基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机制造技术

本发明专利技术公开了一种基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机，包括呈T型风道设计的机箱、两个离子体协同催化反应单元、两个高压模块和倒T型送风单元，第一、第二等离子体协同催化反应单元分布在倒T型送风单元的两侧，第一、第二高压模块分别连接在第二、第一等离子体协同催化反应单元的下方，倒T型送风单元位于中间，且倒T型送风单元的进风口与两个等离子体协同催化反应单元连通，倒T型送风单元的出风口与消音单元连通；机箱上设置有进出风用的第一滤尘舱门、第二滤尘舱门和防尘顶盖。本发明专利技术结构紧凑，布局合理，采用阵列式线板电晕放电协同催化反应和倒T型风道设计，同时实现了高空气处理量、高灭菌速率和低臭氧残余的目标。

【技术实现步骤摘要】
基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机
本专利技术涉及气体净化
，尤其涉及一种基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机。
技术介绍
聚集性感染是病菌传播的主要途径，依附在飞沫气凝胶上病菌可以长时间悬浮于空气中，伺机侵入并感染呼吸道粘膜，在医院、学校、单位、餐厅、车站等公共场合，人与人之间密切接触极大地提高了人际传播可能性，也增加了因共同暴露而感染的风险。如何高效、安全地清除空气中悬浮的病菌，阻断其传播扩散的途径，是防止出现聚集性感染的关键。空气消毒机可以采用过滤截留、吸附沉降、氧化降解等物理化学原理，降低悬浮有害微生物的数量和活性，是一种有效防控潜在聚集性感染的技术手段。但是，如何兼顾高效灭菌和人员防护安全，目前仍是棘手的行业性技术难题。现有技术和设备大多只针对具体消毒需求和特殊应用场合，往往无法同时满足效率和安全这两方面的要求。比如，驻极体静电吸附(CN201920694957.9)、活性炭截留吸附(CN202011015873.1)、负离子聚集沉降(CN201611256940.2)和光触媒氧化分解(CN201310599064.3)等方法就属于相对温和的处理手段，它们牺牲了灭菌的速率，来换取对现场人员安全的保护；而采用短波紫外线(CN201811385362.1)、高浓度臭氧(CN201710358233.2)和气体放电等离子体(CN201210562559.4)等方法则是注重了灭菌效率，严重的臭氧二次污染会引起眼、鼻、肺等部位的不适和损伤，不适合对人员聚集的空间进行消毒。因此，为了有效杀灭公共空间的病菌和控制聚集性感染，需要从原理上和结构上改进空气消毒机。等离子体协同催化技术充分结合了低温等离子体和催化反应这两种技术的优点，具有能耗低、选择性强和净化率高的优势，目前研发人员正积极地将其应用于能源转换、氨合成以及工业尾气净化等领域。在放电等离子体区域引入催化剂不仅可以增强局部的电场和放电强度，还可以控制反应的发展方向；与此同时，放电等离子体中丰富的电子、离子和光子又可以作用于催化剂表面，提升催化反应的速率。因此，等离子体协同催化技术有望实现在不降低灭菌效率的前提下，控制反应产物的生成方向，降低二次污染。虽然，目前也有相关专利和产品试图将催化剂引入等离子体空气消毒机中，但只是将其置于设备末端作吸附剂使用，并未产生协同效应，吸附饱和后仍无法避免二次污染；而且，在出气口的填充吸附剂会极大地削弱出风量，反而降低了灭菌效率。所以，现有技术方案依旧没能解决高效灭菌和人员防护安全的矛盾。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机，解决在聚集性公共场合开展空气消毒时存在灭菌效率低和人员安全性差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术一种基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机，包括机箱，所述机箱内设置呈T型风道，所述T型风道内安装有两个离子体协同催化反应单元、两个高压模块和倒T型送风单元，所述离子体协同催化反应单元包括第一等离子体协同催化反应单元和第二等离子体协同催化反应单元，所述高压模块包括第一高压模块和第二高压模块，所述第一等离子体协同催化反应单元和第二等离子体协同催化反应单元分布在所述倒T型送风单元的两侧，所述第一高压模块、第二高压模块分别连接在所述第二等离子体协同催化反应单元、第一等离子体协同催化反应单元的下方且布置在所述机箱的底部，所述箱体的顶部设置有消音单元，所述消音单元的底部与所述倒T型送风单元的顶部连通；待处理的空气从所述机箱的两侧进入到所述第一等离子体协同催化反应单元和第二等离子体协同催化反应单元内，催化反应后的空气从另一侧流入所述倒T型送风单元内，所述倒T型送风单元将净化后的空气经过所述消音单元从所述机箱的顶部送出。