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CN106839237A - 一种空气增湿净化器及其应用 - Google Patents

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CN106839237A CN201710131180.0A CN201710131180A CN106839237A CN 106839237 A CN106839237 A CN 106839237A CN 201710131180 A CN201710131180 A CN 201710131180A CN 106839237 A CN106839237 A CN 106839237A
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air
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吴成强
熊珺莹
吴达兵
沈奇杰
陈效
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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Abstract

本发明公开了一种空气增湿净化器及其应用，所述净化器由主体反应罐、显示器和超声波发生器构成；所述主体反应罐一侧面设有排风扇，另一侧面设有排气口，顶部设有加水口，内部设有紫外灯和催化剂滤网；所述紫外灯与显示器连接，所述超声波发生器与显示器连接并置于主体反应罐底部；所述催化剂为光触媒蜂窝滤网，滤网表面均匀附着TiO2粉末。本发明在超声波增湿器中引入紫外光氧化系统，达到同时增湿和净化空气的目的，具有结构紧凑，能耗低等优点。

Description

一种空气增湿净化器及其应用
(一)技术领域
本发明涉及一种室内空气增湿净化装置，特别涉及一种超声波协同紫外光净化空气的装置及处理方法，可去除甲醛、甲苯、乙苯、二甲苯等多种挥发性气态污染物，适用于处理低浓度的室内空气污染。
(二)背景技术
随着社会经济的高速发展及人们生活水平的提高，人们对室内环境的舒适、健康、高效提出了更高的要求，在带动了室内装修和现代化浪潮兴起的同时，室内空气品质也越来越受关注。研究结果表明室内大量的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称VOCs)是导致室内空气品质下降的直接原因。人们的居住及工作场所中常见的装饰品、日用品及大量的石油产品均能释放挥发性有机化合物，尤其是室内装修所使用的油漆、涂料及各种建筑材料等是主要的污染来源。
我国领土辽阔，自然气候多元化，每年的秋冬季节，气候干燥，特别是在北方的感寒的冬季，人们经常会感觉到口干舌燥，上火，喉咙痛等，造成血多季节性的疾病。根据有关科研表明，人类最适宜的气候环境是在的一定湿度环境，在北方很多城市的自然空气湿度远达不到这一湿度环境。
超声波是一种用途较广的技术，其在传播过程中对液体产生负压效应，会使液体断裂而产生空穴，形成空化核，即在液体中生成充满气体的气泡，这种现象被称为空化现象。气泡迅速崩溃而产生的瞬时高温、高压，会将液体雾化均分布在气相中。本技术被广泛用于室内空气增湿，增湿效果显著。
紫外光催化技术降解空气中的有机污染物通常会运用纳米半导体作为光催化剂，紫外线灯为光源来处理有机污染物，在一定条件下将污染物氧化成无害、无味的水和二氧化碳。绝大多数的光催化反应选择纳米二氧化钛作为催化剂，光催化剂在光诱导条件下使电子由基态迁移到激发态并且产生了电子空穴，这些电子空穴具有极强的氧化性，可以氧化分解吸附在催化剂微孔表面的有机污染物，同时也能使吸附在微孔表面的水和氧气转化成羟基自由基和活性氧原子，这些活性基团与挥发性有机物接触氧化，最终达到将VOCs污染物去除的目的。催化反应方程式表示为：TiO2+hv→h++e-。
有研究表明，一定的水分或湿度可以促进紫外光降解效率，水分在UV作用下分解为活性基团可以降解有机污染物。因此，在室内空气净化器上引入增湿器，不仅可以达到增湿的目的而且可以强化紫外光净化效果。该技术优势，成为提出本发明的出发点。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种超声波增湿紫外光降解的空气增湿净化器及应用，在超声波增湿空气的基础上强化紫外光降解有机污染物的效果，装置简单紧凑，具有同时增湿和净化空气效果。
本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种空气增湿净化器，所述净化器由主体反应罐、显示器和超声波发生器构成；所述主体反应罐一侧面设有排风扇(用于进气)，另一侧面设有排气口，顶部设有加水口，内部设有紫外灯和催化剂滤网；所述紫外灯与显示器连接，所述超声波发生器与显示器连接并置于主体反应罐底部；所述催化剂为光触媒蜂窝滤网，滤网表面均匀附着TiO2粉末。
进一步，所述催化剂滤网环绕于紫外灯周围。
进一步，所述每升主体反应罐内设置1根紫外灯和0.01m2催化剂网。
进一步，所述紫外灯由镇流器和电源控制，紫外灯波长为180～300nm，紫外灯间距10～20cm，紫外灯与催化剂网间距5～10cm，功率为10～40W，优选紫外灯功率10W，波长185nm，紫外灯与催化剂网间距5cm。
进一步，所述催化剂滤网孔径为2～5mm。
进一步，所述超声波发生器的频率为0.5～5MHz，功率30-50kW，优选1.7MHz，功率45kW。
进一步，所述主体反应罐内添加20～200ml水/L主体反应罐。
本发明主体反应罐中的水被超声波雾化后与排风机通入的空气接触，均匀分布在空气中；紫外光辐照雾化后的水分和空气，紫外光和水分分解的活性自由基同时降解空气中污染物。
本发明所述主体反应罐材质为聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃钢或不锈钢。所述紫外灯由镇流器和电源控制。
本发明所述空气增湿净化器在超声波增湿紫外光降解净化空气中的应用，所述应用为：向主体反应罐内加入水，开启排风机将空气通入主体反应罐内，开启超声波发生器将反应罐底部的水分雾化，空气得以增湿，开启紫外灯电源，水分在紫外光和催化剂作用下产生活性基团并降解空气中的污染物，净化后的空气从主体反应罐的排气口排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：传统空气净化和增湿功能是独立的，而本发明是将紫外光净化和超声波增湿功能整合在同一个装置中，增湿能进一步促进紫外光降解效率。本装置操作简便，增湿和净化效果好。本发明在超声波增湿器中引入紫外光氧化系统，达到同时增湿和净化空气的目的，具有结构紧凑，能耗低等优点。
(四)附图说明
图1为本发明空气增湿净化器的装置示意图：1-显示器，2-超声波发生器，3-主体反应罐，4-排风扇，5-催化剂滤网，6-紫外光灯，7-加水口，8-排气口。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
一种空气增湿净化器，所述净化器由主体反应罐3、显示器1和超声波发生器2构成；所述主体反应罐3一侧面设有排风扇4(用于进气)，主体反应罐另一侧面设有排气口8，主体反应罐顶部设有加水口7，主体反应罐内部设有紫外灯6和催化剂滤网5，所述紫外灯6与显示器1连接，所述超声波发生器2与显示器1连接并置于主体反应罐底部；所述催化剂为光触媒蜂窝滤网，滤网表面均匀附着TiO2粉末，滤网孔径为5mm。
所述主体反应罐为聚氯乙烯外包锡箔纸的筒体，高为13cm，直径为10cm，主体反应罐内添加100ml水/L主体反应罐；所述主体反应罐中心位置内设置1根紫外灯，并在紫外灯周围设置0.01m2催化剂网。所述紫外灯由镇流器和电源控制，紫外灯功率10W，波长185nm，紫外灯与催化剂网间距5cm。所述超声波发生器频率为1.7MHz、功率为45kW。
净化空气的方法：开启控制显示器的电源，排风机、超声波发生器和紫外灯全部同时工作，室内空气经排风机进入主体反应罐和雾化的水分接触，并在紫外灯照射下反应，净化后的空气由排风口排出。
试验净化的空气对象为含甲醛的废气，甲醛浓度为1～1.5mg/m3，试验结果见表1。控制混合气体的相对湿度范围为0～90％，分析了相对湿度对光降解效率的影响，结果表明甲醛的去除率随着相对湿度的增加先提高后略有降低，在相对湿度为60～65％时达到最大。
表1试验测试数据

Claims (8)

1.一种空气增湿净化器，其特征在于所述净化器由主体反应罐、显示器和超声波发生器构成；所述主体反应罐一侧面设有排风扇，另一侧面设有排气口，顶部设有加水口，内部设有紫外灯和催化剂滤网；所述紫外灯与显示器连接，所述超声波发生器与显示器连接并置于主体反应罐底部；所述催化剂为光触媒蜂窝滤网，滤网表面均匀附着TiO2粉末。
2.如权利要求1所述空气增湿净化器，其特征在于所述催化剂滤网环绕于紫外灯周围。
3.如权利要求1所述空气增湿净化器，其特征在于所述每升主体反应罐内设置1根紫外灯和0.01m2催化剂网。
4.如权利要求1所述空气增湿净化器，其特征在于所述紫外灯波长为180～300nm，紫外灯间距10～20cm，紫外灯与催化剂网间距5～10cm。
5.如权利要求1所述空气增湿净化器，其特征在于所述催化剂滤网孔径为2～5mm。
6.如权利要求1所述空气增湿净化器，其特征在于所述超声波发生器的频率为0.5～5MHz，功率30-50kW。
7.如权利要求1所述空气增湿净化器，其特征在于所述主体反应罐内添加20～200ml水/L主体反应罐。
8.一种权利要求1所述空气增湿净化器在净化空气中的应用。
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