用于从空气中净化生物制剂和挥发性有机化合物的方法和装置制造方法及图纸

提供了一种用于改进房间中的室内空气质量的方法，包括从房间抽取空气并且将空气导入装有碱金属氢氧化物/H2O2水溶液的气/液接触器中，使空气通过设立在气/液接触器中并且在碱金属氢氧化物/H2O2水溶液的表面液位下方的穿孔膜，使得产生的气泡行进通过所述溶液，并且从所述气/液接触器取得具有改善质量的处理过的空气，所述处理过的空气的特征在于具有：降低的二氧化碳水平；和/或降低的VOC水平；和/或降低的微生物负荷。还提供了一种实施该方法的空气净化器。的空气净化器。的空气净化器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从空气中净化生物制剂和挥发性有机化合物的方法和装置
专利

[0001]本专利技术总体上涉及用于空气处理的系统和方法。更具体地说，本专利技术涉及一种用于从空气中净化化学和生物污染物的方法，这些化学和生物污染物比如挥发性有机化合物(VOC)、甲醛、病毒、细菌等，并且涉及一种用于净化空气、实现CO2和生物负荷降低的家用系统。

技术介绍

[0002]家庭和办公室中使用的供暖、通风和空调(HVAC)系统促进了空气调节封闭空间内空气污染物的积聚。在办公建筑中操作的中央HVAC系统积聚室外空气，调节其温度和湿度，并在建筑物的空间内循环调节过的空气。然而，从室外带到系统中的空气在许多情况下是被污染的，导致例如灰尘、烟雾、雾霾、化学品等微粒输送到封闭空间中,并且从空间自身内部添加额外的微粒。在小型住宅的空调中这种情况同样存在问题，在这里室内空气以闭环方式循环，甚至没有将室外的清新空气添加回路中。这两种情况(即办公建筑和小型住宅)都会导致固体颗粒和气体(比如灰尘、烟雾、雾霾等)以及生物危害(比如病毒和细菌等)在空气调节空间内积聚。这些微污染物损害健康和生产力。
[0003]已经开发了各种家庭空气净化器(以下也称为“家庭净化器”或“房间净化器”，它们用于家庭、办公室、医院、医疗诊所、等候室等的单个房间)作为现有HVAC系统的补充以减少封闭空间中污染颗粒的积聚。这些是独立的设备，通常包括静音鼓风机和一组一个或多个精细过滤器。这些空气净化器被设计成通过该组精细过滤器循环室内空气，从而捕获尺寸从1μm到10μm及以上的颗粒。1μm颗粒一般来源于烟雾和雾霾，2.5μm颗粒来源于机动车尾气和木材燃烧火焰，10μm以上的颗粒来自一般尘埃。虽然捕获了高达99％的那些微米级颗粒，但这些传统空气净化器通常不能有效对抗多种化学和生物污染物，即，不能有效降低室内二氧化碳水平以及挥发性有机化合物(VOC)(例如甲醛)、过敏原、细菌、病毒等。
[0004]需要提供一种具有去除空气中的化学和生物污染物的能力的家用空气净化器。
[0005]在JP 2003
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161482(通过电化学方式生成的H2O2溶液)、JP 2001
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062239和CN 2675130(使处理后的空气通过依次设置的化学溶液，包括碱金属氢氧化物和过氧化钠)。
[0006]碱金属氢氧化物水溶液/H2O2溶液(即其中添加了H2O2的碱金属氢氧化物溶液，在下文中也称为“MOH/H2O2试剂”；M代表碱金属，例如钠、钾或其混合物)先前已被报告为超氧自由基阴离子的生产者。在一系列出版物中(WO 2013/093903；Stoin,U.等人，ChemPhysChem,2013,14,4158，以及WO 2015/170317)，显示了MOH/H2O2试剂水溶液是一种强力氧化剂，可以用于实现若干有用的目的：
[0007]从烟道气中吸收二氧化碳；
[0008]破坏大量四氯化碳和其他氯化的甲烷和乙烷化合物；
[0009]并且修复土壤中的柴油和原油污染物。
[0010]在共同转让的WO 2018/002710中，重点转移到空气处理，提出使用MOH/H2O2试剂水
溶液去除空气中的目标气体，主要是去除火灾时产生的一氧化碳。MOH/H2O2试剂能中和的其它目标气体在WO 2018/002710的第15页中列出。WO 2018/002710中描述的系统包括接收来自处理空间的污染空气流的入口和包含水溶液的反应室，使得包含在多个气泡中的一种或多种目标气体物种的量通过与溶液反应而减少。然后将从溶液中流出的处理过的空气返回到处理空间中。WO 2018/002710证明了反应室将有毒气体(比如一氧化碳、二氧化碳、NOx等)转化为无害化学物质(例如氧气)的效率，因此有助于呼吸，特别是在火灾期间空气高度污染的情况下。然而，正常条件下的家庭或办公室房间的状态与WO 2018/002710证明的火灾污染空气处理的状态有很大不同，因为火灾情况下的污染物浓度比率比正常条件下的房间高几个数量级。
[0011]在另一方面，传统的家用空气净化器是固定单元，需要将专用单元定位在每个待处理的房间中，而不管在给定时间内房间中的污染物比率是否高于有害阈值。这样的配置导致资源浪费或导致其中未定位家庭净化器的房间中的空气质量损害。
[0012]本专利技术的目的是提供一种用于减少生物危害的新型家庭净化器。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供一种减少危险或有害的气体和生物危害的家庭净化器。
[0014]本专利技术的另一个目的是提供尺寸紧凑和操作静音的所述新型家庭净化器。
[0015]本专利技术的仍然另一个目的是提供一种能够处理办公室或家庭内的多个房间的单个家庭空气净化器。
[0016]本专利技术的仍然另一个目的是提供一种在所述紧凑和静音的家庭空气净化器内用于减少生物危害和危险或有害的气体的紧凑反应器。
[0017]本专利技术的仍然另一个目的是将本专利技术的家庭空气净化器与传统的家庭空气净化器集成。
[0018]本专利技术的其他目的和有点随着说明书展开而变得明显。