优选的，所述机箱包括中空结构的机箱本体，所述机箱本体的左右两侧设置有第一滤尘舱门和第二滤尘舱门，所述机箱本体的顶部设置有防尘顶盖，所述第一滤尘舱门和第二滤尘舱门的底边或其中一个侧边铰接或插接在所述机箱本体的框架上，所述防尘顶盖的一个侧边铰接或插接在所述机箱本体的顶部框架上；所述第一滤尘舱门、第二滤尘舱门分别与所述第一等离子体协同催化反应单元、第二等离子体协同催化反应单元相对应；所述第一滤尘舱门、第二滤尘舱门的结构相同，包括开设有多个进气孔的门板和门板内侧壁上的空气滤尘网，所述空气滤尘网卡接或者螺钉连接在所述门板上。优选的，所述第一等离子体协同催化反应单元和第二等离子体协同催化反应单元具有相同的结构，均包含了一个绝缘框架、一张高电压网电极、多个低电压丝电极和一个催化单元，所述高电压网电极连接在所述绝缘框架的进风口一侧，多个所述低电压丝电极水平排布连接在所述绝缘框架的出风口一侧，所述催化单元安装在所述绝缘框架的内侧，且所述催化单元紧贴在所述低电压丝电极的外侧；所述高电压网电极设置在靠近所述第一滤尘舱门、第二滤尘舱门的一侧，所述催化单元靠近所述倒T型送风单元的进风口侧；所述高电压网电极与所述高压模块的高压输出端连接，所述低电压丝电极与高压模块的低压输出端连接。优选的，所述低电压丝电极的两端各连接有一个接线端子，其中一侧的所述接线端子通过第一接地螺柱安装在所述绝缘框架上，另一侧的所述接线端子上连接有拉力弹簧，所述拉力弹簧通过第二接地螺柱安装在所述绝缘框架上。优选的，多根所述低电压丝电极组成阵列式电晕放电等离子体反应器，相邻两根所述低电压丝电极的间距为10mm～25mm；多根所述低电压丝电极形成的丝电极与所述催化单元上催化剂表面的距离为1mm～5mm。优选的，所述低电压丝电极采用耐电烧蚀的钛丝、钼丝、钛钼合金丝或不锈钢丝，低电压丝电极的长度设置为30mm～40mm，直径为0.2mm～1mm；所述高电压网电极采用透气的不锈钢金属网，所述不锈钢金属网的网面宽300mm～350mm，高400mm～450mm，网孔尺寸为0.05mm～0.1mm；所有所述低电压丝电极平行于所述高电压网电极，且二者之间的最短距离为30mm～50mm。优选的，所述催化单元的长为400mm～450mm，宽为300mm～350mm；所述催化单元的材料选用聚氨酯海绵或多孔陶瓷作为载体，载体上负载催化剂类型采用TiO2、MnO2、Al2O3的一种或多种。优选的，所述拉力弹簧的直径为3mm～6mm，拉力弹簧的长度为8mm～10mm。优选的，所述倒T型送风单元包括了第一风机外壳、第二风机外壳、电动机和增压涡轮，所述第一风机外壳和第二风机外壳对称设置形成固定腔体，所述电动机和增压涡轮连接后安装在所述固定腔体内；所述电动机通过轴承带动所述增压涡轮转动产生低气压和高气压，压力差使得两侧被等离子体协同催化反应单元处理过的空气吸入所述倒T型送风单元中，并送入上方的所述消音单元中。优选的，所述消音单元包括消音管道和蜂窝状氧化铝模块，所述蜂窝状氧化铝模块安装在所述消音管道的顶部方腔中，所述消音管道的底部与所述T型送风单元的出风口连通，所述消音管道与所述T型送风单元的连通处设置有密封结构。与现有技术相比，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机，其特征在于：包括机箱，所述机箱内设置呈T型风道(7)，所述T型风道(7)内安装有两个离子体协同催化反应单元、两个高压模块和倒T型送风单元(5)，所述离子体协同催化反应单元包括第一等离子体协同催化反应单元(3)和第二等离子体协同催化反应单元(4)，所述高压模块包括第一高压模块(9)和第二高压模块(10)，所述第一等离子体协同催化反应单元(3)和第二等离子体协同催化反应单元(4)分布在所述倒T型送风单元(5)的两侧，所述第一高压模块(9)、第二高压模块(10)分别连接在所述第二等离子体协同催化反应单元(4)、第一等离子体协同催化反应单元(3)的下方且布置在所述机箱的底部，所述箱体的顶部设置有消音单元(6)，所述消音单元(6)的底部与所述倒T型送风单元(5)的顶部连通；待处理的空气从所述机箱的两侧进入到所述第一等离子体协同催化反应单元(3)和第二等离子体协同催化反应单元(4)内，催化反应后的空气从另一侧流入所述倒T型送风单元(5)内容，所述倒T型送风单元(5)将净化后的空气经过所述消音单元(6)从所述机箱的顶部送出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机，其特征在于：包括机箱，所述机箱内设置呈T型风道(7)，所述T型风道(7)内安装有两个离子体协同催化反应单元、两个高压模块和倒T型送风单元(5)，所述离子体协同催化反应单元包括第一等离子体协同催化反应单元(3)和第二等离子体协同催化反应单元(4)，所述高压模块包括第一高压模块(9)和第二高压模块(10)，所述第一等离子体协同催化反应单元(3)和第二等离子体协同催化反应单元(4)分布在所述倒T型送风单元(5)的两侧，所述第一高压模块(9)、第二高压模块(10)分别连接在所述第二等离子体协同催化反应单元(4)、第一等离子体协同催化反应单元(3)的下方且布置在所述机箱的底部，所述箱体的顶部设置有消音单元(6)，所述消音单元(6)的底部与所述倒T型送风单元(5)的顶部连通；待处理的空气从所述机箱的两侧进入到所述第一等离子体协同催化反应单元(3)和第二等离子体协同催化反应单元(4)内，催化反应后的空气从另一侧流入所述倒T型送风单元(5)内容，所述倒T型送风单元(5)将净化后的空气经过所述消音单元(6)从所述机箱的顶部送出。


