态的活性物质臭氧大部分分解转变为含有活性氧和羟基自由基的气液混合混悬气雾。不但消耗了产生的大部分臭氧，降低出风口臭氧排放浓度，更能使反应体系中产生更高活性的羟基自由基消杀净化效果提高，同时彻底排除了臭氧泄露隐患。上述所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置的使用方法，包括通风步骤、雾化步骤、反应步骤、混合步骤和移动步骤；所述通风步骤具体为：打开内部风机2和进风风机17，外部含有气溶胶和/或有机气体的空气从从进风口进入雾化仓10，再依次经过反应仓11、混合仓12后，从涡旋排气管15排出；所述雾化步骤具体为：打开过氧化氢发生装置3和超声波雾化器7，过氧化氢发生装置3向水池13里的水混入过氧化氢，超声波雾化器7将水、过氧化氢雾化，并与从进风口进入的空气混合为雾化空气；反应步骤具体为：打开紫外光灯管4和臭氧发生器6，从雾化仓10进入反应仓11的雾化空气和臭氧发生器6产生的臭氧混合为反应空气，在紫外光灯管4和光催化网板5的作用下，反应空气产生大量活性羟基自由基和活性氧原子，将反应空气中的气溶胶携带的细菌病毒消杀和/或反应空气中的有机气体降解；所述混合步骤具体为：从反应仓11进入混合仓12的反应空气，在内部风机2和超声波粉碎振荡器14的作用下，充分粉碎、混匀，然后再从涡旋排气管15进一步混匀后排出；所述移动步骤具体为：自动移动装置16带动箱体1自由移动。
所述混合仓12内设有超声波粉碎振荡器14；所述超声波粉碎振荡器14用于粉碎、混匀流经混合仓12的反应空气。由上述结构可知，超声波粉碎振荡器14粉碎、混匀流经混合仓12的反应空气，使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体。
所述出风口上设有涡旋排气管15；所述涡旋排气管15内设有涡旋通道。由上述结构可知，涡旋排气管15使大量活性羟基自由基和活性氧原子充分和空气气溶胶、挥发性有机气体混匀反应，消杀细菌病毒和降解挥发性有机气体，然后排出干净的空气。涡旋排气管15其总长度大于等于10厘米，管路圆周半径不小于10厘米。涡旋排气管15可在有限空间内延长气体所经过的管路距离，提高停留时间，从而使残留的臭氧充分降解。
所述箱体1底部设有自动移动装置16；所述自动移动装置16用于带动箱体1自由移动。由上述结构可知，自动移动装置16用于带动箱体1自由移动，确保将空间里的污染空气处理干净；自动移动装置16最基本的就是采用四个滚轮的方式，也可以搭配控制电机来驱动移动。
所述进风口上设有进风风机17。由上述结构可知，进风风机17使外部污染空气被吸入雾化仓10。
所述箱体1上设有控制器或控制器接口；所述控制器或控制器接口分别与内部风机2、过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、臭氧发生器6、超声波雾化器7、超声波粉碎振荡器14、自动移动装置16、进风风机17电连接。由上述结构可知，控制器可以直接对内部风机2、过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、臭氧发生器6、超声波雾化器7、超声波粉碎振荡器14、自动移动装置16、进风风机17进行控制开启或关闭，也可以在控制器接口上安装控制器，也可以将控制器接口设为RS-232或RS-485端口，通过有线连接控制器，或者通过控制器和收发模块进行无线控制。可在该装置上增设各种有害物质监测传感器、各类物质浓度测量传感器来和控制器电连接，这样就能够实现用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置的自动控制、工作状态监测、环境状态监控、数据传输等功能，如果采用无线传输的方式，还能够远程人工多平台操控。
所述混合仓12内设有第三网隔板18；所述超声波粉碎振荡器14设在第三网隔板18上；所述内部风机2数量至少为三个，且内部风机2设在第二网隔板9上；所述过氧化氢发生装置3、紫外光灯管4、光催化网板5、臭氧发生器6设置在第一网隔板8上。由上述结构可知，第三网隔板18起到对流通的混合空气均流的作用；超声波粉碎振荡器14设在第三网隔板18上，正对涡旋排气管15。
所述混合仓12的流通通道从下往上呈变径缩小的形状。由上述结构可知，起到将混合的空气逐步集中在出风口上，统一混匀。
所述光催化网板5围着紫外光灯管4；所述光催化网板5的基板为泡沫镍，且该基板上至少负载有二氧化钛、二氧化硅、氧化锌和氧化铝。由上述结构可知，提高光催化网板5的催化效率。
实验过程和结果：首先在水池13添加好准备雾化用的水；同时向过氧化氢发生装置3中添加水，将本装置放置在指定位置并开启，按照WS/T 648—2019《空气消毒机通用卫生要求》在密闭空间对放置进行空气消毒模拟现场试验。使用菌种包括白色葡萄球菌、大肠杆菌、H1N1病毒，对灭菌效果进行统计评价。同时在房间内喷洒产生浓度为100mg/m3的甲醛气溶胶，对VOC降解效果进行统计评价。