CN87102201A

CN87102201A - 室内空气的净化方法及其装置

Info

Publication number: CN87102201A
Application number: CN 87102201
Authority: CN
Inventors: 薛晓荣; 张鸿儒; 范昌志; 闵惠芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-17
Filing date: 1987-03-17
Publication date: 1988-10-12

Abstract

本发明是一种关于室内空气净化的方法及其装置，它采用物理、化学吸收的方法，把室内的污染气体(CO₂、CO、SO₂、氮氧化物、尘埃等)和空气中的菌体、病毒吸收干净，再补充一部分O₂和水汽，使空气质量有显著地改善，而且也不改变室温。该装置还可同负氧离子发生器合并使用，其效果更佳。

Description

该发明属于环境卫生领域。

目前，由于现代工业的发展和人类的活动，使大气污染日益严重，人类的生活和健康也受到了它的威胁。若要使生物圈内的大气质量治理到符合人类活动的最佳标准，在策略上是不可取的，且在经济上也是不可能实现的。但大气质量的好坏又直接影响着人们的生活和健康状况，因为大气中含有的菌体、病毒、CO₂、CO、SO₂、氮氧化物、尘埃、NH₃以及一些有机污染物均对人体有着不同程度的危害。在人们居住的室内，其浓度将超过室外的若干倍，使O₂的浓度相对减少。人们在室内生活、工作的时间比室外长得多，故会给人们的身体带来的危害更大，尤其在我国北方和高原缺氧地带更为明显。因此，净化室内空气对人体健康有着十分重要的意义。目前在改善室内空气质量方面，只是单一地增加负氧离子的浓度（负氧离子发生器发出的）和调节室温、湿度以及通风换气等，当然这些都在一定程度上改善了人们生活条件，但是其效果确不太显著，有些单一的效果也未予以充分地发挥（如负氧离子发生器由于空气中氧离子浓度低而造成负氧离子的数目降低，负氧离子又与其它污染物，如粉尘、SO₂、CO……结合或反应，而真正作用于人体的负氧离子的数目就更少了）;通风换气虽提高了空气质量，但它确使室温波动太大（尤其在我国北方更是如此），给人以不舒服的感觉，并且空气质量的提高仍不显著。

本发明的目的是提供一种消除室内空气污染，显著提高空气质量的方法及其装置，给人类提供一种既安逸、舒适又益于健康的室内空气环境。

该发明采用化学与物理的方法，把空气中的污染物吸收掉，又增添人体必需的气体，使空气质量有一个质的飞跃，创造一个对人类既健康、又舒适的空气环境。

图（1）是室内空气净化方法的示意图。该方法分四步进行。第一步是室内的污染空气经过送风装置输送至酸吸收池中（也可先进碱吸收池，再进酸吸收池中），酸吸收池中盛有酸性溶液（如各种无机酸、无机强酸弱碱盐等的溶液），将空气中的碱性污染物和颗粒物（如NH₃、NH₂、烟尘）吸收干净;第二步是经酸吸收净化后的空气再进入到碱吸收池中净化，碱吸收池中盛有碱性溶液（如各种无机碱、无机弱酸强碱盐等的溶液），将空气中的酸性污染物气体（如CO₂、CO、SO₂……）吸收干净;第三步是把经酸、碱性溶液吸收后的气体引入到活性炭吸收池中，再进一步把空气中的有机污染物气体吸附干净;经过以上三步处理后的空气质量已显著提高，若空气中O₂的分压PO₂高于145mm汞柱（O₂的分压PO₂可从当地的海拔高度确定其大气压P总，然后用PO₂＝P总×20.9%的公式求出）时，则不需要第四步的补充O₂过程，可将此净化后空气直接散发于室内供人们呼吸，否则，还需第四步的补充O₂过程。第四步是将净化后的空气补充O₂的过程，使O₂的分压PO₂达到145mm汞柱以上，以保证有充足的O₂供人们吸收。O₂的来源可由氧气瓶或氧气发生器来获得。酸性吸收池中的酸性溶液经长时间的吸收后，PH值渐趋于中性时，则需要更换此酸性溶液;碱吸收池中的碱性溶液经过一段时间的吸收后，PH值渐趋中性，则需要更换此碱性溶液;活性炭吸收池中的活性炭经吸收一段时间后，其活性降低，吸附能力降低，则需要更换此活性炭。如用以上方法净化后的空气再与负氧离子发生器、空调等装置联合使用，则会起到更加理想的卫生保健效果。