2.根据权利要求1所述的基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机，其特征在于：所述机箱包括中空结构的机箱本体，所述机箱本体的左右两侧设置有第一滤尘舱门(1)和第二滤尘舱门(2)，所述机箱本体的顶部设置有防尘顶盖(8)，所述第一滤尘舱门(1)和第二滤尘舱门(2)的底边或其中一个侧边铰接或插接在所述机箱本体的框架上，所述防尘顶盖(8)的一个侧边铰接或插接在所述机箱本体的顶部框架上；所述第一滤尘舱门(1)、第二滤尘舱门(2)分别与所述第一等离子体协同催化反应单元(3)、第二等离子体协同催化反应单元(4)相对应；
所述第一滤尘舱门(1)、第二滤尘舱门(2)的结构相同，包括开设有多个进气孔的门板和门板内侧壁上的空气滤尘网，所述空气滤尘网卡接或者螺钉连接在所述门板上。


3.根据权利要求2所述的基于低温等离子体协同催化技术的空气消毒机，其特征在于：所述第一等离子体协同催化反应单元(3)和第二等离子体协同催化反应单元(4)具有相同的结构，均包含了一个绝缘框架(3-1)、一张高电压网电极(3-2)、多个低电压丝电极(3-3)和一个催化单元(3-8)，所述高电压网电极(3-2)连接在所述绝缘框架(3-1)的进风口一侧，多个所述低电压丝电极(3-3)水平排布连接在所述绝缘框架(3-1)的出风口一侧，所述催化单元(3-8)安装在所述绝缘框架(3-1)的内侧，且所述催化单元(3-8)紧贴在所述低电压丝电极(3-3)的外侧；所述高电压网电极(3-2)设置在靠近所述第一滤尘舱门(1)、第二滤尘舱门(2)的一侧，所述催化单元(3-8)靠近所述倒T型送风单元(5)的进风口侧，所述高电压网电极(3-2)与所述高压模块(10)的高压输出端连接，所述低电压丝电极(3-3)与高压模块(10)的低压输出端连接。


4.根据权利要求3所述的基于低温等离子体协同催化技术的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠军，张波，常正实，孙宇豪，王晨旭，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61