对照组1不使用本装置，对菌群生长效果和甲醛去除率进行统计评价，仅进行细菌培养，各种菌群自然生长，灭菌有效率为0，甲醛气溶胶在空间中部分自然沉降，但效果不佳；对照组2采用实施例2，仅关闭紫外光灯管4，阻断了光催化降解臭氧同时产生羟基自由基的反应过程，可看到其消杀净化效果明显降低，臭氧排放量升高；对照组3采用实施例2，仅关闭过氧化氢发生装置3，设备无法产生过氧化氢滴加进入水池，降低了羟基自由基含量，消杀净化效果有所降低；对照组4采用实施例2，仅关闭超声波粉碎振荡器14，水雾与气溶胶混合物无法进行二次超声粉碎混合，造成消杀净化效果小幅降低，排放口出现大颗粒水雾；对照组5采用实施例2，仅关闭超声波雾化器7，使得装置内部无法超声产生水雾，进而无法生成羟基自由基，消杀净化效果大大降低，且臭氧排放严重超标；对照组6采用实施例2，仅关闭内部风机2，影响内部气体二次混匀，进而轻微影响设备消杀净化效果及臭氧排排放量；对照组7采用实施例2，仅关闭臭氧发生器6，无法产生大量臭氧，从而极大影响整个装置的杀菌效果；对照组8采用实施例2，仅卸下涡旋排气管15，使尾气自然排出，虽然对消杀净化效果影响不大，但缩短了尾气在装置内部停留时间，使残余臭氧无法获得充分时间降解，故尾气臭氧含量部分增加。实施例3比实施例2多了个自动移动装置16，百分比为质量比。
具体结果如下：
通过对以上对照组结果进行比较分析，可明显看出本装置各部件单元对装置系统整体所起到的重要作用。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：包括箱体(1)、内部风机(2)、过氧化氢发生装置(3)、紫外光灯管(4)、光催化网板(5)、臭氧发生器(6)和超声波雾化器(7)；所述箱体(1)内设有第一网隔板(8)和位于第一网隔板(8)上方的第二网隔板(9)；所述第一网隔板(8)和第二网隔板(9)将箱体(1)内部从下往上依次分割为雾化仓(10)、反应仓(11)和混合仓(12)；所述箱体(1)上设有连通雾化仓(10)的进风口和连通混合仓(12)的出风口；所述混合仓(12)内设有内部风机(2)；所述内部风机(2)用于提供空气从进风口进入，并依次经过雾化仓(10)、反应仓(11)和混合仓(12)，再从出风口排出的动力；所述雾化仓(10)底部设有用于放水的水池(13)；所述过氧化氢发生装置(3)用于向水池(13)提供过氧化氢；所述水池(13)内设有超声波雾化器(7)；所述超声波雾化器(7)用于将水池(13)里的水和过氧化氢雾化，并和空气混合为雾化空气；所述臭氧发生器(6)用于产生臭氧，并联合紫外光灯管(4)和光催化网板(5)将臭氧和流经反应仓(11)的雾化空气混合反应为反应空气；所述反应空气经过混合仓(12)后从出风口排出。
2.根据权利要求1所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：所述混合仓(12)内设有超声波粉碎振荡器(14)；所述超声波粉碎振荡器(14)用于粉碎、混匀流经混合仓(12)的反应空气。
3.根据权利要求2所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：所述出风口上设有涡旋排气管(15)；所述涡旋排气管(15)内设有涡旋通道。
4.根据权利要求3所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：所述箱体(1)底部设有自动移动装置(16)；所述自动移动装置(16)用于带动箱体(1)自由移动。
5.根据权利要求4所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：所述进风口上设有进风风机(17)。
6.根据权利要求5所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：所述箱体(1)上设有控制器或控制器接口；所述控制器或控制器接口分别与内部风机(2)、过氧化氢发生装置(3)、紫外光灯管(4)、臭氧发生器(6)、超声波雾化器(7)、超声波粉碎振荡器(14)、自动移动装置(16)、进风风机(17)电连接。
7.根据权利要求2所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：所述混合仓(12)内设有第三网隔板(18)；所述超声波粉碎振荡器(14)设在第三网隔板(18)上；所述内部风机(2)数量至少为三个，且内部风机(2)设在第二网隔板(9)上；所述过氧化氢发生装置(3)、紫外光灯管(4)、光催化网板(5)、臭氧发生器(6)设置在第一网隔板(8)上。
8.根据权利要求1所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：所述混合仓(12)的流通通道从下往上呈变径缩小的形状。
9.根据权利要求1所述的用于空气气溶胶消毒兼有机气体降解的装置，其特征在于：所述光催化网板(5)围着紫外光灯管(4)；所述光催化网板(5)的基板为泡沫镍，且该基板上至少负载有二氧化钛、二氧化硅、氧化锌和氧化铝。
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| WO2021170029A1 (zh) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 中物院成都科学技术发展中心 | 一种消毒消杀系统及消杀方法 |
| CN114216194A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-03-22 | 南京米德西普生物科技有限公司 | 一种基于雾化内循环的空气杀菌方法与装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |