CN100400108C

CN100400108C - 室内空气湿式氧化净化方法

Info

Publication number: CN100400108C
Application number: CNB2006100481384A
Authority: CN
Inventors: 赵光明; 李斌; 田杰波
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2026-08-11
Also published as: CN1907502A

Abstract

本发明涉及一种气体净化方法，具体为一种室内空气湿式氧化净化方法。解决了现有技术中存在的净化室内空气的方法或装置原理单一，净化效果差的问题。步骤包括配制空气吸收净化剂，然后将室内空气过滤后通入到空气吸收净化剂中，同时配以紫外线照射，和活性碳过滤。空气吸收净化剂配制由双氧水、Fe²⁺离子、草酸钠、盐酸按照一定比例配置成。本方法可以迅速高效氧化净化室内污染空气中的甲醛、泵苯、TVOC等有害气体，从而达到净化空气的目的。

Description

室内空气湿式氧化净化方法

技术领域

本发明涉及一种气体净化方法，具体为一种室内空气湿式氧化净化方法。

背景技术

近年来室内空气污染已经越来越引起人们的关注，特别是室内的细菌、粉尘、以及甲醛、苯、氨、TVOC等装修引起的空气污染物都是必须要净化治理的对象。为了净化治理室内的污染空气，各种室内空气净化器和净化方法应运而生。这些空气净化器根据其净化理论，基本上可以分为如下几类：纤维过滤型、活性炭吸附型、放电反应型、臭氧净化型、负离子净化型、紫外光催化氧化净化型等，或者是几种净化原理相结合的综合净化型。但是这些净化器及其利用的理论都有一定的局限性，纤维过滤只能滤除粉尘；活性炭虽能吸附很多有害气体，但是吸附量有限；其他几种则分别存在副产物对室内环境有害、净化效率不高、净化成分单一、设备结构复杂、制品废弃时存在环保问题等一种或几种问题。而且上述方法基本上都是通过固态或气态介质净化室内空气。

将污染空气引入液态介质净化的方法，由于其具有高效、简单等优点，在工业尾气净化中已经得到普遍应用，如湿式除尘器、湿式石灰石/石灰法脱硫净化器、湿式除尘脱硫一体化净化器等。但是对于室内污染空气，由于存在甲醛、苯等必须使用高电位的氧化还原反应才能分解除去的污染物，一般的液态净化反应吸收剂难以发挥作用，使得室内污染空气湿式氧化净化方法难以实施。在液态氧化剂中，以H₂O₂+Fe²⁺组合的Fenton试剂作为强氧化剂，在废水净化领域已经得到广泛的研究和应用，但是在净化室内污染空气方面的应用尚未出现。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的净化室内空气的方法或装置原理单一，净化效果差的问题而提供了一种室内空气湿式氧化净化方法。

本发明是由以下技术方案实现的，一种室内空气湿式氧化净化方法，步骤包括配制空气吸收净化剂，然后将室内空气过滤后通入到空气吸收净化剂中，具体如下：

一、空气吸收净化剂配制

(1)吸收剂母液由双氧水、Fe²⁺离子、草酸钠、盐酸按照一定比例配置成。

Fe²⁺与H₂O₂的mol比为1∶5～1∶25，其中在1∶7～1∶10之间净化效率最好。图2所示意

Fe²⁺和草酸根离子的mol比例在1∶1～1∶3之间。

盐酸的加入量以控制PH值为目的，PH值控制在3～4之间。PH值与净化效率关系如图4所示意。

(2)所需母液用蒸馏水或自来水稀释至一定浓度，稀释比例为1∶5～1∶10之间。以稀释后的试剂作为室内空气湿式氧化净化装置的吸收反应剂。

再将室内空气引入到吸收反应剂底部并释放，使室内空气穿过吸收反应剂液体层，气体流经吸收反应剂的速度为0.5～1m/s。

为了使效果更好可以同时对反应吸收液配以紫外线照射，和活性碳过滤。

为了增加处理的效果，还有以下步骤，将活性碳和稀释过后的吸收反应剂混合，活性碳层的高度要小于吸收反应剂液面的高度，再将室内空气引入到吸收反应剂和活性碳层的底部并释放，使室内空气穿过活性碳层及吸收反应剂液体层。在室内空气经过混合液的过程中加照紫外线。

