有害气体去除用催化剂模块、其制造方法及包括其的有害气体去除用催化剂系统以及包括残留臭氧去除用催化剂模块的有害物去除装置、其制造方法及包括其的有害物去除系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种有害气体的氧化反应或还原反应在自身发热的发热载体内进行的有害气体去除用催化剂模块。根据本发明专利技术的一实施例，所述有害气体去除用催化剂模块包括：发热载体，其由可电加热的发热体构成，内部形成有至少一个通道，且为具有孔隙的多孔结构；以及催化剂区域，其形成于具有所述通道的所述发热载体表面的至少一部分上，且包括用于促进经过所述通道的有害气体的分解反应的催化物质，所述催化剂区域包括:第一催化剂层，其位于所述发热载体的所述孔隙内，且具有第一催化物质担载量；以及第二催化剂层，其涂覆于所述发热载体的内部表面，且具有比所述第一催化物质担载量更高的第二催化物质担载量。更高的第二催化物质担载量。更高的第二催化物质担载量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有害气体去除用催化剂模块、其制造方法及包括其的有害气体去除用催化剂系统以及包括残留臭氧去除用催化剂模块的有害物去除装置、其制造方法及包括其的有害物去除系统


[0001]本专利技术的技术思想涉及一种用于去除对人体有害的有害气体的催化剂模块，更具体地，涉及有害气体的氧化反应或还原反应在自身发热的发热载体内进行的有害气体去除用催化剂模块、其制造方法及包括其的有害气体去除用催化剂系统以及包括残留臭氧去除用催化剂模块的有害物去除装置、其制造方法及包括其的有害物去除系统，所述臭氧是有害物去除中使用后残留的。

技术介绍

[0002]近来，随着对环境的关注度的增加，用于保护生活环境免受有害环境影响的技术受到极大关注。特别是,最近正在积极研究有效地去除对人体有毒或严重改变大气环境的有害气体的技术。这些有害气体用于化学工艺,且含有对人体具有致命毒性的各种物质和生命体。例如，在上述有害气体中，挥发性有机化合物含有世界卫生组织指定的大量一级致癌物质，长期暴露时会导致免疫力低下引起的感冒、哮喘、支气管炎等呼吸道疾病和心血管疾病、皮肤疾病、眼球疾病等各种重大疾病。另外,作为微尘的代表性前驱物质,排放后在大气中形成二次微尘,存在威胁健康、降低空气质量的问题。
[0003]通过化学分解去除有害气体的技术，通过利用催化剂促进分解反应。在使用催化剂的反应中,为了最大限度地提高催化剂效率,通常将其加热到工作温度范围后再使用。通常，加热源布置在催化剂模块的外部，采用外部加热时能量损失较大，不适合低能耗的领域。另外,现有的有害气体减排技术大部分是通过集中的大型减排设备实现的,主要设置在有害气体浓度较高的工业现场,因此很难直接适用于用户的实际居住环境。此外,在颗粒或粉末型催化剂中,虽然以简单的结构用于大规模有害物质去除装置,但由于使用大量催化剂,所需成本高且需要周期性地更换,因此急需开发室内小型化/通用化的减排装置的技术。
[0004]当利用等离子体和紫外线来去除这些有害物质时，生成的残留臭氧可能会超出预期。作为去除有害物质的方法,可分为过滤方式、紫外线处理方式、等离子处理方式等。上述过滤方式通常使用HEPA过滤器,但由于需要定期更换HEPA过滤器,因此更换时有可能会感染到操作员。紫外线处理方式存在较短的光吸收距离，如距离增加约5cm时，杀菌能力降低到一半以下，杀菌能力不足，且使用UV
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C区域紫外线时，可能会产生臭氧。等离子体处理方式虽然具有良好的有害物质去除能力，但存在产生对人体有害的残留臭氧的局限性。
[0005]为了去除这些臭氧,虽然可以利用活性炭，但这需要定期更换活性炭。另外,还可以通过对臭氧进行加热以形成氧气的方式去除臭氧，但简单加热时需要300℃以上的高温,并且需要设置额外的加热装置。另外,虽然可以利用MnO2等颗粒催化剂去除臭氧,但这需要消耗大量催化剂,而且需要定期再生或更换催化剂。

