一种室外空气净化模块和净化方法技术

本发明专利技术属于空气净化装置领域，公开了一种用于室外空气净化模块，包括等离子除尘部分和常温催化净化部分，具体由绝缘支架、放电单元、常温催化模块、风机组成。本发明专利技术是通过风机带动模块周围气流流动进入净化模块，环境污染气流首先进入等离子体除尘部分过滤颗粒物，过滤后的空气经过常温空气净化模块降解NOx、O3等污染气体后通过顶部风道排出。达到过滤颗粒物、降解污染性气体的功能，有效缓解室外空气污染。

An outdoor air purification module and purification method

The invention belongs to the field of air purification device, and discloses an outdoor air purification module, which consists of a plasma dust removal part and a normal temperature catalytic purification part, and is made up of an insulation bracket, a discharge unit, a normal temperature catalytic module and a fan. The present invention is to enter the purification module through the air flow around the fan drive module, and the environmental pollution air flow first enters the plasma dust removal part to filter the particles, and the filtered air is discharged through the top air duct after degradation of the polluted gas such as NOx, O3 and the like through the normal temperature air purification module. The function of filtering particulate matter and degrading polluting gas can be achieved, and outdoor air pollution can be effectively relieved.

【技术实现步骤摘要】
一种室外空气净化模块和净化方法
本专利技术属于大气污染控制和环境工程领域，涉及一种用于去除室外空气细颗粒物及典型气态污染物，如氮氧化物（NOx）、挥发性有机物(VOCs)和臭氧(O3)的净化模块和净化方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，工业化和城镇化水平的不断提高，机动车数量迅猛增加，空气中细颗粒物和典型气态污染物排放量逐年增长，严重危害生态环境和人居生活品质；当前国内外主要通过源控制技术，降低工业生产过程中排放的颗粒物、NOx、VOCs，由于我国经济体量大，即使工业源排放达到国家标准，释放到环境中的污染物总量依然较大，因此，发展有效的环境空气净化设备和技术手段对整体大气环境污染控制具有重要的现实意义；如中国专利CN104141993A公开了一种包括壳体、过滤系统和太阳能蓄电池的室外空气净化器；CN205481453A公开了一种包括机箱、风机仓的室外空气净化器；但是，以上装置均与固定外形相匹配，不能根据不同场合的需求灵活安装，因此亟需研发一种可根据不同外形装置灵活调整的净化模块，以适应不同场合的需求；等离子体技术是一种新兴的空气净化技术，与传统净化技术相比，具有副产物少、无放射物产生、作用时间短等优势，具有极大的市场潜力；锰铈复合氧化物具有良好的氧化还原性，可作为低温催化氧化NOx、VOCs的高效催化材料；中国专利CN101791550A公开了一种等离子体条件下高效催化氧化去除NO的方法，该方法是气体经低温等离子体活化后，通过装有催化剂的固定床反应器进行净化，其中催化剂为柠檬酸法制备的氧化锰、锰镧复合氧化物或锰铈复合氧化物等；但是，上述方法是在80-150℃高温条件下催化氧化去除NOx，反应能耗高，在常温常压条件下难以有效净化典型空气污染物；因此，本专利技术在结合低温等离子体空气净化基础之上，通过改进的氧化-共沉淀法制备锰铈复合氧化物；开发一种外形可根据不同场合灵活调整，除PM2.5等细颗粒物及常温高效催化降解NOx、VOCs、O3的室外空气净化模块。
技术实现思路
