[發明專利]用于清除PM2.5的氣體凈化裝置

有效

• 申請號: 201310095531.9
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103212257A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 顧懷宇
• 申請（專利權）人: 顧懷宇
• 主分類號: B01D47/00
• 分類號: B01D47/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張帥

技術領域

本發明涉及空氣凈化技術領域，尤其涉及一種用于清除PM2.5的氣體凈化裝置。?

背景技術

PM2.5英文全稱為particulate?matter2.5，中文名為細顆粒物，指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5μm的顆粒物。具有粒徑小、富含大量的有毒物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠等特點，對環境和人體健康的危害比PM10（可吸入顆粒物）等常見污染物更加嚴重。它屬于粉塵和飄塵的一部分，當粒徑小于2.5μm時，大部分可通過呼吸道沉積至肺部，對人體危害更大。如今，PM2.5已成為全國關注的焦點，是關乎國計民生的重要問題。?

PM2.5的來源主要由自然因素和人為來源，包括火山運動、沙塵等或燃燒石化燃料、工農業廢氣排放、城市垃圾焚燒等來源。在各類污染源中，工農業生產主要的污染來源。除此之外，大氣中的氣態前體污染物會通過大氣化學反應生成二次顆粒物，由氣體轉換為粒子，從而造成危害更嚴重的二次污染。自然界來源包括揚塵、海鹽、植物花粉、孢子、細菌自然災害等。?

近年來，中國經濟向著更高的水平迅猛發展，城市化進程逐年加快。中國城市的現代化資源與人口高度集中、城市建設任務繁重、環境保護運行成本大、環境污染嚴重具有立體化、多元化等問題。人類的活動是產生PM2.5的主要因素，如今人為PM2.5的產生已經超出了自然界的承載和消除能力，PM2.5會因人為因素繼續產生和不斷積累，人們不斷透支環境的承載能力，PM2.5就是城市化進程的一個必然產物。治理PM2.5不能靠常規的環保與綠化手段和策略，必須用工業化辦法集中清除，標本兼治，才能緩解如今嚴峻的環境問題。?

相關研究表明，PM2.5對人體的呼吸系統有不可估量的危害。人體呼吸系統由呼吸道和肺組成。呼吸道包括鼻、咽、喉、氣管和各級支氣管。大部分直徑大于PM2.5的顆粒和小部分PM2.5顆粒物，都可以在鼻腔鼻毛的過濾和咽喉黏液吸附的作用下沉積并排出體外。一部分顆粒物沉積在氣管壁上，在管壁纖毛的擺動下仍可通過痰液排出體外。肺部呼吸是低壓系統，吸氣時肺內壓較大氣壓低0.133～0.266Kpa，因此平靜呼吸時氣體產生緩慢渦流，肺泡壁的粘液樣物質與肺泡空氣碰撞，將PM2.5顆粒吸附在肺泡表面的粘液中。這些沉積在肺泡內的顆粒最終有三條去路：第一，被巨噬細胞吞噬后以死亡的細胞碎片形式通過痰液排出體外；第二，由淋巴系統搜集到人體深部淋巴結，引起淋巴結的腫大乃至病變；第三，那些未被巨噬細胞吞噬的顆粒則永遠沉積在肺泡中。此外，PM2.5對其他有害物質進入人體起到協同的作用。譬如致癌物多環芳烴，多數是吸附在顆粒物的表面，尤其是粒徑在5毫米以下的顆粒物上，所以PM2.5大大增加了人體接觸此類毒害物質的機會。有研究顯示，高濃度的細顆粒物污染可能會影響胚胎的發育，增加新生兒先天功能缺陷或死亡的概率。?

對于PM2.5，目前市面上大多空氣凈化器不能對其進行高效徹底的清除。現有技術中用于去除PM2.5的空氣凈化器主要分為兩大類:一類為過濾型裝置，另一類為靜電型裝置，其中：?

過濾型裝置主要是利用不同種類的過濾網，如集塵濾網、去甲醛濾網、除臭濾網、HEPA濾網、活性炭濾網等，它具有除菌、去除揮發性物質和過濾固態顆粒物。但該類空氣凈化器只能對空氣中大顆粒經行處理，對PM2.5的作用很小。首先，因為濾網的孔徑直徑過大，只能慮過較大顆粒，對于PM2.5基本不起作用。其實，即使將孔徑縮小到能慮過PM2.5，那造價會很高，而且使用壽命很低，因為一個PM2.5顆粒就能堵住濾網。?

靜電型裝置主要是利用靜電除塵的原理將顆粒吸附在電極板上，能過濾比細胞還小的灰塵、煙霧和細菌。此類凈化器對PM2.5有較好的處理能力，但只能用于小范圍處理如家用，應用范圍有限，難以推廣，而且耗能巨大。?

而尚在研發的技術包括PM2.5改進光觸媒技術和PM2.5微塵沉浸溶劑技?術。光觸媒是一種納米級的金屬氧化物材料（二氧化鈦比較常用），它涂布于基材表面，在光線的作用下，產生強烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體；能有效殺滅多種細菌，并能將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理；同時還具備除臭、抗污等功能。PM2.5改進光觸媒技術就是改變其中的參數，提高其對PM2.5的針對性。PM2.5微塵沉浸溶劑技術是指把氣體吹入特制的溶劑中，讓溶劑吸附PM2.5.但這些技術都存在相應的問題，比如PM2.5微塵沉浸溶劑技術的效率值得考驗，當氣體吹入溶劑中時是以氣泡的形式進入，這時只有氣泡表面的PM2.5才被吸收，氣泡中間的PM2.5根本沒有減少。?