一种空气净化设备和空气净化方法技术

本发明专利技术的空气净化设备和空气净化方法属于空气净化领域，本发明专利技术利用冷等离子发生器将空气流中的气态污染物初步转化分解，使空气流中的颗粒物成为荷电颗粒物，利用静磁场发生器聚集带异性电荷的颗粒物。然后采用电晕场净化器将空气流中的颗粒物吸附并清除，并对气态污染物进行二次转化分解。另外在电晕场净化器的出口端设置第一紫外灯，利用电晕场处理器和第一紫外灯的协同作用将气态污染物进行第三次转化分解。接着采用氧化催化净化器将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构。最后采用还原催化净化器将气流中多余臭氧、少量氮氧化物和残留气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水，从而更全面地净化空气。更全面地净化空气。更全面地净化空气。

【技术实现步骤摘要】
一种空气净化设备和空气净化方法


[0001]本专利技术属于空气净化领域，具体为一种空气净化设备和空气净化方法。

技术介绍

[0002]如今空气质量逐渐恶化的大环境下，空气净化逐渐受到人们的关注。当前改善室内空气质量的主要方法有：(1)空气过滤方法：由风机、初效、中效、高效过滤器等组成，滤料主要包括玻璃纤维、合成纤维以及由这些纤维制成的滤纸或滤布和有吸附效果的活性炭等材料，通过对空气中的颗粒物及异味进行过滤以净化空气。但这些多孔滤材会增加空气流动阻力，随着使用时间延长，其过滤效果会下降，如不及时更换，反而会产生二次污染；(2)静电除尘法：先让气流中的颗粒物带电，然后利用带异种电的集尘装置捕集，达到净化空气的目的，但是这种方法不能够完全杀灭空气中的细菌尤其是体积很小的病毒，对气态污染物的净化效率也不高，而且还会产生危害人体的过量臭氧；(3)紫外线杀菌方法：利用紫外线杀灭空气中的微生物和病毒，但对净化颗粒物无能为力，对气态污染物的净化也需要时间，还会产生超标的臭氧；(4)冷等离子体净化方法：通过冷等离子体发生器发生的强电离场和气体放电，使空气中的水分子和气体分子电离，经过复杂的激发、离解和电离过程，产生化学性质极其活泼的活性基团，与空气中的污染物发生一系列氧化还原反应，使挥发性有机物分子被分解。这些自由基对于微生物也具有较强的灭活作用。同时通过带电粒子对漂浮颗粒物的非弹性碰撞使其带电聚集后下降。但最新研究表明(http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107750)，这种方法的净化作用并不明显，且有显著副作用。这项由伊利诺伊理工大学、波特兰州立大学和科罗拉多州立大学的研究人员撰写的研究发现，电离装置虽然会减少部分VOCs，包括二甲苯，但其他化合物，尤其是含氧VOCs(如丙酮、乙醇)和甲苯反而会增加。研究还发现，尽管漂浮颗粒物浓度发生了微小变化，但PM2.5的总体浓度并未减少。这类空气净化器市场充满了测试标准不足、术语混乱以及缺乏对其有效性和安全性的同行评审研究。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种空气净化设备和空气净化方法，能够有效去除颗粒物、微生物、病毒和气态污染物。
[0004]为此，本专利技术提供一种空气净化设备，顺空气流动方向依次包括：
[0005]冷等离子发生器，与高压发生器连接，所述冷等离子发生器向待净化的空气气流中发射正负离子，冷等离子发生器产生的活性物质对气态污染物进行初步转化分解，气流中的颗粒物粘附上正负离子后成为荷电颗粒物；
[0006]氧化催化净化器，将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构；
[0007]还原催化净化器，将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水。
[0008]优选地，对于气态污染物浓度较高的空气，还包括：
[0009]静磁场发生器设置在冷等离子发生器和氧化催化净化器之间，所述静磁场发生器产生的静磁场方向垂直于气流方向或者垂直于气流中荷电颗粒物的运动方向，所述静磁场发生器产生的静磁场能够聚集空气气流中的带异性电荷的颗粒物；
[0010]电晕场处理器，与高压发生器连接，所述电晕场处理器设置在静磁场发生器和氧化催化净化器之间，所述电晕场处理器包括并列设置的正电晕场和负电晕场，所述正电晕场收集空气气流中残留的带正电荷的颗粒物，所述负电晕场收集空气气流中残留的带负电荷的颗粒物，由静磁场发生器聚集的颗粒物通过正电晕场和负电晕场重新带上电荷，并被带异种电荷的电晕场集尘极吸引收集，并且正电晕场和负电晕场产生的活性物质对气态污染物进行二次转化分解。
[0011]优选地，所述电晕场处理器的出口端开设有狭缝或孔洞，所述电晕场处理器的集尘极的外表面还设有第一紫外灯，所述第一紫外灯的紫外光穿过狭缝或孔洞并照射到电晕场处理器内的电晕场丝极上，所述电晕场处理器和第一紫外灯的协同作用将气态污染物进行第三次转化分解，同时第一紫外灯能够对气流中因体积小未被电晕场处理器收集处理的残存病毒进行紫外灭活处理。
[0012]优选地，所述氧化催化净化器的出口端还设有第二紫外灯，所述氧化催化净化器和第二紫外灯的协同作用将气流中残留的气态污染物彻底氧化成为二氧化碳和水。
[0013]优选地，所述还原催化净化器的出口端还设有用于提高还原催化温度的远红外灯。