针对现有环境大气污染控制技术的不足，本专利技术提供了一种室外空气净化模块，所述模块包括低温等离子体除尘模块与常温催化模块，二者协同作用，不仅能够有效去除空气中的PM2.5等细颗粒物，同时在常温常压条件下可高效去除NOx、O3和VOCs等典型空气污染物；本专利技术还提供一种室外空气净化方法；本专利技术的技术方案如下：一种室外空气净化模块，所述空气净化模块包括低温等离子体除尘模块与常温催化模块，所述低温等离子体除尘模块包括绝缘支架、密封垫及若干放电单元；每个放电单元通过卡槽固定在绝缘支架上，所述密封垫保证低温等离子体除尘模块气密性良好；每个放电单元包括地电极和高压电极，两者同轴放置；所述常温催化模块由蜂窝陶瓷催化单元和轴流风机集成一体；根据本专利技术，所述空气净化模块外壳上下分别开一个半径为220mm，高度为52-152mm的弧形门，并在四周加密封圈，确保气密性良好；根据本专利技术，所述空气净化模块还包括外壳1、底板和顶板；靠近底板处设置低温等离子体除尘模块，靠近顶板处设置常温催化模块；所述外壳1靠近底板处设置进气口2，进气口处设置粗效滤网3，所述底板包括粗效滤网4，所述顶板设置出气口13；根据本专利技术，所述低温等离子体除尘模块中，每个放电单元由外层金属筒、内层绝缘筒支架及金属电晕线三部分组成；外层金属筒为地电极，地电极材料选自不锈钢、铜、铝合金等导电材料；内层绝缘筒用于固定高压电极，内层绝缘筒材料为聚四氟乙烯；高压电极形状可为线状、锯齿形或针状，高压电极材料选自铜、不锈钢、钨、碳纤维等导电材料；若干金属电晕线通过螺丝固定于内层绝缘筒支架上；外层金属筒与高压电源接地端相连接，内部金属线与电源高压端相连接，内部金属线与外层金属筒之间形成放电反应通道；内层绝缘支架为实心结构，以保证气体从放电反应通道流过；根据本专利技术，所述低温等离子体净化模块外壳设置有提手；根据本专利技术，低温等离子体净化模块设为三个档位，放电电压分别为8kV、12kV、16kV；根据本专利技术，所述常温催化模块包括圆饼状蜂窝陶瓷催化单元和轴流风机；根据本专利技术，所述常温催化模块的制备方法包括以下步骤：a.将蜂窝陶瓷催化单元与轴流风机集成为一体，常温催化模块内部安装2-8块圆饼状蜂窝陶瓷，圆饼状蜂窝陶瓷的尺寸为直径50-300mm，厚度50-150mm，孔径为1-5mm；b.在常温催化模块对应空气净化模块外壳处设置一个半径为50-300mm，高度为52-152mm的弧形门；c.轴流风机安装在常温催化模块顶部，直径为50-300mm，风量为500-3000m3/h，接口处密封；根据本专利技术，所述蜂窝陶瓷催化单元包括活性组分锰铈复合氧化物和蜂窝陶瓷载体；所述锰铈复合氧化物的制备方法包括以下步骤：a）.将可溶性锰盐、可溶性铈盐加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，得到混合均匀的溶液，其中Mn/Ce摩尔比为1/10~10/1；b）.将氧化剂缓慢加入到步骤a得到的溶液中，室温下搅拌至溶解；c）.向步骤b所得溶液中缓慢滴加沉淀剂，得到棕褐色沉淀；d）.过滤、洗涤、干燥、焙烧，制得锰铈复合氧化物材料；根据本专利技术，所述步骤a)中，可溶性锰盐选自硝酸锰、硫酸锰、氯化锰，优选50%的硝酸锰溶液；可溶性铈盐选自硝酸铈、硝酸铈铵，优选硝酸铈；根据本专利技术，所述步骤b)中，氧化剂为过硫酸盐，包括过硫酸铵、过硫酸钾，其中氧化剂与锰铈总摩尔量的摩尔比为0.5~1.5；根据本专利技术，所述步骤c)中，缓慢滴加沉淀剂调节溶液的pH值为9-11，50-90℃恒温搅拌2-6小时；沉淀剂选自氨水（浓度为10-30%）、碳酸钠（0.5-2mol/L）、碳酸氢钠（0.5-2mol/L）、氢氧化钠(0.1-0.5mol/L)；根据本专利技术，所述步骤d)中，洗涤样品至中性，干燥温度为60-110℃，干燥12小时，焙烧温度为200-500℃，焙烧3-7小时；根据本专利技术，所述蜂窝陶瓷催化单元的制备方法包括以下步骤：a.将锰铈复合氧化物粉体材料加入去离子水中，搅拌，超声，分散均匀，得到分散液；b.在步骤a得到的分散液中加入一定量的溶胶，搅拌，超声，分散均匀；c.将蜂窝陶瓷载体放入步骤b得到的混合液中浸渍；d.取出浸渍后的蜂窝陶瓷，干燥，制得负载有锰铈复合氧化物的蜂窝陶瓷催化单元；根据本专利技术，步骤a中，锰铈复合氧化物粉体材料的粒径大于400目，分散液的浓度为5-100g/L；根据本专利技术，步骤b中，溶胶与分散液的体积比为0.01-0.1，所述溶胶为二氧化钛溶胶和二氧化硅溶胶的一种或两种；根据本专利技术，步骤c中，所述蜂窝陶瓷载体为堇青石、莫来石、碳化硅、氧化铝、活性炭的一种或多种，蜂窝陶瓷载体使用前，用去离子水和乙醇清洗干净，去除表面的可溶于水的物质和有机物，80℃烘干，浸渍时间为0.5-12小时；根据本专利技术，步骤d中，干燥温度为60-120℃，干燥1-24小时；根据本专利技术，一种根据所述空气净化模块的空气净化方法，所述净化方法包括以下步骤：1)环境污染气体进入低温等离子体净化模块；2)经过低温等离子体净化模块之后的空气进入常温催化模块；根据本专利技术，优选的，一种根据所述空气净化模块的空气净化方法，所述净化方法包括以下步骤：1)环境污染气体经粗效滤网进入低温等离子体净化模块；2)经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室外空气净化模块，其特征在于：所述空气净化模块包括低温等离子体除尘模块与常温催化模块，所述低温等离子体除尘模块包括绝缘支架、密封垫及若干放电单元；每个放电单元通过卡槽固定在绝缘支架上，所述密封垫保证低温等离子体除尘模块气密性良好；每个放电单元包括地电极和高压电极，两者同轴放置；所述常温催化模块由蜂窝陶瓷催化单元和轴流风机集成一体。

