[發明專利]一種以原位同步調控活性炭纖維為載體的微波增強光催化氧化空氣調節系統

有效

• 申請號: 201811504276.8
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109595708B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 公緒金;董玉奇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱商業大學
• 主分類號: F24F3/16
• 分類號: F24F3/16;F24F13/28;F24F110/10;F24F110/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種以原位同步調控活性炭纖維為載體的微波增強光催化氧化空氣調節系統，其特征在于它包括進氣段(13)、微電場吸附凈化裝置(1)、微波增強光催化空氣凈化裝置(2)、微臭氧發生裝置(3)、深度空氣凈化裝置(4)、預加熱裝置(5)、空氣冷卻器裝置(6)、噴蒸汽加濕裝置(7)、再熱裝置(8)、送風機裝置(9)及殼體(10)；

沿風流動方向，殼體(10)內依次設置進氣段(13)、微電場吸附凈化裝置(1)、微波增強光催化空氣凈化裝置(2)、預加熱裝置(5)、空氣冷卻器裝置(6)、噴蒸汽加濕裝置(7)、再熱裝置(8)、送風機裝置(9)、微臭氧發生裝置(3)及深度空氣凈化裝置(4)；進氣段(13)水平方向與新風管道(11)相連通，進氣段(13)上方與垂直設置的回風管道(12)相連通，深度空氣凈化裝置(4)水平方向與送風管道(14)相連通；

所述的微電場吸附凈化裝置(1)包括過濾網(1-1)、立體框架(1-2)、金屬絲、電極板及蜂窩狀吸附材料(1-5)；所述的金屬絲包括進風側金屬絲(1-3-1)及出風側金屬絲(1-3-2)；所述的電極板包括進風側正極電極板(1-4-1)及出風側負極電極板(1-4-2)；過濾網(1-1)固定于立體框架(1-2)上，且立體框架(1-2)與過濾網(1-1)圍成空腔，進風側金屬絲(1-3-1)及出風側金屬絲(1-3-2)分別覆蓋于過濾網(1-1)內表面的進風側及出風側，進風側正極電極板(1-4-1)及出風側負極電極板(1-4-2)分別設置于立體框架(1-2)兩側，且進風側金屬絲(1-3-1)與進風側正極電極板(1-4-1)相連，出風側金屬絲(1-3-2)與出風側負極電極板(1-4-2)相連；立體框架(1-2)與過濾網(1-1)圍成的空腔內填充蜂窩狀吸附材料(1-5)，所述的蜂窩狀吸附材料(1-5)的比表面積>1200m²/g，孔徑＜2nm的微孔容積>0.65cm³/g，孔徑為2nm～50nm的中孔容積>0.25cm³/g；

所述的微波增強光催化空氣凈化裝置(2)包括I區活性炭纖維凈化裝置及II區微波增強光催化空氣凈化裝置，且沿風流動方向依次設置I區活性炭纖維凈化裝置及II區微波增強光催化空氣凈化裝置；

所述的I區活性炭纖維凈化裝置為1層活性炭纖維氈過濾裝置(2-1)，活性炭纖維氈過濾裝置(2-1)為活性炭纖維氈成波浪型并固定于波浪板型結構框架上；

所述的活性炭纖維氈的厚度為1cm～3cm；

所述的II區微波增強光催化空氣凈化裝置包括2層原位調控活性炭纖維氈過濾裝置(2-2)、微波發生器(2-3)及紫外光源(2-4)；原位調控活性炭纖維氈過濾裝置(2-2)并列設置，所述的原位調控活性炭纖維氈過濾裝置(2-2)為原位調控活性炭纖維氈成波浪型并固定于波浪板型結構框架上，所述的原位調控活性炭纖維氈上負載有TiO₂涂層，微波發生器(2-3)設置于原位調控活性炭纖維氈過濾裝置(2-2)與預加熱裝置(5)之間，紫外光源(2-4)設置于2層原位調控活性炭纖維氈過濾裝置(2-2)之間且處于彎曲段；

所述的TiO₂涂層與原位調控活性炭纖維氈的質量比為(0.03～0.05):1；所述的原位調控活性炭纖維氈的厚度為1cm～3cm；

所述的原位調控活性炭纖維氈具體是按以下步驟制備的：將納米級銀粉、納米級銅粉、納米級三氧化二錳、納米級四氧化三鐵、納米級炭黑、納米級二氧化鈦與黏膠基前驅體物質充分混合，得到混合物，將混合物置于管式爐中，在溫度為200℃～350℃及混合氣氛的條件下，將混合物預氧化20min～30min，再在氮氣氣氛及溫度為600℃～800℃的條件下，炭化40min～60min，得到活化料，然后以氯化鈉水蒸氣為活化劑，1g活化料按0.6mL/h～1.0mL/h的速度通入活化劑，在溫度為850℃～890℃的條件下，進行活化160min～200min，最后將活化溫度由850℃～890℃升高到900℃～950℃，以純水蒸氣為活化劑，在溫度為900℃～950℃的條件下，繼續活化20min～30min，得到原位調控活性炭纖維，將原位調控活性炭纖維壓制成波浪型，得到原位調控活性炭纖維氈；

所述的混合氣氛為CO₂與氮氣的混合氣體，所述的混合氣氛中CO₂的質量百分數為50％～70％；所述的氯化鈉水蒸氣中氯化鈉的質量百分數為1.0％～2.0％；

所述的黏膠基前驅體物質與納米級銀粉的質量比為1:(0.015～0.025)；所述的黏膠基前驅體物質與納米級銅粉的質量比為1:(0.015～0.02)；所述的黏膠基前驅體物質與納米級三氧化二錳的質量比為1:(0.02～0.035)；所述的黏膠基前驅體物質與納米級四氧化三鐵的質量比為1:(0.03～0.04)；所述的黏膠基前驅體物質與納米級炭黑的質量比為1:(0.015～0.02)；所述的黏膠基前驅體物質與納米級二氧化鈦的質量比為1:(0.035～0.05)；

所述的原位調控活性炭纖維的比表面積為1400m²/g～1800m²/g，孔徑＜2nm的微孔容積為0.905cm³/g～0.925cm³/g，孔徑為2nm～50nm的中孔容積為0.225cm³/g～0.335cm³/g，總孔容積為1.13cm³/g～1.26cm³/g；

所述的深度空氣凈化裝置(4)為2層活性炭纖維氈過濾裝置(2-1)并列設置。