本發(fā)明屬于空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種去除空氣中化學(xué)污染物的空氣凈化組件。
背景技術(shù)：
隨著石油、煤等礦物質(zhì)能源加速消耗，以及化石能源的不合理利用帶來的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，尋找清潔的可再生能源已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。氫能源因其燃燒熱量高、無污染、來源廣，成為最理想的能源。對于氫能源的利用來說，以質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc)形式應(yīng)用到新能源汽車上是氫能源應(yīng)用的主要途徑和最佳表現(xiàn)形式。但是，新能源汽車達(dá)到商業(yè)化所需的pemfc壽命應(yīng)大于5000小時，可目前車載pemfc壽命尚不能滿足該要求，其主要原因之一是空氣中污染物會對催化劑材料產(chǎn)生不利影響而造成pemfc中催化劑材料的耐久性不足。為了消除空氣中有害氣體對燃料電池的影響，最簡單有效的方法之一就是在空氣進(jìn)入燃料電池陰極之前，采用空氣過濾裝置將有害氣體吸附過濾去除。
離子交換纖維(ief)是在離子交換樹脂基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高效吸附材料，其具有外比表面積大、交換容量大和反離子在纖維骨架載體內(nèi)傳質(zhì)距離短、反應(yīng)速度快的特點(diǎn)，因此在離子交換與吸附過程中，比離子交換樹脂具有明顯的反應(yīng)動力學(xué)優(yōu)勢，并使得離子交換與吸附這一常見的化學(xué)分離富集手段在普通氣相環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用成為可能。利用離子交換纖維交換吸附極性氣體小分子的過程受工作體系濕度以及功能纖維本身所含水分的多少的影響。原思國教授研究表明：在溫度28℃，相對濕度50％和90％的條件下，ffa-1弱堿性離子交換纖維對so2的穿透吸附容量分別為8mg/g和100mg/g，二者相差l0倍之多。前蘇聯(lián)研制的強(qiáng)堿性離子交換纖維在相對濕度20％和60％時，對so2的穿透吸附容量分別約為6mg/g和50mg/g，也相差8倍左右?？梢钥闯觯邼穸拳h(huán)境有利于離子交換纖維發(fā)揮交換吸附作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種去除空氣中化學(xué)污染物的空氣凈化組件及方法，通過提供一種去除空氣中化學(xué)污染物的空氣凈化組件，去除對催化劑有影響的污染物，克服因空氣中污染物對pemfc催化劑材料產(chǎn)生的不利影響而使pemfc的耐久性不足的問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種去除空氣中化學(xué)污染物的空氣凈化組件，包括初級過濾裝置、霧化空氣加濕裝置和化學(xué)污染物凈化裝置，所述霧化空氣加濕裝置位于初級過濾裝置和化學(xué)污染物凈化裝置之間，所述初級過濾裝置包括初效空氣過濾層和中效空氣過濾層，所述霧化空氣加濕裝置包括霧化空氣加濕器腔體和霧化加濕器發(fā)生裝置，所述化學(xué)污染物凈化裝置包括離子交換纖維層和活性炭層。
進(jìn)一步地，所述初效空氣過濾層為濾除50％-90％5μm以上顆粒物的pp棉或無紡布，所述中效空氣過濾層為濾除20％-70％0.5μm以上顆粒物的pp棉或無紡布。
進(jìn)一步地，所述霧化空氣加濕裝置加濕空氣濕度的范圍為20％-70％。
進(jìn)一步地，所述離子交換纖維層為弱酸性離子交換纖維層、弱堿性離子交換纖維層其中之一或兩者相互重疊。
進(jìn)一步地，所述弱酸性離子交換纖維層是由聚丙烯腈纖維經(jīng)預(yù)交聯(lián)和水解反應(yīng)制備的聚羧酸型離子交換纖維。
