專利名稱：復(fù)合空氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及焊接廠房空氣凈化技術(shù)，是一種復(fù)合空氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
焊接廠房中大量排放的揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)和無(wú)機(jī)污染物如SO 2、Ν0χ、焊接煙塵等，威脅著人類(lèi)自身健康和賴以生存的環(huán)境。傳統(tǒng)的空氣凈化技術(shù)如熱力/催化燃燒法、生物過(guò)濾法、膜分離和選擇性還原技術(shù)等，存在投資大、周期長(zhǎng)、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。為此需要尋找創(chuàng)新性的復(fù)合空氣凈化方法和途徑。紫外氧化法工藝簡(jiǎn)單，可分解VOCs，處理流程短，效率高，能耗低，適用范圍廣；缺點(diǎn)是紫外光發(fā)射管效率低及停留時(shí)間長(zhǎng)，紫外光對(duì)人體有損傷作用?！0004]納米光催化法利用催化劑將有害物氧化分解成無(wú)害物質(zhì)，能延長(zhǎng)凈化器的使用壽命；能耗低、操作簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染。缺點(diǎn)是降解的效率比較低，某些情況生成的二次產(chǎn)物后期處理比較復(fù)雜；活性隨時(shí)間降低，需進(jìn)行后續(xù)處理；使用的紫外光源有生物損傷作用。納米二氧化鈦納米二氧化鈦在等離子體放電的催化下可產(chǎn)生大量的羥基自由基，在羥基自由基、等離子體、紫外輻射、強(qiáng)電場(chǎng)等效應(yīng)聯(lián)合作用下，降解空氣中的有害有機(jī)物(例如甲醛、甲苯等)和殺滅病菌病毒。低溫等離子體凈化法可利用高頻、高壓電流產(chǎn)生離子碎片，在常溫、常壓下分解有害物，提高凈化效率；缺點(diǎn)是易產(chǎn)生二次污染，對(duì)二次污染物的后期處理復(fù)雜昂貴；能量利用的效率比較低。由于各種技術(shù)尤其各自的局限性，要達(dá)到高效去除污染物的目的，目前還沒(méi)有最行之有效的方法。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種集低溫等離子、納米二氧化鈦和雙波段紫外光催化觸媒協(xié)同作用的凈化技術(shù)，集合了各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了各者的不足，是一種全新的空氣污染控制技術(shù)。該裝置可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)顆?；覊m及各種懸浮物的高效過(guò)濾、污染有毒氣體的高效去除及細(xì)菌、病毒的殺滅目的，提聞室內(nèi)空氣品質(zhì)，改善生活環(huán)境。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)解決方案是提供了一種集低溫等離子、納米二氧化鈦和雙波段紫外光催化觸媒協(xié)同作用的凈化技術(shù)于一體及多級(jí)過(guò)濾的空氣復(fù)合凈化裝置。它包括初效過(guò)濾器(I)、針板式低溫等離子體發(fā)生器(2)、雙波段紫外光燈(3)、高效過(guò)濾器(4)、風(fēng)機(jī)(5)、變壓器(6)、鎮(zhèn)流器(7)、底座(8)。該裝置為風(fēng)道結(jié)構(gòu)，出風(fēng)口處設(shè)引氣風(fēng)機(jī)(5)，風(fēng)道內(nèi)設(shè)置空氣凈化器件，空氣復(fù)合凈化裝置分為三級(jí)過(guò)濾，第一級(jí)為初效過(guò)濾器(1)，初效過(guò)濾器(I)為6個(gè)圓柱型初效過(guò)濾器組合而成；第二級(jí)為低溫等離子、納米二氧化鈦和雙波段紫外光催化觸媒協(xié)同作用過(guò)濾(2和3);第三級(jí)為高效過(guò)濾器(4)。第二級(jí)過(guò)濾分別為低溫等離子體結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(15)、雙波段紫外光燈(3)。其中，低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(15)的結(jié)構(gòu)為針板式結(jié)構(gòu)，針板式電極之間是具有強(qiáng)氧化性的納米二氧化鈦催化膜(15)，納米二氧化鈦催化膜(15)為負(fù)載在活性炭網(wǎng)上的納米二氧化鈦膜，納米二氧化鈦催化膜厚度為2-5mm。針型電極(10)放電端加工成針尖狀，采用金屬鎳制成。低溫等離子結(jié)構(gòu)中的負(fù)極板為透明的無(wú)機(jī)玻璃做成的孔狀電極。低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜結(jié)構(gòu)板，兩塊結(jié)構(gòu)板塊平行放置，且與水平風(fēng)道軸線的夾角為45°。兩個(gè)電極板接3kV-5kV的高壓電源和地，低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(2)通過(guò)固定框架(14)安裝在風(fēng)道四壁上；雙波段紫外光燈(3)為長(zhǎng)波UVA加短波UVC，安裝在風(fēng)道中間；鎮(zhèn)流器(7)和變壓器(6)安置在裝置的外壁上。