專利名稱：光催化空氣處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對空氣進(jìn)行凈化、殺菌和光催化脫毒的裝置。
人們有百分之八十以上的時間是在建筑物室內(nèi)或汽車內(nèi)、火車內(nèi)飛機(jī)內(nèi)度過的，而室內(nèi)空氣受污染的程度比室外更為嚴(yán)重，已知空氣中所含有機(jī)物多達(dá)數(shù)百種，其中大多數(shù)是對人體有害的。室內(nèi)空氣污染不僅損害人的生理機(jī)能，如引發(fā)結(jié)膜炎、咽喉炎、支氣管痙攣、過敏、神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能下降等，嚴(yán)重的可導(dǎo)致肺癌等癌癥，而且造成情緒低落、精神不振。室內(nèi)空氣污染物主要包括塵顆粒、有毒有機(jī)物和微生物。吸附過濾型處理器把污染物轉(zhuǎn)移到另一媒體，不能做到永久去除，對氣態(tài)有機(jī)污染物效果尤差；氧化法是有效可行的，臭氧在某些方面有一定的優(yōu)點(diǎn)，但其殘余部分對人體有害，造成二次污染；而多相熱催化法則需要高溫，使用受限制，效果也不理想。
本實(shí)用新型的目的是針對上述問題，提出一種能對空氣中有機(jī)物進(jìn)行降解脫毒處理，并有殺菌功能的光催化空氣處理器。
本實(shí)用新型包含光催化床和向光催化床照射紫外光的紫外光源。紫外光源可以是人工紫外光源，如紫外光管，也可以是太陽光中的紫外光。當(dāng)待處理空氣流過過濾器后，其中的塵顆粒被過濾和吸附，空氣流經(jīng)光催化床時，空氣中的有毒有機(jī)物被經(jīng)紫外光照射的光催化床上的光催化劑降解成無毒的小分子化合物，而細(xì)菌也被紫外光殺死，從而達(dá)到對空氣的凈化、脫毒和滅菌的深度處理效果。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，包括一個腔體，其一端有進(jìn)氣口，另一端有出氣口，從處理器的一端通入待處理的空氣，經(jīng)處理的空氣從處理器的另一端流出，在處理器的空氣通道中具有一個催化床，并有一個向光催化床照射紫外光的紫外光源，所說的光催化床可以是固定床或流化床，采用WO3、ZrO2、TiO2、V2O5、MoO3、MnO、Fe2O3、Pt、Ag、Nb、分子篩、樹脂、活性炭中的一種或幾種組合物作為光催化劑。
通常將光催化劑附著在擔(dān)體之上，擔(dān)體材料一般采用SiO2、玻璃纖維或不銹鋼。
所說的擔(dān)體可為顆粒狀，也可為板狀或管狀，最好是網(wǎng)形板或網(wǎng)形管。將光催化劑附著在顆粒狀擔(dān)體上，形成光催化顆粒，以懸浮態(tài)置于光催化床，則為流化床；將光催化劑附著在板狀或管狀擔(dān)體上形成光催化板或光催化管，固定在處理器空氣過道上，則為固定床。
光催化劑也可直接做成顆粒狀。
為加強(qiáng)紫外光源對光催化床的照射，可以在處理器中裝設(shè)反光板，使光催化床置于紫外光源和反光板之間。
為提高光催化床對空氣中有毒有機(jī)物的降解脫毒效果，可以采取以下多種措施，以盡可能增加待處理空氣與光催化劑的接觸和相互作用時間1、在光催化床內(nèi)設(shè)置多層催化網(wǎng)；2、在光催化床設(shè)置多層光催化板，使空氣流經(jīng)光催化板時受到多層欄截而充分?jǐn)_動，多層光催化板可作成翅片式，多層光催化板也可以在光催化床中相互交錯布排；3、在光催化床設(shè)置多管堆積排列的光催化管，空氣流經(jīng)各光催化管，可與光催化管內(nèi)外管壁上的光催化劑充分接觸。
本實(shí)用新型可以作為空氣初級處理系統(tǒng)之后的后處理裝置，空氣經(jīng)初級處理系統(tǒng)處理，去除了塵顆粒，以及一部分細(xì)菌和對人體有害的有機(jī)物之后，流入本處理器，經(jīng)紫外光和催化劑催化降解脫毒處理，即可達(dá)到潔凈的要求。整個過程是自動的。本實(shí)用新型的空氣處理量為1m3/h-10000m3/h，可用于家庭、辦公室、汽車等交通工具和醫(yī)院等公共場所。