進(jìn)一步地，所述弱酸性離子交換纖維層工作條件為溫度0-80℃，濕度20％-70％，去除堿性氣體。
進(jìn)一步地，所述弱堿性離子交換纖維層為一種由聚丙烯腈纖維經(jīng)氨基化反應(yīng)制備的聚氨基型離子交換纖維。
進(jìn)一步地，所述弱堿性離子交換纖維層工作條件為溫度0-80℃，濕度20％-70％，去除酸性氣體。
進(jìn)一步地，所述活性炭層為比表面積1300㎡/g-2000㎡/g的活性炭顆?；蚧钚蕴坷w維，吸附空氣中的一氧化碳等非極性物質(zhì)。
進(jìn)一步地，所述初級過濾裝置、霧化空氣加濕裝置和化學(xué)污染物凈化裝置通過法蘭連接，相鄰兩法蘭之間用密封墊圈密封。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明使用pp棉或無紡布作為初級過濾裝置的濾層，材料制備簡單、便宜易得，容易實(shí)現(xiàn)；利用離子交換纖維比表面積大、交換容量大和反離子在纖維骨架載體內(nèi)傳質(zhì)距離短、反應(yīng)速度快的特點(diǎn)，將其應(yīng)用到空氣凈化組件中，可有效去除空氣污染物；同時增加了霧化空氣加濕器裝置，保障離子交換纖維的有益效果。
當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)示意圖。
圖中各數(shù)字標(biāo)號的名稱分別是：1-法蘭，2-初效過濾裝置，3-初效過濾層，4-中效過濾層，5-霧化空氣加濕裝置，6-霧化加濕器發(fā)生裝置，7-霧化空氣加濕裝置腔體，8-化學(xué)污染物凈化裝置，9-離子交換纖維層，10-活性炭層。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種去除空氣中化學(xué)污染物的空氣凈化組件，包括初級過濾裝置2、霧化空氣加濕裝置5和化學(xué)污染物凈化裝置8，所述初級過濾裝置2、霧化空氣加濕裝置5和化學(xué)污染物凈化裝置8通過法蘭1連接，相鄰兩個所述法蘭1之間用密封墊圈密封；
所述初級過濾裝置2包括初效過濾層3和中效過濾層4，所述初效過濾層3為過濾50％5μm以上顆粒物的pp棉，所述中效過濾層4為過濾70％0.5μm以上顆粒物的pp棉；
其中，初效過濾層3和中效過濾層4相互重疊，厚度均為10mm，初效過濾層3和中效過濾層4通過熱熔膠固定在初級過濾裝置外殼上；
霧化空氣加濕裝置5包括霧化空氣加濕器腔體7和固定于霧化空氣加濕器腔體7側(cè)面的霧化加濕器發(fā)生裝置6；
霧化加濕器發(fā)生裝置6將儲罐內(nèi)的水通過超聲波作用霧化，從而使霧化空氣加濕器腔體7內(nèi)濕度保持為20％，進(jìn)而保證進(jìn)入化學(xué)污染物凈化裝置8的氣體濕度；
化學(xué)污染物凈化裝置8包括離子交換纖維層9和活性炭層10，其中，所述活性炭層10為比表面積1300㎡/g的活性炭纖維層，當(dāng)空氣中的去除對象主要為酸性氣體時，離子交換纖維層9為弱堿性陰離子交換纖維層，所述弱堿性陰離子交換纖維層的制備方法包括如下步驟：
(1)、將氨基化的聚丙烯腈纖維短絲通過機(jī)械成網(wǎng)，然后經(jīng)過水刺加固，最后整理成非織造布；
(2)、將非織造布用1mol/l鹽酸浸泡1小時后取出水洗至中性，轉(zhuǎn)為cl型，再自然干燥后在非織造布正反面包裹上無紡布制得弱堿性陰離子交換纖維層；
(3)、將弱堿性陰離子交換纖維層和活性炭纖維層相互重疊后，通過熱熔膠固定在化學(xué)污染物凈化裝置8上，其工作條件為溫度0-80℃，濕度20％-70％；
較優(yōu)的，所述空氣凈化器組件為空氣凈化器或其他設(shè)備的濾芯，所述濾芯可以凈化空氣中的鹽酸、氫氟酸、硫酸、硝酸、磷酸、二氧化硫、二氧化氮、醋酸、甲酸、氟化氫、氯氣、溴等物質(zhì)和一氧化碳、甲醛等氣體。
實(shí)施例2
一種去除空氣中化學(xué)污染物的空氣凈化組件，包括初級過濾裝置2、霧化空氣加濕裝置5和化學(xué)污染物凈化裝置8，所述初級過濾裝置2、霧化空氣加濕裝置5和化學(xué)污染物凈化裝置8通過法蘭1連接，相鄰兩個所述法蘭1之間用密封墊圈密封；
