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室内空气净化装置及方法.pdf

  • 上传人:a3
  • 文档编号:6642559
  • 上传时间:2019-09-03
  • 格式:PDF
  • 页数:15
  • 大小:1.44MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010275730.4

    申请日:

    20100908

    公开号:

    CN101927025B

    公开日:

    20120627

    当前法律状态:

    有效性:

    失效

    法律详情:

    IPC分类号:

    A61L9/20,A61L9/014,A61L9/01,A61L101/02,A61L101/32,A61L101/46

    主分类号:

    A61L9/20,A61L9/014,A61L9/01,A61L101/02,A61L101/32,A61L101/46

    申请人:

    吴少杰

    发明人:

    吴少杰,樊瑜,张罡,刘雪平,李照杰,吴亚楠,吴心怡,贾彩云,袁英贤

    地址:

    467036 河南省平顶山市新城区河南城建家属楼25号楼西单元三楼东户

    优先权:

    CN201010275730A

    专利代理机构:

    郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙)

    代理人:

    杨妙琴

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    内容摘要

    本发明属于室内空气净化技术领域,具体涉及一种家庭居室、办公室、影剧院、公共浴室等相对封闭空间内的空气净化所需的净化装置及其净化方法,它是在引风装置的作用下将空气引进光化学反应装置,在光化学反应装置内利用紫外线对空气进行光化学反应及杀菌,然后经过光化学反应后的空气进入吸收管的内层,在吸收管的外层通有吸收液,吸收液吸收光化学反应的产物及气体内残留的污染物,最后经吸收液吸收后的气体连同吸收液一起进入气液分离装置,在气液分离装置内吸收液对气体进行进一步的吸收,然后洁净的气体与吸收液在气液分离器内分离,洁净的空气从排气管送回室内或排向大气,吸收液回流进储液罐。

    权利要求书

    1.一种室内空气净化装置,包括引风装置(14)及光化学反应装置,光化学反应装置包括反应室(2)、紫外线灯管(4)、进口连接件(1)及出口连接件(6),进口连接件(1)及出口连接件(6)分别设置在反应室(2)的两端,反应室(2)内设置有紫外线灯管(4),紫外线灯管(4)两端分别设置在进口连接件(1)与出口连接件(6)上,其特征在于:它还包括三通管(7)、吸收管(8)、储液罐(17)及气液分离器(9),出口连接件(6)连接三通管(7),三通管(7)包括第一气路管(19)、第一液路套管(20)及液路支管(22),第一气路管(19)设置在第一液路套管(20)内,第一气路管(19)与反应室(2)连通,第一气路管(19)的管壁上设置有第一微孔(21),第一气路管(19)与第一液路套管(20)通过第一微孔(21)连通,第一液路套管(20)与液路支管(22)连通,液路支管(22)与储液罐(17)连通;所述的吸收管(8)为螺旋状双层管路,内层为第二气路管(25),外层为第二液路套管(27),第二气路管(25)的管壁上设置有第二微孔(26),第二气路管(25)与第二液路套管(27)通过第二微孔(26)连通,第二气路管(25)与第一气路管(19)连通,第二液路套管(27)连通第一液路套管(20);所述的气液分离器(9)也为双层结构,内腔(13)为气腔与第二气路管(25)连通,外腔(12)为液腔与第二液路套管(27)连通,内腔(13)壁上设置有第三微孔(11),内腔(13)与外腔(12)通过第三微孔(11)连通,内腔(13)内设置有排气管(10),排气管(10)连通引风装置(14),外腔(12)与储液罐(17)连通。 2.根据权利要求1所述的室内空气净化装置,其特征在于:所述的反应室(2)的内壁为球状凸凹结构,反应室(2)内壁上设置有催化剂(3),反应室(2)的外壁上设置有反光层(5)。 3.根据权利要求1所述的室内空气净化装置,其特征在于:所述的三通管(7)的液路支管(22)上设置有浮子阀(24)及滤网(23),滤网(23)设置在浮子阀(24)之上。 4.根据权利要求1所述的室内空气净化装置,其特征在于:所述的引风装置(14)为风机,风机与气液分离器(9)的排气管(10)连接;或者气液分离器(9)的排气管(10)与空调的进风系统连接。 5.根据权利要求1所述的室内空气净化装置,其特征在于:所述的气液分离器(9)下部为漏斗形,其底部通过管道(16)连接储液罐(17),管道(16)连通储液罐(17)与气液分离器(9)的外腔(12),管道(16)上设置有阀门(15)。 6.根据权利要求2所述的室内空气净化装置,其特征在于:所述的催化剂(3)为二氧化钛,或其主要成分为二氧化钛。 7.根据权利要求1或5所述的室内空气净化装置,其特征在于:所述的吸收管(8)与气液分离器(9)的进口(28)连接,进口(28)设置在气液分离器(9)的上部,排气管(10)的进气口设置在气液分离器(9)的内腔(13)的底部,排气管(10)的进气口的高度小于气液分离器(9)的进口(28)的高度。 8.利用权利要求1所述的室内空气净化装置对室内空气进行净化的方法,其特征在于:它是在引风装置(14)的作用下将空气引进光化学反应装置,在光化学反应装置内利用紫外线激发催化剂(3),在紫外线及二氧化钛催化剂的共同作用下,对空气进行光化学反应及杀菌,然后经过光化学反应后的空气进入吸收管(8)的内层,在吸收管(8)的外层通有吸收液,吸收液吸收光化学反应的产物及空气内残留的污染物,最后经吸收液吸收后的空气连同吸收液一起进入气液分离器(9),在气液分离器(9)内吸收液对气体进行进一步的吸收,然后洁净的气体与吸收液在气液分离器(9)内分离,洁净的空气从排气管(10)送回室内或排向大气,吸收液回流进储液罐(17)。 9.根据权利要求8所述的室内空气净化的方法,其特征在于:所述的吸收液的各组份的质量百分比为:NaCO0.01—10%、NaHCO0.01—10%、苯基甲基聚硅氧烷 0.01—30%、磷酸三对甲苯酯0.01—30%、乙二醇0.01—10%,其余为聚乙二醇。