采用双氧水(30％H₂O₂溶液)、Fe²⁺离子、草酸钠、盐酸按照一定比例配置成的溶液为净化吸收剂母液(即改性增强氧化活性的Fenton试剂)，在使用时将所需母液用蒸馏水(或自来水)稀释至一定浓度，然后置于根据本发明工艺要求制作的反应器中，反应器中有预先根据所加的稀释后的吸收剂液量按一定比例放置的颗粒状活性炭层。然后将稀释过后的吸收反应剂和活性碳混合装到容器中使用，再将室内空气引入到吸收反应剂和活性碳层的底部并释放，使室内空气穿过活性碳层及吸收反应剂液体层，在空气经过混合液的过程中加照紫外线，气体流经溶液的速度为0.5～1m/s，该容器可以使用如附图1所示意的装置。

二、室内空气湿式氧化净化方法可以使用的装置

其结构主要包括，净化反应筒，贯穿净化反应筒上盖的进气管，进气管的外端连通有气泵，进气管的内端连接有多孔微阻力板，净化反应筒侧壁的上部开有出气孔。

净化反应筒内装有活性碳和本发明所述的空气净化剂。活性碳添加量与净化效果之间关系如图5所示意。

净化反应筒上盖内侧还设有紫外光灯。效果如图1所示意。

净化反应筒外套有外壳，外壳内设有隔板，隔板的高度在气泵和净化反应筒上盖之间，外壳上设有空气过滤罩，隔板下方的外壳侧壁上开有排气孔。

本发明提供的室内空气湿式氧化净化装置，a.净化反应发生在核心部件净化反应筒，见图1。b.反应吸收剂加液量没有填满反应筒，最佳位置约在反应筒内高度的3/5～4/5，c.颗粒状活性炭层不宜太少，也不宜太多，静态高度最佳位置约在加液量高度的1/2～3/4，d.净化反应装置气泵侧与反应筒侧应密不透风。

本发明的工作原理是：利用草酸钠和紫外光改性用H₂O₂和Fe²⁺离子按一定比例配置而成的Fenton试剂，用盐酸控制PH值在3～4之间，可以实现净化反应剂的高效净化功能，而且可以提高净化剂的利用率。在净化反应剂中加入颗粒状活性炭层，可以大大增加气液反应接触面，增加气液反应时间，此外净化反应剂在颗粒状活性炭层的协同作用下，可以达到对室内空气过滤、杀菌、净化有毒有害气体，净化出清洁空气的目的。本发明利用所发明的试剂研究提供了一种湿式净化反应装置。

表1“草酸根离子+紫外光”改性前后相同净化量的净化剂耗量图

试剂	Fe<sup>2+</sup>(mol)	H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>(mol)
试剂	Fe<sup>2+</sup>(mol)	H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>(mol)	改性前净化剂用量	1	8
改性后净化剂用量	0.6	6	改性前净化剂用量	1	8

本发明由于采用了有别于现有室内空气净化方法的湿式强氧化净化方法，具有如下优点：

其一，研究表明，本方法可以迅速高效氧化净化室内污染空气中的甲醛、泵苯、TVOC等有害气体，从而达到净化空气的目的。

其二，本方法可以高效杀灭空气中各种病菌，主要机理既有净化反应剂双氧水的功效，也有紫外光的功效。

其三，本方法还有除尘作用，另外对空气中颗粒物吸附的重金属离子有一定的净化去除作用。

其四，由于本方法中不使用和涉及再有害环境的物质，反应过程中也不产生有害环境的物质，所以，使用本方法净化处理空气，可以达到清新无害净化空气的目的。

其五，本方法使用的净化反应剂，在净化同等量的污染物时，其消耗量约是同类未改性Fenton试剂的1/2～2/3左右。见表1。净化效率也有一定程度提高，如图3所示意。

其六，实用性强，不仅可以高效净化有害气体和杀菌，还可以除尘和净化空气中颗粒物吸附的重金属离子。如附图6

附图说明

图1室内湿式氧化净化反应器结构图

图2F²⁺与H₂O₂不同mol比的净化效率关系图

图3“草酸根离子+紫外光改性”对净化效率的影响关系图

图4PH值对净化效率的影响关系图

图5活性炭使用量对净化效率影响的关系图

图6本发明对室内主要空气污染物净化效率关系图

图中1-气泵 2-净化反应筒 3-紫外光灯 4-出气孔 5-进气管 6-多孔微阻力板 7-空气吸收净化剂 8-活性碳层 9-空气过滤罩 10-外壳 11-排气孔 12-隔板

