基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置，包括錐形槽、反應(yīng)器、電源；錐形槽的外壁形狀為圓柱體，錐形槽的內(nèi)腔為倒圓錐體形狀的反應(yīng)器；錐形槽的外壁上均勻設(shè)有進氣孔，錐形槽內(nèi)外壁之間設(shè)有除塵室，除塵室內(nèi)部設(shè)有微孔濾網(wǎng)，除塵室底部設(shè)有吸氣孔；反應(yīng)器包括自下而上重疊排列的氣泵室、集氣室、反應(yīng)室、臭氧分解室、填料層和薄水層，氣泵室、集氣室、反應(yīng)室、臭氧分解室、填料層之間用隔板分隔為獨立的空間。本發(fā)明實現(xiàn)了室內(nèi)空氣體的多級除塵；氣體經(jīng)反應(yīng)室凈化后，室內(nèi)自然漂浮的細菌、可吸入顆粒物(粉塵、煙塵等)、甲醛和揮發(fā)性有機物等的凈化效率(CADR)可達90％以上，大幅度改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量。
【專利說明】基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及室內(nèi)空氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，室內(nèi)環(huán)境污染對人體健康的影響越來越受到人們的關(guān)注。室內(nèi)許多污染源都能釋放揮發(fā)性有機化合物(VOCs) >NOx,O3等對人體健康產(chǎn)生副作用的物質(zhì)。其中，VOCs是主要的室內(nèi)污染物之一。通常情況下，辦公用品、絕緣材料、家具、清洗劑、空氣清新劑、溶劑、維修產(chǎn)品、壓木等會釋放出VOCs。除此之外，煙草煙霧也會增加空氣中的VOCs的量。VOCs能夠?qū)θ梭w造成各種不良的健康影響，如:過敏反應(yīng)，頭痛，眼睛、鼻子和喉嚨發(fā)炎，干咳，頭暈惡心，注意力減退，疲勞甚至致癌。
[0003]室內(nèi)VOCs的傳統(tǒng)處理方法主要包括活性炭吸附、催化燃燒、光催化等。然而，它們在室內(nèi)VOCs凈化方面卻存在著不同程度的缺陷。對于吸附法而言，為了保證連續(xù)運行，吸附劑必須進行周期性更換或再生。而且，吸附劑的回收利用消耗能量，而進行處置又會造成其他的環(huán)境問題。催化氧化是一種能夠有效去除VOCs的技術(shù)。但是，室內(nèi)VOCs的濃度較低(大致處于1-1OOOppm的范圍)，所以，為了能達到催化劑工作的溫度，需要對氣流進行大幅度的加熱。光催化工藝常采用紫外光照射TiO2的方法。單純的納米二氧化鈦光催化降解工藝仍然存在著一些缺陷:1)電子與空穴具有較高的再結(jié)合率；2)吸附波段較窄，部分在紫外光段；3)光量子的效率較低。此外，光催化材料的制備較為困難，這也同樣限制了光催化的應(yīng)用。
[0004]低溫等離子體(NTP)技術(shù)能有效控制空氣中的污染物，所以將這種技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)空氣中低濃度水平VOCs的降解也引起了人們的關(guān)注。低溫等離子體可以由交流電、直流電或脈沖高壓放電產(chǎn)生，它具有高能電子、激發(fā)態(tài)粒子、其他的活性粒子和強氧化性的O、oh、oh2等自由基。在低溫等離子體中電子的平均能量比其他的氣態(tài)粒子高得多。通常情況下，污染物的濃度較低，所以高能電子與02、N2等背景氣體分子發(fā)生碰撞的幾率要遠大于和污染物分子的碰撞幾率。碰撞過程中，產(chǎn)生了離子、自由基、亞穩(wěn)態(tài)粒子及中性原子等活性粒子，在有機化合物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水等物質(zhì)的過程中，發(fā)生了 一系列的反應(yīng)。在干燥環(huán)境中，電子的碰撞離解和離子化是主要的降解途徑，而在潮濕環(huán)境中，除了上述的兩個途徑外還有電子的附著效應(yīng)。與此同時，產(chǎn)生的紫外光還起到殺菌的作用。