    说明书

    技术领域:

    本发明属于室内空气净化技术领域,具体涉及一种家庭居室、办公室、影剧院、公共浴室等相对封闭空间内的空气净化所需的净化装置及其净化方法。

    背景技术:

    随着社会经济的发展和人们生活水平的不断提高,越来越多的人在乔迁新居和对陈旧居室进行改造时,需要对房屋的设施进行改造和装饰,并购置了各种新家具,以方便日常起居。但是,这样一来也不可避免地将各类污染物质引入到了居室。因此消除室内环境污染,是直接关系到人们的身体健康和生活质量的课题。

    常见的室内环境污染物有如下几种:

    甲醛是最常见的室内空气污染物,主要来自室内装修、装饰所使用的板材、粘合剂和多种涂料成分。甲醛的分解释放过程缓慢而持久,属于室内空气长期性污染源。在最新由美国国家职业安全和健康研究所、全美环境卫生科学研究所和美国国家癌症研究所公布的19中潜在致癌物质中,甲醛名列其中。

    除甲醛外,总挥发性有机物(TVOC)也是室内空气的重要污染物。TVOC是包括脂肪烃类、芳香烃、醇、醛、酮、酸、酯类及其衍生物,沸点在50—260℃之间的室内空气中有机物的总称。目前,国内TVOC的平均污染水平在0.31-3.91ppmC之间;由于TVOC指标中涵盖了甲醛、乙醛、苯乙烯、邻苯二甲酸二酯、有机卤代烃(氯仿、四氯乙烯)、各类芳烃等多种潜在致癌、致畸、致突变的潜在物质,因此是评判室内空气好坏的综合指标。

    室内空气污染物还包括由吸烟产生的3、4-苯并芘及其它多种多环芳烃,是目前公认的强致癌物。此外,在歌厅、剧院、浴室、医院病房等人群聚集的公共场所,密闭的空气环境极易引起各种病菌病毒滋生蔓延,这也是各类流感和其它传染病流行的主要途径之一。

    当前室内空气污染的防治技术手段有限。最常用的方法是开窗,加快室内空气的流通。但是,这种方法经常会受到室外环境条件状况的制约,特别是在冬季取暖季节和夏季使用空调设备的时候,频繁开窗会给人带来诸多不适。商品化的室内空气净化处理技术有室内加湿器、紫外线灭菌技术、室内臭氧消毒技术和空气过滤净化法等。这些技术有些是单独使用的,如室内加湿器、紫外线灭菌灯;也有几种技术联用的,如常见的紫外灭菌灯与活性炭过滤联用的室内空气净化器商品。

