[發明專利]基于低溫等離子體的室內空氣凈化裝置

有效

• 申請號: 201410012918.8
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103776104A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 徐建華;楊海鋒;馮景偉;郭祥;盛亞波;吳娟娟
• 申請（專利權）人: 安徽鋒亞環境技術有限公司
• 主分類號: F24F1/02
• 分類號: F24F1/02;F24F11/02;F24F13/00
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技術領域

本發明涉及室內空氣凈化技術領域，尤其涉及一種基于低溫等離子體的室內空氣凈化裝置。

背景技術

近年來，室內環境污染對人體健康的影響越來越受到人們的關注。室內許多污染源都能釋放揮發性有機化合物(VOCs)、NOx、O₃等對人體健康產生副作用的物質。其中，VOCs是主要的室內污染物之一。通常情況下，辦公用品、絕緣材料、家具、清洗劑、空氣清新劑、溶劑、維修產品、壓木等會釋放出VOCs。除此之外，煙草煙霧也會增加空氣中的VOCs的量。VOCs能夠對人體造成各種不良的健康影響，如：過敏反應，頭痛，眼睛、鼻子和喉嚨發炎，干咳，頭暈惡心，注意力減退，疲勞甚至致癌。

室內VOCs的傳統處理方法主要包括活性炭吸附、催化燃燒、光催化等。然而，它們在室內VOCs凈化方面卻存在著不同程度的缺陷。對于吸附法而言，為了保證連續運行，吸附劑必須進行周期性更換或再生。而且，吸附劑的回收利用消耗能量，而進行處置又會造成其他的環境問題。催化氧化是一種能夠有效去除VOCs的技術。但是，室內VOCs的濃度較低(大致處于1-1000ppm的范圍)，所以，為了能達到催化劑工作的溫度，需要對氣流進行大幅度的加熱。光催化工藝常采用紫外光照射TiO₂的方法。單純的納米二氧化鈦光催化降解工藝仍然存在著一些缺陷：1)電子與空穴具有較高的再結合率；2)吸附波段較窄，部分在紫外光段；3)光量子的效率較低。此外，光催化材料的制備較為困難，這也同樣限制了光催化的應用。

低溫等離子體(NTP)技術能有效控制空氣中的污染物，所以將這種技術應用于室內空氣中低濃度水平VOCs的降解也引起了人們的關注。低溫等離子體可以由交流電、直流電或脈沖高壓放電產生，它具有高能電子、激發態粒子、其他的活性粒子和強氧化性的O、OH、OH₂等自由基。在低溫等離子體中電子的平均能量比其他的氣態粒子高得多。通常情況下，污染物的濃度較低，所以高能電子與O₂、N₂等背景氣體分子發生碰撞的幾率要遠大于和污染物分子的碰撞幾率。碰撞過程中，產生了離子、自由基、亞穩態粒子及中性原子等活性粒子，在有機化合物轉化為二氧化碳、水等物質的過程中，發生了一系列的反應。在干燥環境中，電子的碰撞離解和離子化是主要的降解途徑，而在潮濕環境中，除了上述的兩個途徑外還有電子的附著效應。與此同時，產生的紫外光還起到殺菌的作用。

許多研究已經表明：NTP技術在凈化室內空氣方面具有較好的應用前景。因此，許多諸如電子束、介質阻擋放電、電暈放電等應用低溫等離子體來降解VOCs的技術便應運而生。與上述傳統處理技術相比，NTP技術具有高化學活性，反應迅速，轉化率高，操作成本低等優點，因此是一種富有前景的VOCs處理技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于低溫等離子體的室內空氣凈化裝置。其針對室內空氣污染常規凈化技術所存在的種種弊端，提供一種能夠快速、高效、經濟的室內空氣凈化系統，以期達到高效凈化、有效富氧的目的。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：基于低溫等離子體的室內空氣凈化裝置，包括錐形槽、反應器、電源；

錐形槽的外壁形狀為圓柱體并包括倒圓錐體形狀的內腔；錐形槽的外壁上均勻設有進氣孔，錐形槽內外壁之間設有除塵室，除塵室內部設有微孔濾網，除塵室底部設有吸氣孔；

反應器具有與錐形槽的內腔相適配的外形并可裝入內腔；反應器包括自下而上重疊排列的氣泵室、集氣室、反應室、臭氧分解室、填料層和薄水層，氣泵室、集氣室、反應室、臭氧分解室、填料層之間用隔板分隔為單獨的空間；

氣泵室內設有微型氣泵，微型氣泵的吸氣口設有過濾罩并伸出到集氣室，微型氣泵的排氣口與反應室連通；

反應室設有由針電極和板電極構成的針板式反應器，電源的正極與針電極連接，電源的負極與板電極連接；反應室頂部設有輸出凈化空氣的排氣口；

臭氧分解室內置臭氧分解催化劑；臭氧分解室與反應室通過放空管連通；

臭氧分解室頂部設有與填料層連通的排氣孔，填料層的上層設有薄水層。

作為優選，臭氧分解催化劑采用粒徑Φ2～5mm的微孔活性炭負載錳鐵催化劑。

作為優選，填料層由粒徑Φ5～10mm的砂石粒料組成。

作為優選，薄水層的厚度為20mm。

作為優選，電源為高頻高壓電源，高頻高壓電源產生的電流頻率為5～35kHz，功率為20～100W；高頻高壓電源的正負極分別與針板式反應器的針電極和板電極連接。