針板結(jié)構(gòu)的電極，其中正極板為在絕緣線(12)上均勻布置的平行針，針尖指向 負(fù)極板，負(fù)極板前有一層聚合高分子復(fù)合膜，聚合高分子復(fù)合膜是由聚氟乙烯、芳香族四酸二酐、有機(jī)硅、芳族二氨聚合成膜與云母復(fù)合而成的。通過(guò)引線(18)接高壓電源的正極；正極板利用針的尖端進(jìn)行放電，采用絕緣線上布置放電針，是為了充分利用正極側(cè)的雙波段紫外光源的能量。負(fù)極板為孔板結(jié)構(gòu)，通過(guò)引線(17)接高壓電源的負(fù)極(地)。本實(shí)用新型的原理是污染有害氣體通過(guò)針型結(jié)構(gòu)電極時(shí)，針型電極進(jìn)行低溫等離子放電，氣體分子在低溫等離子體中的高能電子碰撞作用下，被打碎形成碎片小分子，緊接著被吸附在光催化材料上，為光催化過(guò)程提供一個(gè)預(yù)富集過(guò)程；同時(shí)，納米二氧化鈦在低溫等離子體放電作用下，可產(chǎn)生大量的氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基，它可以快速有效分解空氣中的各種有害物質(zhì)。雙波段紫外光透過(guò)透明的無(wú)機(jī)玻璃照射到光催化材料上，發(fā)生催化反應(yīng)，這樣就避免了在單純使用低溫等離子體進(jìn)行凈化時(shí)容易產(chǎn)生比原分子更大的中間產(chǎn)物的可能，通過(guò)低溫等離子體激發(fā)的光催化作用產(chǎn)生電子-孔穴對(duì)氣體分子進(jìn)行氧化還原凈化，使得氣體分子得到完全降解破壞，同時(shí)也使得光催化材料的活性吸附位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了原位再生。這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)低溫等離子體凈化-光催化材料吸附和光催化降解-光催化材料活性位點(diǎn)的原位再生。本實(shí)用新型的有益效果是將低溫等離子、納米二氧化鈦和雙波段紫外光催化觸媒協(xié)同作用的凈化技術(shù)相結(jié)合，利用活性炭的吸附作用可以使有害氣體在催化劑表面濃集到某一特定高濃度，這樣就提高了污染物的光催化氧化反應(yīng)速率，同時(shí)活性炭還可以吸附中間副產(chǎn)物使其進(jìn)一步被光催化氧化，這樣可以使吸附在活性炭表面的污染物氧化分解，從而使活性炭達(dá)到活性吸附再生的目的。這樣既提高了有害氣體的去除效率，又延長(zhǎng)了活性炭的使用壽命。將低溫等離子體技術(shù)與納米二氧化鈦和雙波段紫外光催化觸媒協(xié)同技術(shù)相結(jié)合，高能等離子體除了可以將有害氣體氧化分解外，還可以進(jìn)一步激發(fā)催化劑表面產(chǎn)生輕基官能團(tuán)，徹底提聞?dòng)泻怏w的氧化分解能力。
圖I、初效過(guò)濾器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、針板式低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)與催化劑膜側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、針板式低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)與催化劑膜正面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4、針板式低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)與催化劑膜中氣流走向示意圖；圖5、復(fù)合空氣凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖5中，I、初效過(guò)濾器，2、針板式等溫等離子發(fā)生器，3、雙波段紫外光，4、高效過(guò)濾器，5、引風(fēng)風(fēng)機(jī)，6、變壓器，7、鎮(zhèn)流器，8、底座。圖2中，9、固定螺栓，10、針型電極，11、聚合高分子復(fù)合膜，12、低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)中的正極板，13、絕緣線，14、固定框架，15、催化劑膜，16、低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)中的負(fù)極板17、負(fù)極引線、18、正極引線。
具體實(shí)施方式
如圖一所示為復(fù)合空氣凈化裝置，風(fēng)道為矩形風(fēng)道，污染有害氣體經(jīng)引風(fēng)風(fēng)機(jī)
(5)引入復(fù)合凈化單元(復(fù)合凈化單元I為初效過(guò)濾器，復(fù)合凈化單元2為低溫等離子、納米二氧化鈦和雙波段紫外光催化觸媒協(xié)同作用的凈化結(jié)構(gòu)，復(fù)合凈化單元3為高效過(guò)濾器。)。首先，污染有害氣體通過(guò)第一級(jí)過(guò)濾可以去除5 μ m以上的PM10、大部分焊接粉塵。接著，經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾的污染有害氣體引入第二級(jí)過(guò)濾，先是在高頻脈沖放電條件下，基態(tài)氣體得到足夠大的能量，電離氧化空氣中的細(xì)菌、病毒、TVOC物質(zhì)；再接著在光觸媒受紫外光 波的輻射，被激活產(chǎn)生游離子、電子及空穴，從而分解空氣中的一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠?、醛?lèi)、苯及各種有害物質(zhì)，將它們催化分解還原成環(huán)保型無(wú)污染的H2O和C02。最后進(jìn)入第三級(jí)過(guò)濾，此級(jí)主要是去除空氣O. 3μπι以上的顆?；覊m、微生物及各種懸浮物，同時(shí)對(duì)前幾級(jí)空氣凈化裝置處理后的副產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步凈化處理。