图（2）是室内空气净化装置的示意图。送风装置〔1〕通过引风管〔2〕把要净化的空气引入到酸吸收池〔3〕中，空气中的碱性污染物和颗粒物被吸收后再溢出液体表面，随着表面空气压力的增加，而将该空气又经引风管〔2〕压入到碱吸收池中〔4〕中，在碱吸收池〔4〕中空气中酸性污染物气体（如CO₂、CO、SO₂……）被吸收，然后又溢出表面，随着表面空气压力的增加又将该空气经引风管〔2〕压入到活性炭吸收池〔5〕中，在这里空气中的有机残留物被吸收掉，经净化后的空气，使人感到格外清新，O₂的浓度和室内湿度也有所增加，对人类的健康有着良好的保健作用。若在高原缺氧地区或室内氧气不足，即O₂的分压PO₂低于145mm汞柱时，则需要供氧器〔6〕补充氧气，供氧气〔6〕采用氧气瓶、氧气发生器或直接引入室外空气供氧。净化气出口〔7〕是供干净气体排空用的，上面设有筛孔，是将出来的净化后的空气加以分散而设置的。酸池口〔8〕和酸池阀〔9〕是供更换酸性溶液时使用的，其上设有盖，在进行空气净化时被盖紧，不透气，只在更换酸性溶液时才打开。碱池口〔10〕和碱池阀〔11〕是供更换碱性溶液时使用的，其上设有盖，在进行空气净化时被盖紧，不透气，而在更换碱性溶液时才打开。活性炭池口〔12〕是供更换活性炭时使用的，上面设有盖，在进行空气净化时，被盖紧，不透气，而在更换活性炭时才打开。为了使气体能在酸性溶液、碱性溶液、活性炭中能有效地吸收，则在酸吸收池〔3〕、碱吸收池〔4〕、活性炭吸收池〔5〕的底部设有气体分散器〔13〕，气体分散器〔13〕和引风管〔2〕相通，气体分散器〔13〕是一个布满筛孔的板，当引风管〔2〕内的气压增大到和筛孔外的压力相等时，则空气由筛孔分散进入溶液或活性炭中，增大接触面，更有利于吸收，提高了污染气体的有效吸收率。酸吸收池〔3〕、碱吸收池〔4〕、引风管〔2〕、气体分散器〔13〕等均用防腐材料制成。该空气净化装置可同负氧离子发生器合并使用，效果更佳。使用该装置时室内可以是密闭的，也可以是非密闭的（即人体需要的O₂从室外空气中引入）。

采用本发明有如下优点：

一、由于清除了室内空气各种污染物，又增加了O₂、湿度以及负氧离子浓度等，保持了室内空气清新、舒适，因而对人体有良好的保健作用，减少了各种疾病的发生，既可延长寿命，又可提高工作效率。

二、该装置在使用过程中是将污染气体及细菌、病毒完全吸收，它既保持了室内空气清洁、舒适，又没有把污染气体转嫁于室外大气中造成室外空气污染的恶性循环，且又保持室温不变，既使有变化，也是极小的。

三、该装置既可密闭使用，又可非密闭使用，因而适用范围广，可广泛用于各种家庭、办公室、会议室、旅店、宾馆、影剧院和商店等。

四、该装置和该方法同负氧离子发生器合并使用，产生的负氧离子就不需消耗于净化室内空气中的尘埃以及其它污染气体，故负氧离子发生器与本装置合并使用的保健效果就会更好。

五、使用该方法及其装置，方法和装置都很简单，装置的造价和使用价格低，一般的消费者都能用得起，而且效果很好，对于生产厂家来讲，经济效益和社会效益是可观的。

下面我以把一个面积为12米²，高为2.5米的房间净化干净为目标，举几个实施例加以说明。

实施例一：酸性溶液选择10%的H₂SO₄溶液，碱性溶液选择Ca（OH）₂的饱和溶液，活性炭为颗粒状的活性炭。送风装置选择小型空气送风机（60米³空气/时，要求风压大于150mmHg）。整个房间的空气体积为12米²×2.5米＝30米³，设酸性气体的浓度总量为1%，则该房间里面有30米³×1%＝0.3米³的酸性气体需用Ca（OH）₂吸收掉，因为1克分子气体体积为22.4升，则300升÷22.4升/克分子＝13.4克分子，Ca（OH）₂的分子量为74.08，则需Ca（OH）₂13.4×74.08＝992.7克＝1000克/日，我们以每周更换一次Ca（OH）₂溶液为计算起点，则需7000克Ca（OH）₂，根据Ca（OH）₂的溶解度制成它的饱和溶液;10%H₂SO₄溶液取3升（因为碱性污染气体的含量少，尘埃不消耗H₂SO₄，另不便计算），取粒状活性炭1000克。假设该地为青海省西宁地区，西宁地区的海拔高度为2200米，大气压为600mmHg，PO₂＝600×20.9%＝125.4mmHg，则PO₂尚差约20mmHg。根据气态方程PV＝NRT的公式，求出n＝33克分子O₂＝1.056公斤，然后再考虑人活动的耗氧量（约为350～400升/人、日），现设它为S，因而，第一天的需氧量应为1.056公斤加上活动耗氧量S，以后的需氧量可只补充S就可以了。氧气的补充采用氧气瓶供氧。10%的H₂SO₄溶液和粒状活性炭每隔一个月更换一次，Ca（OH）₂的饱和溶液每周更换一次。