[0005]許多研究已經(jīng)表明:NTP技術(shù)在凈化室內(nèi)空氣方面具有較好的應(yīng)用前景。因此，許多諸如電子束、介質(zhì)阻擋放電、電暈放電等應(yīng)用低溫等離子體來降解VOCs的技術(shù)便應(yīng)運而生。與上述傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，NTP技術(shù)具有高化學(xué)活性，反應(yīng)迅速，轉(zhuǎn)化率高，操作成本低等優(yōu)點，因此是一種富有前景的VOCs處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置。其針對室內(nèi)空氣污染常規(guī)凈化技術(shù)所存在的種種弊端，提供一種能夠快速、高效、經(jīng)濟的室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)，以期達到高效凈化、有效富氧的目的。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置，包括錐形槽、反應(yīng)器、電源；
[0008]錐形槽的外壁形狀為圓柱體并包括倒圓錐體形狀的內(nèi)腔；錐形槽的外壁上均勻設(shè)有進氣孔，錐形槽內(nèi)外壁之間設(shè)有除塵室，除塵室內(nèi)部設(shè)有微孔濾網(wǎng)，除塵室底部設(shè)有吸氣孔；
[0009]反應(yīng)器具有與錐形槽的內(nèi)腔相適配的外形并可裝入內(nèi)腔；反應(yīng)器包括自下而上重疊排列的氣泵室、集氣室、反應(yīng)室、臭氧分解室、填料層和薄水層，氣泵室、集氣室、反應(yīng)室、臭氧分解室、填料層之間用隔板分隔為單獨的空間；
[0010]氣泵室內(nèi)設(shè)有微型氣泵，微型氣泵的吸氣口設(shè)有過濾罩并伸出到集氣室，微型氣泵的排氣口與反應(yīng)室連通；
[0011]反應(yīng)室設(shè)有由針電極和板電極構(gòu)成的針板式反應(yīng)器，電源的正極與針電極連接，電源的負極與板電極連接；反應(yīng)室頂部設(shè)有輸出凈化空氣的排氣口 ；
[0012]臭氧分解室內(nèi)置臭氧分解催化劑；臭氧分解室與反應(yīng)室通過放空管連通；
[0013]臭氧分解室頂部設(shè)有與填料層連通的排氣孔，填料層的上層設(shè)有薄水層。
[0014]作為優(yōu)選，臭氧分解催化劑采用粒徑Φ2?5mm的微孔活性炭負載錳鐵催化劑。
[0015]作為優(yōu)選，填料層由粒徑Φ5?IOmm的砂石粒料組成。
[0016]作為優(yōu)選，薄水層的厚度為20mm。
[0017]作為優(yōu)選，電源為高頻高壓電源，高頻高壓電源產(chǎn)生的電流頻率為5?35kHz，功率為20?100W ;高頻高壓電源的正負極分別與針板式反應(yīng)器的針電極和板電極連接。
[0018]作為優(yōu)選，高頻高壓電源產(chǎn)生的電流頻率為15?25kHz，優(yōu)選為20kHz。
[0019]作為優(yōu)選，還包括第一電磁閥和第二電磁閥；第一電磁閥設(shè)在氣泵室與反應(yīng)室的連接通道上，第二電磁閥設(shè)在放空管末端。
[0020]作為優(yōu)選，還包括盆景式塑料植物；盆景式塑料植物包括主桿、側(cè)枝和葉片；主桿的根部與反應(yīng)室頂部連接；主桿和側(cè)枝中間敷設(shè)與反應(yīng)室排氣口連通的輸氣管，葉片底面分布有與輸氣管末端連通的排氣微孔。
[0021]作為優(yōu)選，葉片底面排氣微孔的直徑為2mm。
[0022]作為優(yōu)選，錐形槽和反應(yīng)器為組裝式結(jié)構(gòu)。