權(quán)利要求1.復(fù)合空氣凈化裝置，該裝置為風(fēng)道結(jié)構(gòu)，出風(fēng)口處設(shè)引氣風(fēng)機(jī)(5)，風(fēng)道內(nèi)設(shè)置空氣凈化器件，其特征在于所述的空氣復(fù)合凈化裝置分為三級(jí)過(guò)濾，第一級(jí)為初效過(guò)濾器(1)，第二級(jí)為低溫等離子、納米二氧化鈦和雙波段紫外光催化觸媒協(xié)同作用過(guò)濾(2和3)，第三級(jí)為高效過(guò)濾器(4);所述的第二級(jí)過(guò)濾分別為低溫等離子體結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(15)、雙波段紫外光燈(3);其中，低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(15)的結(jié)構(gòu)為針板式電極之間夾具有強(qiáng)氧化性的納米二氧化鈦催化膜(15)，兩個(gè)電極板接3kV-5kV的高壓電源和地，低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(2)通過(guò)固定框架(14)安裝在風(fēng)道四壁上；雙波段紫外光燈(3 )安裝在風(fēng)道中間，其鎮(zhèn)流器(7 )和變壓器(6 )安置在裝置的外壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的初效過(guò)濾器(I)為6個(gè)圓柱型初效過(guò)濾器組合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜的結(jié)構(gòu)為針板式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的納米二氧化鈦催化膜(15 )為負(fù)載在活性炭網(wǎng)上的納米二氧化鈦膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的針型電極(10)放電%5加工成針尖狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的針型電極(10)采用金屬鎳制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的低溫等離子結(jié)構(gòu)中的負(fù)極板為透明的無(wú)機(jī)玻璃做成的孔狀電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的納米二氧化鈦催化膜厚度為2-5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的雙波段紫外光燈(3)為長(zhǎng)波UVA加短波UVC。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于所述的低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜結(jié)構(gòu)板，兩塊結(jié)構(gòu)板塊平行放置，且與水平風(fēng)道軸線的夾角為45°。
專利摘要復(fù)合空氣凈化裝置，屬于空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，所述的空氣復(fù)合凈化裝置分為三級(jí)過(guò)濾，第一級(jí)為初效過(guò)濾器(1)，第二級(jí)為低溫等離子、納米二氧化鈦和雙波段紫外光催化觸媒協(xié)同作用過(guò)濾(2和3)，第三級(jí)為高效過(guò)濾器(4)；所述的第二級(jí)過(guò)濾分別為低溫等離子體結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(15)、雙波段紫外光燈(3)；其中，低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(15)的結(jié)構(gòu)為針板式電極之間夾具有強(qiáng)氧化性的納米二氧化鈦催化膜(15)，兩個(gè)電極板接3kV-5kV的高壓電源和地，低溫等離子體電極結(jié)構(gòu)、聚合高分子復(fù)合膜及納米二氧化鈦催化膜(2)通過(guò)固定框架(14)安裝在風(fēng)道四壁上；雙波段紫外光燈(3)安裝在風(fēng)道中間，其鎮(zhèn)流器(7)和變壓器(6)安置在裝置的外壁上。此裝置主要是針對(duì)焊接廠房的焊接煙塵的處理，通過(guò)多級(jí)過(guò)濾使裝置的過(guò)濾效率得到了明顯的提高，并且可以使空氣循環(huán)使用。
文檔編號(hào)B01D53/56GK202666618SQ20122011205
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者王漢青, 劉建龍, 張海平, 曾美玲, 楚玉輝 申請(qǐng)人:湖南工業(yè)大學(xué)