技术实现思路

[0019]本专利技术特别地针对保持良好室内空气质量的需要。在建筑物及结构体中的室内空气中发现的污染物分为两类：化学污染物和生物污染物。
[0020]主要的化学污染物是甲醛，这是一种无色、气味刺鼻的气体，被美国环境保护署认为是一种重要的有害空气污染物，来自家具、一些纺织品(如地毯)中使用的胶和泡沫以及来自比如烹饪和吸烟等燃烧过程。主要的生物污染物是细菌、真菌和病毒。
[0021]为支持本专利技术进行的实验工作表明，MOH/H2O2试剂可以降低室内空气中的VOC水平(例如甲醛)。MOH/H2O2试剂在长时间测试中显示出气态甲醛向无害副产物的高且稳定的转化率，挑战了甲醛的特征水平(每立方米中零点几毫克，约0.2mg/m3)。同样，通过MOH/H2O2试剂还可以有效地定向得到室内空气中的低二氧化碳浓度，导致基本上完全消除二氧化碳，具有产生氧气的潜在益处(O2是超氧化物氧化CO2的副产物)。
[0022]下面报告的结果还表明，MOH/H2O2试剂具有空气消毒作用。也就是说，它对空气中的微生物起作用。因此，MOH/H2O2试剂可以用于控制室内空气中的微生物负荷，特别是通过消除细菌来实现。已知过氧化氢对细菌起作用，但是考虑到过氧化氢在碱性环境中会立即分解，MOH/H2O2试剂的抗菌作用是令人惊讶的。为支持本专利技术进行的实验工作表明，当将载
有生物气溶胶(由细菌(嗜根考克氏菌，K.Rhizophila)产生)的空气物流用MOH/H2O2试剂处理时，测量到细菌负荷相对于对照的高对数减少。MOH/H2O2试剂在对抗病毒方面也是有效的：在下面描述的实验模型中，测量到超过99.9％的去除率(测试的病毒是冠状病毒，例如人冠状病毒，比如OC43等)。
[0023]如下面参照附图显示的，可以使用数种反应器构造以实现进入的室内空气物流与MOH/H2O2试剂水溶液之间的有效接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于改善房间中的室内空气质量的方法，包括从所述房间抽取空气并且将所述空气导入装有碱金属氢氧化物/H2O2水溶液的气/液接触器中，使所述空气通过设立在所述气/液接触器中并且在所述碱金属氢氧化物/H2O2水溶液的表面液位下方的穿孔膜，使得产生的气泡行进通过所述溶液，并且从所述气/液接触器取得具有改善质量的处理过的空气，所述处理过的空气的特征在于具有：降低的二氧化碳水平；和/或降低的VOC水平；和/或降低的微生物负荷。2.根据权利要求1所述的方法，其中使所述空气经由穿孔通过所述膜，所述穿孔的直径沿着所述膜的厚度增加。3.根据权利要求2所述的方法，其中每个所述穿孔为由圆筒形部分连接面向所述溶液的倒置截头圆锥形部分组成的通路，或者为成型为其大底面面向所述溶液的圆锥体的截头体的通路。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中通过供给碱金属氢氧化物溶液并且连续或定期将过氧化氢溶液添加到所述碱金属氢氧化物溶液中来将碱金属氢氧化物/H2O2水溶液装入所述气/液接触器中，其中所述碱金属氢氧化物溶液是事先制备的或者通过将固体碱金属氢氧化物溶解在单独供应到所述气/液接触器的水中制备的。5.根据权利要求4所述的方法，包括定期将片剂形式的固体碱金属氢氧化物溶解在单独供应到所述气/液接触器的水中。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的方法，其中所述碱金属氢氧化物溶液的浓度为5wt％至48wt％～50wt％，添加的所述过氧化氢溶液的浓度为3wt％到35wt％，所述溶液之间的体积比为2:1至10:1，所述碱金属氢氧化物溶液占优，其中所述比率基于所述CO2水平和/或微生物负荷来调整。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：
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抽取室内空气，并使所述室内空气以第一流速通过过滤器以捕获空气中的颗粒和产生主过滤空气物流；