[0014]优选地，所述电晕场处理器的正电晕场进气口靠近冷等离子发生器的正离子发射电极，所述电晕场处理器的负电晕场进气口靠近冷等离子发生器的负离子发射电极。
[0015]优选地，所述氧化催化净化器采用机动车中的二元催化器，所述还原催化净化器采用机动车中的三元催化器。
[0016]另外，本专利技术还提供了一种空气净化方法，利用上述空气净化设备实现，包括以下步骤：
[0017]步骤一、采用冷等离子发生器的离子发射电极向待净化的空气气流中发射正负离子，该过程产生的活性物质对气态污染物进行初步转化分解；气流中的颗粒物分别吸附上正负电荷，形成荷电颗粒物；
[0018]步骤二、经过步骤一处理后的气流穿过氧化催化净化器，将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构；
[0019]步骤三、经过步骤二处理后的气流穿过还原催化净化器，将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水。
[0020]优选地，对于颗粒物浓度较高的空气，步骤一中在形成荷电颗粒物之后，利用正负电荷间的库仑力和静磁场发生器产生的洛伦兹力的双重作用，将异性电荷的颗粒物相互接近，碰撞接触放电后聚集长大；并且还让气流通过电晕场处理器，使气流中残留的带正电荷的颗粒物通过正电晕场被收集，气流中残留的带负电荷的颗粒物通过负电晕场被收集，已经失去电荷并聚集长大的颗粒物通过正电晕场或负电晕场后重新带上电荷，然后被带异种电荷的除尘电极吸引收集，与此同时，正负电晕场产生的活性物质对气态污染物进行第二次转化分解。
[0021]优选地，所述步骤一中还将介质阻挡放电离子发生器产生的臭氧和活性物质吹送入空气流中，从而在步骤一产生的臭氧和活性物质的基础上向气流中额外增加臭氧与活性物质。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果为：
[0023](1)本专利技术的空气净化设备采用冷等离子发生器将空气流中的气态污染物进行初步转化分解，使空气流中的颗粒物成为荷电颗粒物，并利用静磁场发生器聚集带异性电荷的颗粒物。然后采用电晕场净化器将空气流中的颗粒物吸附并清除，并且对气态污染物进行二次转化分解。另外在电晕场净化器的出口端设置第一紫外灯，利用电晕场处理器和第一紫外灯的协同作用将气态污染物进行第三次转化分解。接着采用氧化催化净化器将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构。最后采用还原催化净化器将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水，从而实现更全面地净化空气的目的。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气净化设备，其特征在于，顺空气流动方向依次包括：冷等离子发生器（2），与高压发生器连接，所述冷等离子发生器（2）向待净化的空气气流中发射正负离子，冷等离子发生器（2）产生的活性物质对气态污染物进行初步转化分解，气流中的颗粒物粘附上正负离子后成为荷电颗粒物；氧化催化净化器（6），将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构；还原催化净化器（7），将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水。2.根据权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于，对于气态污染物浓度较高的空气，还包括：静磁场发生器（8）设置在冷等离子发生器（2）和氧化催化净化器（6）之间，所述静磁场发生器（8）产生的静磁场方向垂直于气流方向或者垂直于气流中荷电颗粒物的运动方向，所述静磁场发生器（8）产生的静磁场能够聚集空气气流中的带异性电荷的颗粒物；电晕场处理器（3），与高压发生器连接，所述电晕场处理器（3）设置在静磁场发生器（8）和氧化催化净化器（6）之间，所述电晕场处理器（3）包括并列设置的正电晕场和负电晕场，所述正电晕场收集空气气流中残留的带正电荷的颗粒物，所述负电晕场收集空气气流中残留的带负电荷的颗粒物，由静磁场发生器（8）聚集的颗粒物通过正电晕场和负电晕场重新带上电荷，并被带异种电荷的电晕场集尘极吸引收集，并且正电晕场和负电晕场产生的活性物质对气态污染物进行二次转化分解。3.根据权利要求2所述的空气净化设备，其特征在于：所述电晕场处理器（3）的出口端开设有狭缝或孔洞（4），所述电晕场处理器（3）的集尘极的外表面还设有第一紫外灯（5），所述第一紫外灯（5）的紫外光穿过狭缝或孔洞（4）并照射到电晕场处理器（3）内的电晕场丝极上，所述电晕场处理器（3）和第一紫外灯（5）的协同作用将气态污染物进行第三次转化分解，同时第一紫外灯（5）能够对气流中因体积小未被电晕场处理器（3）收集处理的残存病毒进行紫外灭活处理。4.根据权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于：所述氧化催化净化器（6）的出口端还设有第二紫外灯（9），所述氧化催化净化器（6）和第二紫外灯（9）的协同作用将气流中残留的气态污染...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：张翔宇，
类型：发明
国别省市：