本發(fā)明涉及一種室內(nèi)空氣增濕凈化裝置,特別涉及一種超聲波協(xié)同紫外光凈化空氣的裝置及處理方法,可去除甲醛、甲苯、乙苯、二甲苯等多種揮發(fā)性氣態(tài)污染物,適用于處理低濃度的室內(nèi)空氣污染。
(二)
背景技術(shù):
隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展及人們生活水平的提高,人們對室內(nèi)環(huán)境的舒適、健康、高效提出了更高的要求,在帶動了室內(nèi)裝修和現(xiàn)代化浪潮興起的同時,室內(nèi)空氣品質(zhì)也越來越受關(guān)注。研究結(jié)果表明室內(nèi)大量的揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds,簡稱VOCs)是導(dǎo)致室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的直接原因。人們的居住及工作場所中常見的裝飾品、日用品及大量的石油產(chǎn)品均能釋放揮發(fā)性有機化合物,尤其是室內(nèi)裝修所使用的油漆、涂料及各種建筑材料等是主要的污染來源。
我國領(lǐng)土遼闊,自然氣候多元化,每年的秋冬季節(jié),氣候干燥,特別是在北方的感寒的冬季,人們經(jīng)常會感覺到口干舌燥,上火,喉嚨痛等,造成血多季節(jié)性的疾病。根據(jù)有關(guān)科研表明,人類最適宜的氣候環(huán)境是在的一定濕度環(huán)境,在北方很多城市的自然空氣濕度遠達不到這一濕度環(huán)境。
超聲波是一種用途較廣的技術(shù),其在傳播過程中對液體產(chǎn)生負壓效應(yīng),會使液體斷裂而產(chǎn)生空穴,形成空化核,即在液體中生成充滿氣體的氣泡,這種現(xiàn)象被稱為空化現(xiàn)象。氣泡迅速崩潰而產(chǎn)生的瞬時高溫、高壓,會將液體霧化均分布在氣相中。本技術(shù)被廣泛用于室內(nèi)空氣增濕,增濕效果顯著。
紫外光催化技術(shù)降解空氣中的有機污染物通常會運用納米半導(dǎo)體作為光催化劑,紫外線燈為光源來處理有機污染物,在一定條件下將污染物氧化成無害、無味的水和二氧化碳。絕大多數(shù)的光催化反應(yīng)選擇納米二氧化鈦作為催化劑,光催化劑在光誘導(dǎo)條件下使電子由基態(tài)遷移到激發(fā)態(tài)并且產(chǎn)生了電子空穴,這些電子空穴具有極強的氧化性,可以氧化分解吸附在催化劑微孔表面的有機污染物,同時也能使吸附在微孔表面的水和氧氣轉(zhuǎn)化成羥基自由基和活性氧原子,這些活性基團與揮發(fā)性有機物接觸氧化,最終達到將VOCs污染物去除的目的。催化反應(yīng)方程式表示為:TiO2+hv→h++e-。
有研究表明,一定的水分或濕度可以促進紫外光降解效率,水分在UV作用下分解為活性基團可以降解有機污染物。因此,在室內(nèi)空氣凈化器上引入增濕器,不僅可以達到增濕的目的而且可以強化紫外光凈化效果。該技術(shù)優(yōu)勢,成為提出本發(fā)明的出發(fā)點。
(三)
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種超聲波增濕紫外光降解的空氣增濕凈化器及應(yīng)用,在超聲波增濕空氣的基礎(chǔ)上強化紫外光降解有機污染物的效果,裝置簡單緊湊,具有同時增濕和凈化空氣效果。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一種空氣增濕凈化器,所述凈化器由主體反應(yīng)罐、顯示器和超聲波發(fā)生器構(gòu)成;所述主體反應(yīng)罐一側(cè)面設(shè)有排風扇(用于進氣),另一側(cè)面設(shè)有排氣口,頂部設(shè)有加水口,內(nèi)部設(shè)有紫外燈和催化劑濾網(wǎng);所述紫外燈與顯示器連接,所述超聲波發(fā)生器與顯示器連接并置于主體反應(yīng)罐底部;所述催化劑為光觸媒蜂窩濾網(wǎng),濾網(wǎng)表面均勻附著TiO2粉末。
進一步,所述催化劑濾網(wǎng)環(huán)繞于紫外燈周圍。
進一步,所述每升主體反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)置1根紫外燈和0.01m2催化劑網(wǎng)。