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]實現(xiàn)了室內(nèi)空氣體的多級除塵；將微型氣泵單獨設(shè)置在氣泵室內(nèi)，以避免其對吸入空氣的二次污染，并減少微型氣泵工作時對外界產(chǎn)生的噪聲污染；反應(yīng)后的氣體經(jīng)臭氧分解室和薄水層，可將其中殘余的臭氧轉(zhuǎn)化成氧氣，起到了富氧、增濕的作用；氣體經(jīng)反應(yīng)室凈化后，室內(nèi)自然漂浮的細菌、可吸入顆粒物(粉塵、煙塵等)、甲醛和揮發(fā)性有機物等的凈化效率(CADR)可達90%以上，大幅度改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0026]圖1是本發(fā)明基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0027]圖2是本發(fā)明基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置實施例的錐形槽與反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置實施例的葉面底側(cè)局部放大視圖。
[0029]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0030]1-錐形槽，2-反應(yīng)器，3-塑料盆景，4-電源及在線監(jiān)測儀，5-進氣孔，6_除塵室，7-吸氣孔，8-集氣室，9-過濾罩，10-氣泵室，11-微型氣泵，12-反應(yīng)室，13-針電極，14-板電極，15-1#電磁閥，16-通氣孔，17-輸氣管，18-排氣微孔，19-放空管，20-2#電磁閥，21-臭氧分解室，22-臭氧分解催化劑，23-排氣孔，24-填料層，25-薄水層。
【具體實施方式】
[0031]圖1是一種基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化富氧及動態(tài)盆景模擬系統(tǒng)，主要由錐形槽1、反應(yīng)器2、塑料盆景3和電源及在線監(jiān)測儀4四部分組成。其中，錐形槽I和反應(yīng)器2為組裝式，便于清理積塵和設(shè)施檢修。
[0032]在圖2中，錐形槽I為外圓內(nèi)錐的柱體槽,該槽外側(cè)面自底部IlOmm以上至頂部50mm以下均勻布有Φ5_的進氣孔5。錐形槽I內(nèi)部為除塵室6，通過設(shè)置微孔濾網(wǎng)達到除塵目的。除塵室6底部設(shè)置Φ5_吸氣孔7，經(jīng)除塵處理的空氣經(jīng)該孔進入反應(yīng)器2。
[0033]反應(yīng)器2由氣泵室10、集氣室8、反應(yīng)室12、臭氧分解室21、填料層24和薄水層25構(gòu)成。將微型氣泵11單獨設(shè)置在氣泵室10內(nèi)，同時通過過濾罩9與集氣室8相連，這樣一方面可以大大削弱微型氣泵11工作時，對外界產(chǎn)生的噪聲污染；另一方面可以避免其對吸入空氣的二次污染。反應(yīng)室12內(nèi)部設(shè)置兩套針板式反應(yīng)器，該反應(yīng)器主要由針電極13和板電極14組成。微型氣泵11通過1#電磁閥和針電極13連通到反應(yīng)室12。反應(yīng)室12通過頂部設(shè)置的通氣孔16與輸氣管17相連。臭氧分解室21內(nèi)置臭氧分解催化劑22，該催化劑主要采用粒徑Φ2?5mm的微孔活性炭負載錳鐵催化劑。同時，在臭氧分解室21內(nèi)部設(shè)置放空管19，其末端設(shè)有2#電磁閥，凈化后的氣體經(jīng)放空管進入該室，通過與臭氧分解催化劑22反應(yīng)而使氣體中絕大部分殘余的臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣。氣體通過臭氧分解室21頂部設(shè)置的排氣孔23與填料層24相通，填料層24內(nèi)部主要放置粒徑Φ 5?IOmm的砂石粒料。氣體經(jīng)填料層24進入薄水層25，薄水層存有厚度為20mm的水。其中氣體中微量殘余的臭氧極易溶于水中，進而轉(zhuǎn)化為氧氣。同時外排氣體帶有一定的水分，可以增加室內(nèi)空氣濕度。
[0034]塑料盆景3枝干內(nèi)部敷設(shè)輸氣管17，葉面底側(cè)布設(shè)Φ 2mm排氣微孔18(圖3)，氣體在流動過程中會帶動盆景枝葉的微弱擺動，產(chǎn)生微風(fēng)陣陣，沐浴自然的視覺享受。