技术实现思路

[0006]【技术问题】
[0007]本专利技术的技术思想欲解决的技术问题是有效去除挥发性有机化合物或臭氧等各种有害气体,为此，提供一种有害气体的氧化反应或还原反应在自身发热的发热载体内进行的有害气体去除用催化剂模块、其制造方法以及包括其的有害气体去除用催化剂系统。
[0008]本专利技术的目的在于，提供包括用于去除在有害物去除时使用后残留的臭氧的残留臭氧去除用催化剂模块的有害物去除装置、其制造方法及包括其的有害物去除系统。
[0009]但是，这些技术问题仅为示例性的，本专利技术的保护范围并非限于此。
[0010]【技术方案】
[0011]根据本专利技术的一观点，提供有害气体去除用催化剂模块。
[0012]根据本专利技术的一实施例，所述有害气体去除用催化剂模块可以包括：发热载体，其由可电加热的发热体构成，内部形成有至少一个通道，且为具有孔隙的多孔结构；以及催化剂区域，其形成于具有所述通道的所述发热载体表面的至少一部分上，且包括用于促进经过所述通道的有害气体的分解反应的催化物质，所述催化剂区域包括:第一催化剂层，其位于所述发热载体的所述孔隙内，且具有第一催化物质担载量；以及第二催化剂层，其涂覆于所述发热载体的内部表面，且具有比所述第一催化物质担载量更高的第二催化物质担载量。
[0013]根据本专利技术的一实施例，所述第一催化物质担载量范围可以为超过0g/L且50g/L以下。
[0014]根据本专利技术的一实施例，所述第二催化物质担载量范围可以为10g/L至220g/L。
[0015]根据本专利技术的一实施例，所述第一催化剂层可涂覆于所述发热载体的内部表面，所述第二催化剂层可涂覆于所述第一催化剂层的表面。
[0016]根据本专利技术的一实施例，所述发热载体的孔隙率范围可以为20体积百分比至70体积百分比。
[0017]根据本专利技术的一实施例，所述有害气体去除用催化剂模块可具有0.1Ω至1000Ω范围的电阻。
[0018]根据本专利技术的一实施例，可以进一步包括与所述发热载体的一部分区域连接的电极。
[0019]根据本专利技术的一实施例，所述发热载体可包括SiC类化合物、AlN类化合物、BaTiO3类化合物、镍
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铬类合金、铁
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镍类合金、铁
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铬类合金、不锈钢及康泰尔(Kanthal)类合金中的至少任意一种。
[0020]根据本专利技术的一实施例，所述发热载体可包括由一端部延伸至另一端部的多个通道。
[0021]根据本专利技术的一实施例，所述发热载体可包括多孔质金属(metal foam)。
[0022]根据本专利技术的一实施例，所述催化物质可包括选自Pt、Pd、Rh、Ru、Fe、Cu、Ni、Mn、Co、Ag、Au、V、Ti及Mo中的至少任意一种金属、包含所述至少一个金属的化合物或者包含所述至少一个金属的氧化物。
[0023]根据本专利技术的一实施例，所述催化物质可包括MnO2、Mn2O3、MnO、Mn3O4、CeO2、TiO2、CuO、V2O5、ZnO、SnO2、SiO2、沸石及Al2O3中的至少任意一种。
[0024]根据本专利技术的一实施例，所述催化物质可进一步包括掺杂元素。
[0025]根据本专利技术的一实施例，所述催化剂区域可进一步包括用于加速催化剂活性的助催化剂和用于提供与所述发热载体间的附着力的结合剂。
[0026]根据本专利技术的一观点，提供有害气体去除用催化剂系统。
[0027]根据本专利技术的一实施例，所述有害气体去除用催化剂系统可包括所述有害气体去除用催化剂模块；供电源，其向所述有害气体去除用催化剂模块提供电力；以及电力控制部，其用于控制从所述供电源输入到所述有害气体去除用催化剂模块的电力波形。
[0028]根据本专利技术的一实施例，所述电力控制部可进一步包括温度控制模块，其接收所述有害气体去除用催化剂模块的温度并根据所述输入温度控制输入到所述有害气体去除用催化剂模块的电力值或者电力波形。