所述初級過濾裝置2包括初效過濾層3和中效過濾層4，所述初效過濾層3為過濾70％5μm以上顆粒物的pp棉，所述中效過濾層4為過濾50％0.5μm以上顆粒物的pp棉；
其中，初效過濾層3和中效過濾層4相互重疊，厚度均為10mm，初效過濾層3和中效過濾層4通過熱熔膠固定在初級過濾裝置外殼上；
霧化空氣加濕裝置5包括霧化空氣加濕器腔體7和固定于霧化空氣加濕器腔體7側(cè)面的霧化加濕器發(fā)生裝置6；
霧化加濕器發(fā)生裝置6將儲罐內(nèi)的水通過超聲波作用霧化，從而使霧化空氣加濕器腔體7內(nèi)濕度保持為50％，進(jìn)而保證進(jìn)入化學(xué)污染物凈化裝置8的氣體濕度；
化學(xué)污染物凈化裝置8包括離子交換纖維層9和活性炭層10，其中，所述活性炭層10為比表面積1800㎡/g的活性炭纖維層，當(dāng)空氣中的去除對象主要為堿性氣體氨、胺類時，離子交換纖維層9為弱酸性陽離子交換纖維層，所述弱酸性陽離子交換纖維層的制備方法包括如下步驟：
(1)、將聚丙烯腈纖維經(jīng)預(yù)交聯(lián)和水解反應(yīng)制得聚羧酸型離子交換纖維短絲，再通過機(jī)械成網(wǎng)、水刺加固，最后整理成非織造布；
(2)、將非織造布用1mol/l氫氧化鈉浸泡1小時后取出并水洗至中性，轉(zhuǎn)為na型，再自然干燥后在非織造布正反面包裹上無紡布制得弱酸性陽離子交換纖維層；
(3)、將弱酸性陽離子交換纖維層和活性炭纖維層疊置在一起，通過熱熔膠固定在化學(xué)污染物凈化裝置8上，工作條件為溫度0-80℃，濕度20％-70％；
較優(yōu)的，所述空氣凈化器組件為空氣凈化器或其他設(shè)備的濾芯，所述濾芯可以凈化空氣中的氨氣、胺、肼、胲等物質(zhì)和一氧化碳、甲醛等氣體。
實(shí)施例3
一種去除空氣中化學(xué)污染物的空氣凈化組件，包括初級過濾裝置2、霧化空氣加濕裝置5和化學(xué)污染物凈化裝置8，所述初級過濾裝置2、霧化空氣加濕裝置5和化學(xué)污染物凈化裝置8通過法蘭1連接，相鄰兩個所述法蘭1之間用密封墊圈密封；
所述初級過濾裝置2包括初效過濾層3和中效過濾層4，所述初效過濾層3為過濾90％5μm以上顆粒物的pp棉，所述中效過濾層4為過濾20％0.5μm以上顆粒物的pp棉；
其中，初效過濾層3和中效過濾層4相互重疊，厚度均為10mm，初效過濾層3和中效過濾層4通過熱熔膠固定在初級過濾裝置外殼上；
霧化空氣加濕裝置5包括霧化空氣加濕器腔體7和固定于霧化空氣加濕器腔體7側(cè)面的霧化加濕器發(fā)生裝置6；
霧化加濕器發(fā)生裝置6將儲罐內(nèi)的水通過超聲波作用霧化，從而使霧化空氣加濕器腔體7內(nèi)濕度保持為70％，進(jìn)而保證進(jìn)入化學(xué)污染物凈化裝置8的氣體濕度；
化學(xué)污染物凈化裝置8包括離子交換纖維層9和活性炭層10，其中，所述活性炭層10為比表面積2000㎡/g的活性炭顆粒層，當(dāng)空氣中的去除對象主要為酸堿性氣體時，離子交換纖維層9為相互重疊的弱堿性陰離子交換纖維層和弱酸性陽離子交換纖維層，所述離子交換纖維層9的制備方法包括如下步驟：
將氨基化的聚丙烯腈纖維短絲通過機(jī)械成網(wǎng)，然后經(jīng)過水刺加固，最后整理成非織造布；
將非織造布用1mol/l鹽酸浸泡1小時后取出水洗至中性，轉(zhuǎn)為cl型，再自然干燥后在非織造布正反面包裹上無紡布制得弱堿性陰離子交換纖維層；
將聚丙烯腈纖維經(jīng)預(yù)交聯(lián)和水解反應(yīng)制得聚羧酸型離子交換纖維短絲，再通過機(jī)械成網(wǎng)、水刺加固，最后整理成非織造布；
將非織造布用1mol/l氫氧化鈉浸泡1小時后取出水洗至中性，轉(zhuǎn)為na型，再自然干燥后在非織造布正反面包裹上無紡布制得弱酸性陽離子交換纖維層；
將弱堿性陰離子交換纖維層、弱酸性陽離子交換纖維層和活性炭纖維層10相互重疊，通過熱熔膠固定在化學(xué)污染物凈化裝置8上；
較優(yōu)的，所述空氣凈化器組件為氫燃料電池的空氣濾清器的濾芯，所述濾芯可以凈化酸堿性氣體和一氧化碳、甲醛等氣體。
以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。