    在已知的现有技术中,紫外线技术的优点是杀菌效果好,缺点是:只能直接照射杀菌,若人体不小心与紫外线发生接触,则会带来损伤,而且,这种直接照射不会引起室内化学性污染物危害的实质性变化。臭氧消毒技术利用臭氧对空气进行消毒,但消毒后空气中残留的臭氧会对人体的呼吸系统造成损害。普通孔网过滤二氧化钛光触媒技术具有工艺简单的特点,缺点是:滤层稀薄时,会发生与污染物接触不充分,光子能量效率下降,污染物去除效果不理想;滤层过厚时,则空气阻力增加,设备动力损耗增大。空气过滤净化法以活性炭、合成纤维滤布为滤料净化空气,这些材料吸附容量低,空气阻力大,长期使用效果会下降,如若更换不及时还会滋生二次污染物。文献中最新可见的等离子净化技术,利用等离子发生器使空气中诱发产生高活性自由基使空气得以净化,其优点是反应速率快,缺点是设备结构复杂,高活性自由基本身对人体有害,由自由基诱发的污染物如果降解不完全易产生二次污染物。

    发明内容:

    综上所述,为了克服现有技术问题的不足,本发明提供了一种室内空气净化装置及方法,它是利用引风装置将室内空气引入光化学反应装置,室内空气在光化学反应装置内利用紫外线进行光化学反应及杀菌,然后再进入吸收管,吸收管内的吸收液吸附光化学反应的产物及气体内残留的污染物,最后经吸收液吸收后的洁净空气连同吸收液一起进入气液分离器,在气液分离器内吸收液与洁净空气分离,洁净的空气从排气管送回室内或排向大气,吸收液回流进储液罐。

    为解决上述技术问题,本发明的技术方案是这样实现的:

    一种室内空气净化装置,其中:它包括引风装置、光化学反应装置、吸收管、储液罐及气液分离器,所述的光化学反应装置包括反应室、紫外线灯管、进口连接件及出口连接件,进口连接件及出口连接件分别设置在反应室的两端,反应室内设置有紫外线灯管,紫外线灯管两端分别设置在进口连接件与出口连接件上;出口连接件连接三通管,三通管包括第一气路管、第一液路套管及液路支管,第一气路管设置在第一液路套管内,第一气路管与反应室连通,第一气路管的管壁上设置有第一微孔,第一气路管与第一液路套管通过第一微孔连通,第一液路套管与液路支管连通,液路支管与储液罐连通;所述的吸收管为螺旋状双层管路,内层为第二气路管,外层为第二液路套管,第二气路管的管壁上设置有第二微孔,第二气路管与第二液路套管通过第二微孔连通,第二气路管与第一气路管连通,第二液路套管连通第一液路套管;所述的气液分离器也为双层结构,内腔为气腔与第二气路管连通,外腔为液腔与第二液路套管连通,内腔壁上设置有第三微孔,内腔与外腔通过第三微孔连通,内腔内设置有排气管,排气管连通引风装置,外腔与储液罐连通。

    本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的反应室内壁为球状凸凹结构,反应室内壁上设置有催化剂,反应室的外壁上设置有反光层。

    本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的三通管的液路支管上设置有浮子阀及滤网,滤网设置在浮子阀之上。

    本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的引风装置为风机,风机与气液分离器的排气管连接;或者气液分离器的排气管与空调的进风系统连接。

    本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的气液分离器下部为漏斗形,其底部通过管道连接储液罐,管道连通储液罐与气液分离器的外腔,管道上设置有阀门。

    本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的催化剂为二氧化钛,或其主要成分为二氧化钛。

    本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的吸收管与气液分离器的进口连接,进口设置在气液分离器的上部,排气管的进气口设置在气液分离器的内腔的底部,排气管的进气口的高度小于气液分离器的进口的高度。

    一种室内空气净化的方法:它是在引风装置的作用下将空气引进光化学反应装置,在光化学反应装置内利用紫外线对空气进行光化学反应及杀菌,然后经过光化学反应后的空气进入吸收管的内层,在吸收管的外层通有吸收液,吸收液吸收光化学反应的产物及气体内残留的污染物,最后经吸收液吸收后的气体连同吸收液一起进入气液分离器,在气液分离器内吸收液对气体进行进一步的吸收,然后洁净的气体与吸收液在气液分离器内分离,洁净的空气从排气管送回室内或排向大气,吸收液回流进储液罐。

    本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的吸收液的各组份的质量百分比为:Na2CO3 0.01—10%、NaHCO30.01—10%、苯基甲基聚硅氧烷 0.01—30%、磷酸三对甲苯酯0.01—30%、乙二醇0.01—10%,其余为聚乙二醇。