進一步,所述紫外燈由鎮(zhèn)流器和電源控制,紫外燈波長為180~300nm,紫外燈間距10~20cm,紫外燈與催化劑網(wǎng)間距5~10cm,功率為10~40W,優(yōu)選紫外燈功率10W,波長185nm,紫外燈與催化劑網(wǎng)間距5cm。
進一步,所述催化劑濾網(wǎng)孔徑為2~5mm。
進一步,所述超聲波發(fā)生器的頻率為0.5~5MHz,功率30-50kW,優(yōu)選1.7MHz,功率45kW。
進一步,所述主體反應(yīng)罐內(nèi)添加20~200ml水/L主體反應(yīng)罐。
本發(fā)明主體反應(yīng)罐中的水被超聲波霧化后與排風機通入的空氣接觸,均勻分布在空氣中;紫外光輻照霧化后的水分和空氣,紫外光和水分分解的活性自由基同時降解空氣中污染物。
本發(fā)明所述主體反應(yīng)罐材質(zhì)為聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃鋼或不銹鋼。所述紫外燈由鎮(zhèn)流器和電源控制。
本發(fā)明所述空氣增濕凈化器在超聲波增濕紫外光降解凈化空氣中的應(yīng)用,所述應(yīng)用為:向主體反應(yīng)罐內(nèi)加入水,開啟排風機將空氣通入主體反應(yīng)罐內(nèi),開啟超聲波發(fā)生器將反應(yīng)罐底部的水分霧化,空氣得以增濕,開啟紫外燈電源,水分在紫外光和催化劑作用下產(chǎn)生活性基團并降解空氣中的污染物,凈化后的空氣從主體反應(yīng)罐的排氣口排出。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:傳統(tǒng)空氣凈化和增濕功能是獨立的,而本發(fā)明是將紫外光凈化和超聲波增濕功能整合在同一個裝置中,增濕能進一步促進紫外光降解效率。本裝置操作簡便,增濕和凈化效果好。本發(fā)明在超聲波增濕器中引入紫外光氧化系統(tǒng),達到同時增濕和凈化空氣的目的,具有結(jié)構(gòu)緊湊,能耗低等優(yōu)點。
(四)附圖說明
圖1為本發(fā)明空氣增濕凈化器的裝置示意圖:1-顯示器,2-超聲波發(fā)生器,3-主體反應(yīng)罐,4-排風扇,5-催化劑濾網(wǎng),6-紫外光燈,7-加水口,8-排氣口。
(五)具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述,但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此:
實施例1
一種空氣增濕凈化器,所述凈化器由主體反應(yīng)罐3、顯示器1和超聲波發(fā)生器2構(gòu)成;所述主體反應(yīng)罐3一側(cè)面設(shè)有排風扇4(用于進氣),主體反應(yīng)罐另一側(cè)面設(shè)有排氣口8,主體反應(yīng)罐頂部設(shè)有加水口7,主體反應(yīng)罐內(nèi)部設(shè)有紫外燈6和催化劑濾網(wǎng)5,所述紫外燈6與顯示器1連接,所述超聲波發(fā)生器2與顯示器1連接并置于主體反應(yīng)罐底部;所述催化劑為光觸媒蜂窩濾網(wǎng),濾網(wǎng)表面均勻附著TiO2粉末,濾網(wǎng)孔徑為5mm。
所述主體反應(yīng)罐為聚氯乙烯外包錫箔紙的筒體,高為13cm,直徑為10cm,主體反應(yīng)罐內(nèi)添加100ml水/L主體反應(yīng)罐;所述主體反應(yīng)罐中心位置內(nèi)設(shè)置1根紫外燈,并在紫外燈周圍設(shè)置0.01m2催化劑網(wǎng)。所述紫外燈由鎮(zhèn)流器和電源控制,紫外燈功率10W,波長185nm,紫外燈與催化劑網(wǎng)間距5cm。所述超聲波發(fā)生器頻率為1.7MHz、功率為45kW。
凈化空氣的方法:開啟控制顯示器的電源,排風機、超聲波發(fā)生器和紫外燈全部同時工作,室內(nèi)空氣經(jīng)排風機進入主體反應(yīng)罐和霧化的水分接觸,并在紫外燈照射下反應(yīng),凈化后的空氣由排風口排出。
試驗凈化的空氣對象為含甲醛的廢氣,甲醛濃度為1~1.5mg/m3,試驗結(jié)果見表1??刂苹旌蠚怏w的相對濕度范圍為0~90%,分析了相對濕度對光降解效率的影響,結(jié)果表明甲醛的去除率隨著相對濕度的增加先提高后略有降低,在相對濕度為60~65%時達到最大。
表1試驗測試數(shù)據(jù)