[發明專利]原位消除室外新風或室內空氣靜電除塵過程伴生臭氧的方法與裝置

有效

• 申請號: 201810505496.6
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108939770B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 朱天樂;洪威;呂棟;申芳霞;孫也
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;B01D53/86;B01D53/66
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

本發明公開了一種原位消除室外新風或室內空氣靜電除塵過程伴生臭氧的方法與裝置，屬于室內空氣凈化技術領域。本發明首先讓室外新風或室內空氣依次通過粗效過濾模塊和靜電除塵模塊，所述的靜電除塵模塊包括電離區和集塵區，粗效過濾模塊的作用是去除易引起靜電除塵模塊高壓放電過程不穩定的大顆粒；在電離區借助高壓放電實現顆粒荷電；在集塵區，借助高壓靜電場實現顆粒物的分離。電離區高壓放電產生臭氧，進入集塵區被涂覆在極板上的臭氧催化分解材料高效分解為氧氣，從而防止臭氧進入室內環境。本發明提供的方法和裝置具有氣流阻力小、噪音小、能耗低等優勢。

技術領域

本發明涉及室內空氣凈化技術領域，更具體地，涉及一種原位消除室外新風或室內空氣靜電除塵過程伴生臭氧的方法與裝置。

背景技術

近年來，受大氣霧霾影響，顆粒物成為最主要的室內空氣污染物，去除室外新風和室內空氣PM2.5成為空氣凈化器最迫切和重要的功能，并因此催生了各類空氣凈化技術，如光觸媒、纖維過濾技術、靜電除塵技術等。其中，光觸媒技術有一定的降解甲醛和苯系物效果，但去除效率低、轉化產物具有不確定性。對PM2.5之類顆粒物則沒有凈化作用，因此只能夠作為空氣凈化的輔助手段。而傳統的纖維過濾技術存在高阻力、高能耗、凈化風量小、運行噪音大及需要定期更換耗材等問題，也極大地制約了該技術在新風和室內空氣中的應用范圍。

靜電集塵技術是利用高壓放電實現顆粒荷電，并借助高壓靜電場使荷電顆粒從氣流中分離出來，對PM2.5有較好的凈化效果；在荷電顆粒被捕集過程中幾乎不阻礙空氣流動，氣流阻力較小，因此與纖維過濾方法相比，具有處理風量大、集塵量大、壓力損失小、能耗低的優勢。除此之外，可通過水洗、振打和風吹等方式清除集塵極表面積聚的灰塵，因此靜電式空氣凈化器可長期使用，不需更換除塵組件，可減少運行和維護費用。不過，靜電除塵裝置在運行過程中，因高壓放電會產生臭氧，臭氧濃度高到一定水平會危害人體健康，因而其推廣應用受到制約。

為有效防止臭氧進入室內環境，目前靜電式新風和室內空氣凈化器通常采用兩級凈化技術，即前級為常規的顆粒物凈化，后級為臭氧消除裝置。申請號為201720051934.7的中國專利公開了一種可去除新風PM2.5、臭氧的新風凈化系統。該凈化系統包括粗效過濾網、充電電場、集塵巢及涂覆有分解臭氧的錳基催化劑涂層的蜂窩狀基網，運行過程中可有效分解吸附催化分解殘余的臭氧。申請號為201510482678.2的中國專利公開了一種恒流限壓超低臭氧型靜電式空氣凈化器。該凈化器沿室內空氣流向依次設有靜電除塵裝置、活性炭過濾網、蜂窩狀臭氧分解過濾網；在靜電除塵裝置中首先通過控制電壓降低臭氧的產生量，再流經后級布設的活性炭吸附模塊、臭氧分解過濾網有效吸附/分解殘余臭氧。但是，空氣凈化器中氣體流速較大，單獨增設臭氧消除裝置會產生較大的氣流阻力，從而影響凈化效果，且該方法還會增加生產成本，一定程度上會阻礙該技術在空氣凈化器的推廣及應用。

發明內容

本發明針對現有技術中，活性炭吸附材料因存在吸附燒蝕現象而需定期再生或更換，以及增設臭氧吸附或催化分解裝置會產生較大氣阻從而影響凈化效率且該法增加生產成本等問題，提供了一種原位消除室外新風或室內空氣靜電除塵過程伴生臭氧的方法與裝置。

所述的原位消除室外新風或室內空氣靜電除塵過程伴生臭氧的方法，首先讓室外新風或室內空氣依次通過粗效過濾模塊和靜電除塵模塊，所述的靜電除塵模塊包括電離區和集塵區，實現顆粒物的高效脫除。粗效過濾模塊的作用是去除易引起靜電除塵模塊高壓放電過程不穩定的大顆粒。經粗效過濾模塊處理后的含塵空氣先進入靜電除塵模塊的電離區，借助高壓放電實現顆粒荷電；接著進入靜電除塵模塊的集塵區，借助高壓靜電場實現顆粒物的分離。電離區高壓放電會產生較高濃度的臭氧，進入集塵區被涂覆在極板上的臭氧催化分解材料高效分解為氧氣，從而防止臭氧進入室內環境。

所述的電離區采用正或負極性直流高壓放電，正極性直流放電的電壓為6-15kV；負極性直流放電的電壓為7-20kV。

所述的集塵區采用正或負極性直流高壓放電，正極性直流放電的電壓為4-6kV；負極性直流放電的電壓為5-8kV。