以下是本實(shí)用新型的圖面說明


圖1是一種流化床式光催化空氣處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是翅管固定床式光催化空氣處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是網(wǎng)管固定床式光催化空氣處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是帶反光板多管固定床式光催化空氣處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型用于空氣處理系統(tǒng)的流程圖。
實(shí)施例一本實(shí)施例的催化床1外形為立桶式(如
圖1所示)，其內(nèi)表面由凝膠法附有TiO2，其下部和上部有濾網(wǎng)5和進(jìn)氣口6、出氣口7，紫外光管3和其石英玻璃套管4在催化床1的軸線上，催化劑顆粒2由凝膠法將TiO2附著在SiO2顆粒擔(dān)體上形成，并堆積在催化床1內(nèi)，該顆?？稍诳諝饬鬟^時懸浮攪動從而形成動態(tài)催化床。本處理器工作時，從進(jìn)氣口6通入待處理的空氣，其流速大到使催化劑顆粒2流態(tài)化，濾網(wǎng)5限定催化劑顆粒在催化床1內(nèi)運(yùn)動，從有石英套管4的紫外光管3照射出來的紫外光照射到催化劑顆粒2和催化床內(nèi)表面上的TiO2，使空氣中的有機(jī)化合物氣體產(chǎn)生光催化降解，生成無毒的化合物，另外，紫外光也起到殺滅細(xì)菌的作用，經(jīng)處理的空氣由出氣口7流出。
實(shí)施例二本實(shí)施例催化床1外形為臥桶式(如圖2所示)，其內(nèi)表面由凝膠法附有TiO2，其兩端有進(jìn)氣口6和出氣口7，紫外光管3和其石英玻璃套管4在催化床1的軸線上，石英玻璃套管4外有翅片式不銹鋼傳質(zhì)強(qiáng)化圈8，傳質(zhì)強(qiáng)化圈8表面由凝膠法附有TiO2，構(gòu)成多層光催化板。本處理器工作時，從進(jìn)氣口6通入待處理的空氣，空氣流經(jīng)翅片式傳質(zhì)強(qiáng)化圈8受到充分的擾動，從有石英套管4的紫外光管3照射出來的紫外光照射到傳質(zhì)強(qiáng)化圈8表面的TiO2和催化床內(nèi)表面上的TiO2，將空氣中的有機(jī)化合物氣體光催化降解，生成無毒的化合物，另外，紫外光也起到殺滅細(xì)菌的作用，經(jīng)處理的空氣由出氣口7流出。
實(shí)施例三本實(shí)施例的催化床1外形為立桶式(如圖3所示)，其內(nèi)表面附有WO3，其下部和上部有進(jìn)氣口6、出氣口7，紫外光管3和其石英玻璃套管4在催化床1的軸線上，表面附有WO3的多層不銹鋼催化網(wǎng)9置于石英玻璃套管4外，每層催化網(wǎng)與催化床的軸線成30度角。本處理器工作時，從進(jìn)氣口6通入待處理的空氣，從有石英套管4的紫外光管3照射出來的紫外光照射到催化網(wǎng)9和催化床內(nèi)表面上的WO3，使空氣中的有機(jī)化合物氣體產(chǎn)生光催化降解，生成無毒的化合物，另外，紫外光也起到殺滅細(xì)菌的作用，經(jīng)處理的空氣由出氣口7流出。
實(shí)施例四本實(shí)施例的催化床1外形為立方體式(如圖4所示)，其兩端有進(jìn)氣口6、出氣口7，進(jìn)、出氣口開在處理器兩端的外殼板面12上。進(jìn)氣口6和出氣口7處分別有紫外光管3和反光板11，反光板為弓面形。內(nèi)外表面附有TiO2的石英玻璃催化管10堆積在催化床1內(nèi)。本處理器工作時，從進(jìn)氣口6通入待處理的空氣，從有反光板11的紫外光管3照射出來的紫外光照射到催化管10內(nèi)外表面上的TiO2，使空氣中的有機(jī)化合物氣體產(chǎn)生光催化降解，生成無毒的化合物，另外，紫外光也起到殺滅細(xì)菌的作用，經(jīng)處理的空氣由出氣口7流出。