    本发明的有益效果为:   

    1、本发明将室内微污染空气的净化、灭毒杀菌过程结合为一体,设备杀菌过程无紫外线外泄,高效安全;设备在对室内微污染空气进行紫外线杀菌的同时,也完成了空气中微量污染物分子的光激发、光化学触媒二氧化钛的活化,以及污染物与光化学触媒的接触催化氧化。经光化学反应室处理后,室内空气进入吸收管,光化学反应转化物和残留污染物能与吸收液较长时间充分接触,吸收效果会得到显著改善。

    2、本发明所使用的吸收液去污工作原理简单,可以实现吸收液对室内微污染空气反复循环吸收,吸收液吸收污染物的容量可视室内空间大小灵活设计更换周期,废弃吸收液回收处理操作简单,不仅便于实现设备标准化,而且便于设备的日常运营管理。

    3、本发明所涉及的关键设备,包括光化学反应室、螺旋吸收管和气液分离器,其内部的气路通道在运行过程中无滤网、颗粒障碍物或液体残留物形成的阻塞。因此,设备动力消耗小,噪声低,无二次污染物发生。设备经久耐用,便于日常维护。

    4、本发明使用的吸收液为化学混合物,所涉及的化学成分无毒、无害、无异味,在设备运行过程中无泄漏,使用过程运营周期长。吸收液更换简便,可实现无障碍回收更换。经回收的废弃吸收液便于工业集中再生处理。

    附图说明:

    图1为本发明的结构示意图;

    图2为本发明的光化学反应装置的结构示意图;

    图3为本发明的三通管的结构示意图;

    图4为本发明的吸收管内部结构示意图;

    图5为本发明的气液分离器的结构示意图;

    图6为本发明图5的俯视示意图;

    图7为本发明的流程图。

    具体实施方式

    下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

    如图1、图2所示,一种室内空气净化装置,它包括引风装置14、光化学反应装置、吸收管8、储液罐17及气液分离器9,所述的光化学反应装置包括反应室2、紫外线灯管4、进口连接件1及出口连接件6,进口连接件1及出口连接件6分别设置在反应室2的两端,反应室2内设置有紫外线灯管4,反应室2内壁为球状凸凹结构,反应室2内壁上设置有二氧化钛,反应室2的外壁上设置有反光层5,紫外线灯管4两端分别设置在进口连接件1与出口连接件6上。

    如图1、图3所示,出口连接件6连接三通管7,三通管7包括第一气路管19、第一液路套管20及液路支管22,第一气路管19设置在第一液路套管20内,第一气路管19与反应室2连通,第一气路管19的管壁上设置有第一微孔21,第一气路管19与第一液路套管20通过第一微孔21连通,第一液路套管20与液路支管22连通,液路支管22通过微细管道18与储液罐17连通,液路支管22上设置有浮子阀24及滤网23,滤网23设置在浮子阀24之上;第一气路管19连通吸收管8的第二气路管25,第一液路套管20连通吸收管8的第二液路套管27;如图1、图4所示,吸收管8为螺旋状双层管路,内层为第二气路管25,外层为第二液路套管27,第二气路管25的管壁上设置有第二微孔26,第二气路管25与第二液路套管27通过第二微孔26连通,吸收管8连接在气液分离器9的进口28上,进口28设置在气液分离器9的上部;如图1、图5所示,气液分离器9也为双层结构,内腔13为气腔与第二气路管25连通,外腔12为液腔与第二液路套管27连通,内腔13壁上设置有第三微孔11,内腔13与外腔12通过第三微孔11连通,内腔13内设置有排气管10,排气管10的进气口设置在气液分离器9的内腔13的底部,排气管10的进气口的高度小于气液分离器9的进口28的高度,排气管10连通引风装置14,气液分离器9下部为漏斗形,外腔12通过管道16与储液罐17连通,管道16上设置有阀门15,引风装置14为风机。

    如图7所示,一种室内空气净化的方法:它是在引风装置14的作用下将空气引进光化学反应装置,在光化学反应装置内利用紫外线对空气进行光化学反应及杀菌,然后经过光化学反应后的空气进入吸收管8的内层,在吸收管8的外层通有吸收液,吸收液吸收光化学反应的产物及空气内残留的污染物,最后经吸收液吸收后的空气连同吸收液一起进入气液分离器9,在气液分离器9内吸收液对空气进行进一步的吸收,然后洁净的气体与吸收液在气液分离器9内分离,洁净的空气从排气管11送回室内或排向大气,吸收液回流进储液罐17。