[0035]電源及在線監(jiān)測儀4為集成式一體化設(shè)備，其中針板式反應(yīng)器的兩極分別與高頻高壓電源相連，高頻高壓電源產(chǎn)生高壓放電，功率可以為20?100W，產(chǎn)生的電流頻率可以為5?35kHz，優(yōu)選為15?25kHz，最優(yōu)選20kHz左右。針板式反應(yīng)器、微型氣泵11、1#電磁閥15和2#電磁閥20通過電源及在線監(jiān)測儀4上的開關(guān)實現(xiàn)快速啟閉。在線監(jiān)測儀主要監(jiān)測室內(nèi)空氣污染指標，當(dāng)指標超過常規(guī)值時，自動發(fā)出報警聲以提醒人們開啟該系統(tǒng)進而改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
[0036]工作過程:
[0037]室內(nèi)空氣經(jīng)進氣孔5實現(xiàn)了一級攔截除塵，繼而進入除塵室6?？諝庠谠撌伊鲃舆^程中，部分粉塵與微孔濾網(wǎng)發(fā)生撞擊而被截留去除。經(jīng)除塵室6凈化后的空氣經(jīng)吸氣孔7進入集氣室8，集氣室8內(nèi)部安有過濾罩9，通過輸氣管與氣泵室10中的微型氣泵11相連。微型氣泵11將集氣室8中的空氣經(jīng)1#電磁閥和針電極13泵入反應(yīng)室12。進入反應(yīng)室12的空氣在針板式反應(yīng)器的作用下放電，繼而產(chǎn)生高能電子、激發(fā)態(tài)粒子、其他的活性粒子和強氧化性的O、OH、OH2等自由基，上述物質(zhì)可將空氣中的揮發(fā)性有機化合物VOCs快速有效地降解去除。凈化后的空氣經(jīng)通氣孔16與塑料盆景3中的輸氣管17相連，并通過塑料盆景3葉面下側(cè)的排氣微孔18排出系統(tǒng)。氣體在流動過程中會帶動盆景枝葉的微弱擺動，產(chǎn)生微風(fēng)陣陣，沐浴自然的視覺享受?？紤]到塑料盆景3中的空氣在輸送排放過程中，歷時較長；同時臭氧很不穩(wěn)定，在常溫常態(tài)常壓下即可分解為氧氣，故不單獨針對其中殘余的臭氧采取分解措施。
[0038]同時，考慮到空氣流量和氣壓等因素會對塑料盆景3造成損害，故在臭氧分解室21中的輸氣管17的下段設(shè)置放空管19，在放空管19的末端設(shè)有2#電磁閥，用于控制放空管的開閉。經(jīng)放空管19排放的氣體與臭氧分解室21中的臭氧分解催化劑22反應(yīng)而使氣體中絕大部分殘余的臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣，繼而通過臭氧分解室21頂部設(shè)置的排氣孔23與填料層24相通，填料層24內(nèi)部主要放置粒徑Φ5?IOmm的砂石粒料。氣體經(jīng)填料層24進入薄水層25，該層厚度為20mm。其中氣體中微量殘余的臭氧極易溶于水中，進而轉(zhuǎn)化為氧氣。同時外排氣體帶有一定的水分，可以增加室內(nèi)空氣濕度。
[0039]針板式反應(yīng)器、微型氣泵11、1#電磁閥15和2#電磁閥20均通過電源及在線監(jiān)測儀4上的開關(guān)實現(xiàn)快速啟閉。在線監(jiān)測儀主要監(jiān)測室內(nèi)空氣污染指標，當(dāng)指標超過常規(guī)值時，自動發(fā)出報警聲以提醒人們開啟該系統(tǒng)進而改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
[0040]本實施例具有如下特點:
[0041]I)通過進氣孔、除塵室、吸氣孔和過濾罩，實現(xiàn)了室內(nèi)空氣體的多級除塵；
[0042]2)錐形槽和反應(yīng)器為組裝式，便于清理積塵和設(shè)施檢修；
[0043]3)將微型氣泵單獨設(shè)置在氣泵室內(nèi)，同時通過過濾罩與集氣室相連，一方面可以大大削弱微型氣泵工作時，對外界產(chǎn)生的噪聲污染；另一方面可以避免其對吸入空氣的二次污染；
[0044]4)氣體經(jīng)反應(yīng)室凈化后，室內(nèi)自然漂浮的細菌、可吸入顆粒物(粉塵、煙塵等)、甲醛和揮發(fā)性有機物等的凈化效率(CADR)可達90%以上，大幅度改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量；
[0045]5)反應(yīng)后的氣體經(jīng)臭氧分解室和薄水層，可將其中殘余的臭氧轉(zhuǎn)化成氧氣，起到了富氧、增濕的作用；