[0029]根据本专利技术的一观点，提供有害气体去除用催化剂模块的制造方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有害气体去除用催化剂模块，包括：发热载体，其由可电加热的发热体构成，内部形成有至少一个通道，且为具有孔隙的多孔结构；以及催化剂区域，其形成于具有所述通道的所述发热载体表面的至少一部分上，且包括用于促进经过所述通道的有害气体的分解反应的催化物质，所述催化剂区域包括:第一催化剂层，其位于所述发热载体的所述孔隙内，且具有第一催化物质担载量；以及第二催化剂层，其涂覆于所述发热载体的内部表面，且具有比所述第一催化物质担载量更高的第二催化物质担载量。2.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述第一催化物质担载量范围为超过0g/L且50g/L以下。3.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述第二催化物质担载量范围为10g/L至220g/L。4.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述第一催化剂层涂覆于所述发热载体的内部表面，所述第二催化剂层涂覆于所述第一催化剂层的表面。5.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述发热载体的孔隙率范围为20体积百分比至70体积百分比。6.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述催化剂模块具有0.1Ω至1000Ω范围的电阻。7.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，进一步包括与所述发热载体的一部分区域连接的电极。8.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述发热载体包括SiC类化合物、AlN类化合物、BaTiO3类化合物、镍
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铬类合金、铁
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镍类合金、铁
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铬类合金、不锈钢及康泰尔类合金中的至少任意一种。9.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述发热载体包括由一端部延伸至另一端部的多个通道。10.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述发热载体包括多孔质金属(metal foam)。11.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述催化物质包括选自Pt、Pd、Rh、Ru、Fe、Cu、Ni、Mn、Co、Ag、Au、V、Ti及Mo中的至少任意一种金属、包含所述至少一个金属的化合物或者包含所述至少一个金属的氧化物。12.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述催化物质包括MnO2、Mn2O3、MnO、Mn3O4、CeO2、TiO2、CuO、V2O5、ZnO、SnO2、SiO2、沸石及Al2O3中的至少任意一种。13.如权利要求12所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述催化物质进一步包括掺杂元素。14.如权利要求1所述的有害气体去除用催化剂模块，其中，所述催化剂区域进一步包括用于加速催化剂活性的助催化剂和用于提供与所述发热载体间的附着力的结合剂。15.一种有害气体去除用催化剂系统，包括：权利要求1至14中任意一项所述的有害气体去除用催化剂模块；
供电源，其向所述有害气体去除用催化剂模块提供电力；以及电力控制部，其用于控制从所述供电源输入到所述有害气体去除用催化剂模块的电力波形。16.如权利要求15所述的有害气体去除用催化剂系统，其中，所述电力控制部进一步包括温度控制模块，其接收所述有害气体去除用催化剂模块的温度并根据所述输入温度控制输入到所述有害气体去除用催化剂模块的电力值或者电力波形。17.一种有害气体去除用催化剂模块的制造方法，包括以下步骤：提供发热载体，所述发热载体由可电加热的发热体构成，内部形成有至少一个通道，且为具有孔隙的多孔结构；形成第一催化剂层，所述第一催化剂层填充于所述发热载体的所述孔隙的至少一部分，且具有第一催化物质担载量；以及形成第二催化剂层，所述第二催化剂层涂覆于所述发热载体的内部表面，且具有比所述第一催化物质担载量更高的第二催化物质担载量。18.如权利要求17所述的有害气体去除用催化剂模块的制造方法，其中，所述形成第一催化剂层的步骤执行如下：将所述发热载体浸渍到具有所述第一催化物质担载量的第一催化剂溶液中，或者利用空气喷枪向所述发热载体喷射所述第一催化剂溶液。19.如权利要求17所述的有害气体去除用催化剂模块的制造方法，其中，所述形成第二催化剂层的步骤包括以下步骤：利用压力差将布置于所述通道外部的具有所述第二催化物质担载量的第二催化剂溶液导入所述通道内部，并在所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔俊焕，金奇泳，
申请(专利权)人：韩国材料研究院，
类型：发明
国别省市：