具体实施方式

实施例1：

一种室内空气湿式氧化净化方法，步骤包括配制空气吸收净化剂，然后将室内空气过滤后通入到空气吸收净化剂中，同时配以紫外线照射，和活性碳过滤。

首先，空气吸收净化剂的配制：

(1)吸收剂母液由双氧水(30％H₂O₂溶液)、Fe²⁺离子、草酸钠、盐酸按照下述比例配置成。

Fe²⁺与H₂O₂的mol比为1∶5，

如用FeSO₄·7H₂O和质量浓度30％的双氧水溶液配置，则比例关系是1gFeSO₄·7H₂O加30％双氧水溶液在2.6ml左右。

Fe²⁺和草酸根离子的比例为1∶1。

盐酸的加入量以控制PH值为目的，PH值控制在3。

(2)将所需母液用蒸馏水或自来水稀释至一定浓度，稀释比例最好在1∶5。以稀释后的试剂作为室内空气湿式氧化净化的吸收反应剂。然后和活性碳混合使用活性碳层的高度要小于吸收反应剂液面的高度，再将室内空气引入到吸收反应剂和活性碳层的底部并释放，使室内空气穿过活性碳层及吸收反应剂液体层，在空气经过混合液的过程中加照紫外线，气体流经溶液的速度为0.5m/s。

实现本发明可以使用如下所述的室内空气湿式氧化净化装置，见附图1，

其结构主要包括，净化反应筒2，贯穿净化反应筒2上盖的进气管5，进气管5的外端连通有气泵1，进气管5的底端连接有多孔微阻力板6，净化反应筒侧壁的上部开有出气孔4。净化反应筒内装有活性碳层8和稀释后的净化反应吸收剂。净化反应筒2上盖内侧还设有紫外光灯3。

净化反应筒2外套有外壳10，外壳内设有隔板12，隔板12的高度在气泵1和净化反应筒2上盖之间，外壳10上设有空气过滤罩9，隔板12下方的外壳侧壁上开有排气孔11。

室内空气首先经过反应器的过滤罩9，被过滤罩9拦截除去粒径5微米以上大颗粒物的空气，进入净化反应器内，被气泵1送入反应筒进气管5，然后经过多孔微阻力板6进入反应筒的净化反应剂中。在净化反应剂中净化反应剂和活性炭协同净化穿过它们的气体，被净化的气体通过净化反应筒出气口4，再穿过净化反应器出气口11回到室内。

在具体实施中要注意以下几点。

(1)过滤罩采用中效过滤网，过滤除去5微米以上的颗粒物，防止它们进入净化反应器。

(2)气泵1选用无噪音气泵，气泵流量和压力由净化反应筒大小和反应器阻力确定。

(3)多孔微阻力板6要求：微孔孔径细小，微孔数量较多，阻力较小。一般选用硅铝板材料即可，为市场上常规产品。

(4)气体穿过“活性炭+净化反应剂层”的流速在0.5～1m/s之间，反应时间在1～5s之间。

(5)净化反应筒出气口4和净化反应器外壁出气口11面积足够大，以保证出口气流流速均匀缓慢，不产生噪声。

实施例2

净化专用反应器，如实施例1所述；

空气吸收净化剂的配制：

Fe²⁺与H₂O₂的mol比为1∶25。

如用FeSO₄·7H₂O和质量浓度30％的双氧水溶液配制，

Fe²⁺和草酸根离子的比例为1∶3。

盐酸的加入量以控制PH值为目的，PH值控制为4。

(2)将所需母液用蒸馏水或自来水稀释至一定浓度，稀释比例最好在1∶7。以稀释后的试剂作为室内空气湿式氧化净化的吸收反应剂。并装入实施例1所述的反应器中，然后和活性碳混合使用，活性碳层的高度要小于吸收反应剂液面的高度，在空气经过混合液的过程中加照紫外线，气体流经反应液体的速度为1m/s。