[0046]6)采用動態(tài)模擬盆景作為尾氣排放系統(tǒng)，氣體在流動過程中會帶動盆景枝葉的微弱擺動，產(chǎn)生微風(fēng)陣陣，沐浴自然的視覺享受。
[0047]以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于低溫等離子體的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:包括錐形槽、反應(yīng)器、電源； 所述錐形槽的外壁形狀為圓柱體并包括倒圓錐體形狀的內(nèi)腔；錐形槽的外壁上均勻設(shè)有進氣孔，錐形槽內(nèi)外壁之間設(shè)有除塵室，所述除塵室內(nèi)部設(shè)有微孔濾網(wǎng)，除塵室底部設(shè)有吸氣孔； 所述反應(yīng)器具有與錐形槽的內(nèi)腔相適配的外形并可裝入內(nèi)腔；所述反應(yīng)器包括自下而上重疊排列的氣泵室、集氣室、反應(yīng)室、臭氧分解室、填料層和薄水層，所述氣泵室、集氣室、反應(yīng)室、臭氧分解室、填料層之間用隔板分隔為單獨的空間； 所述氣泵室內(nèi)設(shè)有微型氣泵，所述微型氣泵的吸氣口設(shè)有過濾罩并伸出到集氣室，所述微型氣泵的排氣口與反應(yīng)室連通； 所述反應(yīng)室設(shè)有由針電極和板電極構(gòu)成的針板式反應(yīng)器，所述電源的正極與針電極連接，電源的負極與板電極連接；反應(yīng)室頂部設(shè)有輸出凈化空氣的排氣口 ； 所述臭氧分解室內(nèi)置臭氧分解催化劑；臭氧分解室與反應(yīng)室通過放空管連通； 所述臭氧分解室頂部設(shè)有與填料層連通的排氣孔，填料層的上層設(shè)有薄水層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:所述臭氧分解催化劑采用粒徑Φ2?5mm的微孔活性炭負載猛鐵催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:所述填料層由粒徑Φ5?IOmm的砂石粒料組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:所述薄水層的厚度為20_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:所述電源為高頻高壓電源，所述高頻高壓電源產(chǎn)生的電流頻率為5?35kHz，功率為20?100W ;所述高頻高壓電源的正負極分別與針板式反應(yīng)器的針電極和板電極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:所述高頻高壓電源產(chǎn)生的電流頻率為15?25kHz，優(yōu)選為20kHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:還包括第一電磁閥和第二電磁閥；所述第一電磁閥設(shè)在氣泵室與反應(yīng)室的連接通道上，所述第二電磁閥設(shè)在放空管末端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:還包括盆景式塑料植物；所述盆景式塑料植物包括主桿、側(cè)枝和葉片；所述主桿的根部與反應(yīng)室頂部連接；主桿和側(cè)枝中間敷設(shè)與反應(yīng)室排氣口連通的輸氣管，所述葉片底面分布有與輸氣管末端連通的排氣微孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:所述葉片底面排氣微孔的直徑為2mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣凈化裝置，其特征在于:所述錐形槽和反應(yīng)器為組裝式結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F24F11/02GK103776104SQ201410012918
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】徐建華, 楊海鋒, 馮景偉, 郭祥, 盛亞波, 吳娟娟 申請人:安徽鋒亞環(huán)境技術(shù)有限公司