图（3）是室内空气净化装置的第一个实施例示意图。把以上溶液、药品、空气送风机按图（3）的顺序装好，接通空气送风机〔1〕和负氧离子发生器〔14〕的电源，则室内空气沿着箭头指示的方向通过，最后从净化器出口〔7〕出来，该气体又经负氧离子发生器〔14〕作用，则可得到新鲜、清洁、舒适的空气。室内空气首先由进气口〔15〕进入，再经空气送风机〔1〕把空气沿引风管〔2〕压入到酸吸收池〔3〕中，经气体分散器〔13〕作用，把空气分散进入酸吸收液中充分吸收，由于该池液面上压力逐渐加大，又把该空气沿引风管〔2〕压入到碱液吸收池〔4〕中，该空气又经气体分散器〔13〕作用而进入碱吸收液中充分吸收，由于该池液面上压力逐渐加大，又把该空气沿引风管〔2〕和气体分散器〔13〕压入到活性炭吸收池〔5〕中充分吸收，随后经引风管〔2〕进入到气箱〔16〕中，氧气瓶〔6〕中的氧气同净化后的空气在气箱〔16〕中混合，最后由净化器出口〔7〕排出，在净化器出口〔7〕的旁边安放有一个负氧离子发生器〔14〕，给空气中增加负氧离子。每隔12小时开启一次，每次开启1～2小时即可保持室内空气新鲜。酸池口〔8〕和酸池阀〔9〕是供更换酸性溶液时使用的，碱池口〔10〕和碱池阀〔11〕是供更换碱性溶液时使用的，活性炭池口〔12〕是供更换活性炭时使用的。

实施例二：酸性溶液选择15%的Al₂（SO₄）₃溶液，碱性溶液选择18%的NaCO₃溶液，活性炭仍选粒状活性炭，送风装置选择抽气泵（60米³/时）。根据前面的计算，约有13.4克分子的酸性气体需吸收掉，那么需用13.4克分子×106（Na₂CO₃的克分子量）＝1420克的Na₂CO₃才行，考虑每周更换一次碱性溶液，则需1420克×7＝9940克≈10公斤Na₂CO₃将其溶解于自来水中，配成18%的溶液;15%的Al₂（SO₄）₃溶液取3升，粒状活性炭需1000克。碱性溶液每周更换一次，Al₂（SO₄）₃溶液和活性炭每月更换一次。假设该地为我国天津地区，PO₂的压力大于145mmHg，氧气的补充量只补充人活动耗氧量S即可，O₂用氧气发生器供应。

图（4）是室内空气净化装置的第二个实施例，把以上溶液、药品、抽气泵按图（4）的顺序装好，接通抽气泵〔1〕的电源，则室内空气沿着箭头指示的方向通过，最后从净化气出口〔7〕出来，则可得清洁的空气。室内空气首先由进气口〔14〕进入，沿引风管〔2〕和气体分散器〔13〕压入到碱性吸收池〔4〕中充分吸收，随着该池液面上空气增多而压力增大，又把该空气沿引风管〔2〕和气体分散器〔13〕压入到酸性吸收池〔3〕中充分吸收，又随着该池液面空气增多而压力增大，又把该空气沿引风管〔2〕和气体分散器〔13〕压入到活性炭吸收池〔5〕中充分吸收，然后被抽气泵〔1〕抽出到净化器出口〔7〕排出，每隔12小时开启一次，每次开启1～2小时，即可保持室内空气新鲜。氧气发生器〔6〕是给净化后的气体补充O₂的。活性炭池口〔12〕是供更换粒状活性炭用的，酸池口〔8〕和酸池阀〔9〕是供更换酸性溶液用的，碱池口〔10〕和碱池阀〔11〕是供更换碱性溶液用的。

Claims

1、一种室内空气净化的方法，其特征是采用酸性溶液、碱性溶液、粒状活性炭等三种吸收介质把空气的碱性气体、酸性气体、有机气体、菌体、病毒、尘埃等各种有害污染物吸收干净，空气用送风装置送入酸性溶液、碱性溶液、粒状活性炭中吸收。

2、根据权利要求1的方法，其特征是酸性溶液包括无机酸和强酸弱碱盐的溶液。

3、根据权利要求1的方法，其特征是碱性溶液包括无机碱和弱酸强碱盐的溶液。

4、一种室内空气净化方法的装置，其特征是该装置由送风装置〔1〕、引风管〔2〕、酸吸收池〔3〕、碱吸收池〔4〕、活性炭吸收池〔5〕、供氧器〔6〕、净化气出口〔7〕等七部分组成。

5、根据权利要求4的装置，其特征是酸吸收池〔3〕、碱吸收池〔4〕、活性炭吸收池〔5〕的底部设有气体分散器〔13〕。

6、根据权利要求5的装置，其特征是气体分散器〔13〕上布满筛孔。

7、根据权利要求4的装置，其特征是净化气出口〔7〕上布满筛孔。

8、根据权利要求4的装置，其特征是供氧器〔6〕由氧气瓶、室外空气供氧或氧气发生器充当。

9、根据权利要求4的装置，其特征是送风装置〔1〕由送风机或抽风机充当。