实施例3

净化专用反应器，如实施例1所述；

空气吸收净化剂的配制：

(1)吸收剂母液由双氧水(30％H₂O₂溶液)、Fe²⁺离子、草酸钠、盐酸按照下述比例配置成。市面上一般出售的H₂O₂为30％。

Fe²⁺与H₂O₂的mol比为1∶7，

如用FeSO₄·7H₂O和质量浓度30％的双氧水溶液配置，

Fe²⁺和草酸根离子的比例为1∶2。

盐酸的加入量以控制PH值为目的，PH值控制为3.5。

(2)将所需母液用蒸馏水或自来水稀释至一定浓度，稀释比例最好在1∶10。以稀释后的试剂作为室内空气湿式氧化净化的吸收反应剂。并装入实施例1所述的反应器中，然后和活性碳混合使用，活性碳层的高度要小于吸收反应剂液面的高度，在空气经过混合液的过程中加照紫外线，气体流经溶液的速度为0.8m/s。

实施例4：

净化专用反应器，如实施例1所述；

空气吸收净化剂的配制：

(1)吸收剂母液由双氧水(30％H₂O₂溶液)、Fe²⁺离子、草酸钠、盐酸按照下述比例配置成。市面上一般出售的H₂O₂浓度为30％。

Fe²⁺与H₂O₂的mol比为1∶10，

如用FeSO₄·7H₂O和质量浓度30％的双氧水溶液配置，

Fe²⁺和草酸根离子的比例为1∶2。

盐酸的加入量以控制PH值为目的，PH值控制为3.8。

(2)将所需母液用蒸馏水或自来水稀释至一定浓度，稀释比例最好在1∶8。以稀释后的试剂作为室内空气湿式氧化净化的吸收反应剂。并装入实施例1所述的反应器中，然后和活性碳混合使用，活性碳层的高度要小于吸收反应剂液面的高度，在空气经过混合液的过程中加照紫外线，气体流经溶液的速度为0.8m/s。

Claims

1.一种室内空气湿式氧化净化方法，其特征在于：步骤包括配制空气吸收净化剂，然后将室内空气通入到空气吸收净化剂中，具体为：

空气吸收净化剂配制

(1)吸收剂母液由双氧水、Fe²⁺离子、草酸钠、盐酸按照一定比例配置成，

Fe²⁺与H₂O₂的mol比为1∶5～1∶25，

Fe²⁺和草酸根离子的mol比例在1∶1～1∶3之间，

盐酸的加入量以控制PH值为目的，PH值控制在3～4之间，

(2)所需母液用蒸馏水或自来水稀释至一定浓度，稀释比例为1∶5～1∶10之间，以稀释后的试剂作为室内空气湿式氧化净化装置的吸收反应剂，

2.根据权利要求1所述的室内空气湿式氧化净化方法，其特征在于：Fe²⁺与H₂O₂的mol比为1∶7～1∶10。

3.根据权利要求1所述的室内空气湿式氧化净化方法，其特征在于：将活性碳和稀释过后的吸收反应剂混合，活性碳层的高度要小于吸收反应剂液面的高度，再将室内空气引入到吸收反应剂和活性碳层的底部并释放，使室内空气穿过活性碳层及吸收反应剂液体层。

4.根据权利要求3所述的室内空气湿式氧化净化方法，其特征在于：在室内空气经过混合液的过程中加照紫外线。

5.一种实现权利要求4所述的室内空气湿式氧化净化方法的装置，其特征在于：其结构主要包括，净化反应筒(2)，贯穿净化反应筒(2)上盖的进气管(5)，进气管(5)的外端连通有气泵(1)，进气管(5)的内端连接有多孔微阻力板(6)，净化反应筒侧壁的上部开有出气孔(4)，净化反应筒内装有活性碳层(8)和稀释后的净化反应吸收剂，净化反应筒(2)上盖内侧还设有紫外光灯(3)。

6.根据权利要求5所述的室内空气湿式氧化净化方法的装置，其特征在于：净化反应筒(2)外套有外壳(10)，外壳内设有隔板(12)，隔板(12)的高度在气泵(1)和净化反应筒(2)上盖之间，外壳(10)上设有空气过滤罩(9)，隔板(12)下方的外壳侧壁上开有排气孔(11)。