上述四個實(shí)施例作為空氣深度處理裝置在一般空氣處理系統(tǒng)的應(yīng)用如圖5所示，整個系統(tǒng)包括初級處理系統(tǒng)、光催化空氣處理器和后處理系統(tǒng)。待處理的受污染空氣先經(jīng)初級處理系統(tǒng)處理，得到較為潔凈但未去除含有毒有機(jī)物的空氣，這些有毒有機(jī)物經(jīng)光催化空氣處理器處理后降解為無毒化合物，經(jīng)后處理系統(tǒng)進(jìn)一步處理，得到潔凈的深度凈化空氣。
權(quán)利要求1.一種光催化空氣處理器，從處理器的一端通入待處理的空氣，經(jīng)處理的空氣從處理器的另一端流出，其特征在于處理器的空氣通道中具有一個催化床(1)，并有一個向光催化床照射紫外光的紫外光源(3)，所說的光催化床采用WO3、ZrO2、TiO2、V2O5、MoO3、MnO2、Fe2O3、Pt、Ag、Nb、分子篩、樹脂、活性炭中的一種或幾種組合物作為光催化劑。
2.按權(quán)利要求1所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的光催化劑附著在擔(dān)體之上，擔(dān)體材料為SiO2、玻璃纖維或不銹鋼。
3.按權(quán)利要求2所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的擔(dān)體為顆粒狀。
4.按權(quán)利要求2所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的擔(dān)體為板狀或管狀。
5.按權(quán)利要求4所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的擔(dān)體為網(wǎng)形板或網(wǎng)形管。
6.按權(quán)利要求1所述的光催化空氣處理器，其特征在于直接將光催化劑制成顆粒狀。
7.按權(quán)利要求1或5所述的光催化空氣處理器，其特征在于用光催化網(wǎng)構(gòu)成光催化床，光催化網(wǎng)是附著有光催化劑的玻璃纖維、尼龍網(wǎng)或不銹鋼網(wǎng)。
8.按權(quán)利要求1所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的光催化床由光催化顆粒構(gòu)成動態(tài)流化催化床。
9.按權(quán)利要求1所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的光催化床為固定式催化床。
10.按權(quán)利要求1所述的光催化空氣處理器，其特征在于處理器中還設(shè)置有反光板(11)，催化床(1)置于反光板(11)和紫外光源(3)之間。
11.按權(quán)利要求1所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的紫外光源(3)置于石英玻璃套管(4)之中。
12.按權(quán)利要求7或9所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的光催化床內(nèi)設(shè)置有多層催化網(wǎng)。
13.按權(quán)利要求1、4、9中任一項(xiàng)所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的光催化床設(shè)置有多層光催化板。
14.按權(quán)利要求1、4、5、9中任一項(xiàng)所述的光催化空氣處理器，其特征在于所說的光催化床設(shè)置有多管堆積排列的光催化管。
專利摘要一種光催化空氣處理器,本實(shí)用新型具有一個光催化床以及向光催化床照射紫外光的紫外光源,光催化床可以是固定床或流化床,采用WO
文檔編號B01J19/12GK2378113SQ9923600
公開日2000年5月17日 申請日期1999年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月11日
發(fā)明者王良焱, 鄭少健, 朱春媚, 陳非力, 楊寶山, 仝兆豐 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所