    储液罐17内存储有吸收液,吸收液的各组份的质量百分比为:Na2CO3 4%、NaHCO35%、苯基甲基聚硅氧烷 15%、磷酸三对甲苯酯12%、乙二醇6%,其余为聚乙二醇。

    使用时,启动引风装置14,打开紫外线灯管4的开关,打开阀门15,紫外线灯管4产生波长在190—420nm的紫外线,并作用到二氧化钛的表面,使二氧化钛的催化活性受到激发,室内受污染的空气从反应室2的进气口进入反应室2,在紫外线及二氧化钛催化剂的共同作用下,发生光化学反应,同时紫外线还对受污染空气进行杀菌消毒。

    受污染空气在反应室2初步净化之后经过三通管7的第一气路管19进入吸收管8,当初步净化的空气从第一气路管19通过时,使三通管7内产生负压,在负压作用下,浮子阀24打开,储液罐17内的吸收液经微细管道18,再经液路支管22进入第一液路套管20,经第一气路管19上分布的第一微孔21进入第一气路管19,并在第一气路管19内表面形成液膜,由于吸收管8的第二气路管25与三通管7的第一气路管19连通,吸收管8的第二液路套管27与三通管7的第一液路套管20连通,因此,第二气路管25的内表面也形成液膜,经初步净化的室内空气在第一气路管19及第二气路管25内流动的过程中,空气中所含的残余污染物以及光化学反应的产物均与液膜发生吸收作用,空气在吸收管8内进一步净化。

    经再次净化后的室内空气沿气液分离器9的切线方向,经进口28进入气液分离器9内,由于气液分离器9的内腔13与第二气路管25连通,外腔12与第二液路套管27连通,因此,内腔13的内表面也有液膜,经再次净化后的室内空气进入气液分离器9的内腔13,空气中残留的污染物被内腔13的内表面的液膜进一步吸收,然后洁净的空气从排气管10经风机,被再次送进室内,或排向大气,或经空调降温或升温后被送进室内。而第二液路套管27内的吸收液,经气液分离器9的外腔12,从气液分离器9下端的管道16,流回储液罐17。

    光化学反应装置的反应室2的内壁为球状凸凹结构,反应室2内壁上设置有二氧化钛,反应室2的外壁上设置有反光层5,球状凸凹结构使流经的受污染空气产生湍流运动,而且还增大了反应室2内壁的面积,从而增大受污染的空气与二氧化钛的接触面积,使光化学反应进行的更充分,反光层5可使未被二氧化钛吸收的紫外线,反射回反应室2内部,重新被二氧化钛吸收,节约能源。

    吸收管8为螺旋状双层管路,螺旋状结构使气体在第二气路管25内流动的实际位移增大,从而使气体与吸收液有足够的反应时间,使气体内的污染物被吸收的更彻底,提高吸收液的吸收效率,能使吸收管8小型化,同时,吸收液在第二液路套管27内不断的流动,从而使第二气路管25内壁的液膜不断的更新,以利于气体中残余污染物的吸收作用,有利于吸收液吸收污染物的速率。

    气液分离器9的进口28使从吸收管8流出的气体及液体沿气液分离器9的切线方向进入,从而使气体沿气液分离器9的内腔13旋转向下流动,在内腔13的底部从排气管10排出;使吸收液沿气液分离器9的外腔12旋转向下流动,在外腔12的底部从管道16回流进储液罐17。同时气液分离器9的底部呈漏斗状,从而使气体及吸收液更方便的分别在气液分离器9的内腔13及外腔12沉积。

    气液分离器9的排气管10与引风装置14连接,引风装置14为分机,设置在室外,为本发明的室内空气净化装置的一部分;排气管10还可与空调的进风管连接,从而使经净化后的空气经空调降温或增温后返回室内。

    本发明在初次启动时,应先启动引风装置14,但此时不启动紫外线灯管4,引风装置14工作,使浮子阀24打开,吸收液进入第一液路套管20、第二液路套管27及气液分离器9的外腔12,从而在第一气路管19的内壁,第二气路管25的内壁及气液分离器9的内腔13的内壁形成液膜,当引风装置14运行约五分钟后再打开紫外线灯管4,本发明正常开始工作。

    要说明的是,以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制,所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改,只要没超出本发明技术方案的思路和范围,均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

    关 键  词:
    室内 空气净化 装置 方法
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