【技术特征摘要】
1.一种室外空气净化模块，其特征在于：所述空气净化模块包括低温等离子体除尘模块与常温催化模块，所述低温等离子体除尘模块包括绝缘支架、密封垫及若干放电单元；每个放电单元通过卡槽固定在绝缘支架上，所述密封垫保证低温等离子体除尘模块气密性良好；每个放电单元包括地电极和高压电极，两者同轴放置；所述常温催化模块由蜂窝陶瓷催化单元和轴流风机集成一体。2.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于：空气净化模块还包括外壳1、底板和顶板；靠近底板处设置低温等离子体除尘模块，靠近顶板处设置常温催化模块；所述外壳1靠近底板处设置进气口2，进气口处设置粗效滤网3，所述底板包括粗效滤网4，所述顶板设置出气口13。3.根据权利要求1或2所述的空气净化模块，其特征在于：所述空气净化模块外壳上下分别开一个半径为220mm，高度为52-152mm的弧形门，并在四周加密封圈，确保气密性良好；所述低温等离子体除尘模块中，每个放电单元由外层金属筒、内层绝缘筒支架及金属电晕线三部分组成；外层金属筒为地电极，地电极材料选自不锈钢、铜、铝合金等导电材料；内层绝缘筒用于固定高压电极，内层绝缘筒材料为聚四氟乙烯；高压电极形状可为线状、锯齿形或针状，高压电极材料选自铜、不锈钢、钨、碳纤维等导电材料；若干金属电晕线通过螺丝固定于内层绝缘筒支架上；外层金属筒与高压电源接地端相连接，内部金属线与电源高压端相连接，内部金属线与外层金属筒之间形成放电反应通道；内层绝缘支架为实心结构，以保证气体从放电反应通道流过；所述低温等离子体净化模块外壳设置有提手。4.根据权利要求1或2所述的空气净化模块，其特征在于：所述常温催化模块内部安装2-8块圆饼状蜂窝陶瓷，圆饼状蜂窝陶瓷的尺寸为直径50-300mm，厚度50-150mm，孔径为1-5mm。5.根据权利要求1或2所述的空气净化模块，其特征在于：所述常温催化模块的制备方法包括以下步骤：a.将蜂窝陶瓷催化单元与轴流风机集成为一体，常温催化模块内部安装2-8块圆饼状蜂窝陶瓷，圆饼状蜂窝陶瓷的尺寸为直径50-300mm，厚度50-150mm，孔径为1-5mm；b.在常温催化模块对应空气净化模块外壳处设置一个半径为50-300mm，高度为52-152mm的弧形门；c.轴流风机安装在常温催化模块顶部，直径为50-300mm，风量为500-3000m3/h，接口处密封。6.根据权利要求1或2所述的空气净化模块，其特征在于：所述蜂窝陶瓷催化单元包括活性组分锰铈复合氧化物和蜂窝陶瓷载体；...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，
申请(专利权)人：江苏中科纳特环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32