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将所述主过滤空气物流的一部分分出以产生以第二流速流动的二次过滤空气物流；
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迫使所述二次过滤空气物流进入装有所述碱金属氢氧化物/H2O2水溶液的气/液接触器中，在这里所述过滤空气以气泡的形式与所述溶液接触；
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从所述气/液接触器抽取过滤和去除污染的空气物流；和
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将所述过滤和去除污染的空气物流与所述主过滤空气物流汇合。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中室内环境中的CO2水平从1,000ppm至10,000ppm降低至400ppm至700ppm。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中室内环境中的VOC水平被降低。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述VOC是甲醛。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中室内环境中的细菌负荷和/或病毒负荷被降低了至少2个对数减少。12.一种用于消除房间中的化学和生物污染物的空气净化器，包括：
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入口空气通道；
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一个或多个吸气部件，其被配置为将空气从所述房间引导至所述入口通道中，并且将所述空气经由所述空气通道引导至安装在化学和生物污染物消除反应器处的穿孔膜中；和
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出口空气通道，其被配置为从所述反应器接收处理过的空气；
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其中所述反应器包括：
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储器，其被设置为容纳碱金属氢氧化物/H2O2净化水溶液；其中在净化器操作期间，所述穿孔膜被定位在溶液表面液位的下方，使得通过穿孔膜的空气被转化为气泡，该气泡行进通过溶液并朝向所述出口通道行进；并且其中所述空气净化器进一步包括定位在所述反应器上方的可移动存储单元，所述可移动存储单元被配置为容纳碱金属氢氧化物、过氧化氢和任选的水并将它们供应到所述反应器。13.根据权利要求12所述的空气净化器，其中所述入口空气通道以向下的方向输送，所述入口空气通道通过所述穿孔膜中的开口通往位于所述穿孔膜下方的空气舱中。14.根据权利要求12所述的空气净化器，其中所述入口空气通道的底部出口相对于所述穿孔膜的上表面被密封，从而仅允许空气从所述入口空气通道通过所述膜的穿孔通向所述膜下方的所述储器部分，其中所述膜的直径小于所述碱金属氢氧化物/H2O2溶液储器的直径。15.根据权利要求12所述的空气净化器，其中所述膜的每个穿孔的直径在40μm至1,200μm范围内。16.根据权利要求12所述的空气净化器，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：爱诺威信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：