專利名稱：空氣凈化設備及其凈化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空氣凈化技術領域，具體涉及一種空氣凈化設備及采用該設備的空氣凈化方法。
背景技術：
隨著城市化進程的不斷加快以及工業(yè)化的大步向前發(fā)展，大氣污染已日益嚴重； 而室內(nèi)空氣的污染程度則更為嚴重。為了應對空氣污染的現(xiàn)狀，目前國內(nèi)外使用的空氣凈化技術都在不斷提高機器性能，以達到高的性價比，從而提高市場競爭力。經(jīng)過國內(nèi)外專家多年的研究，已經(jīng)明確在經(jīng) HEPA(高效空氣過濾器High efficiency particulate air filter)之前讓顆粒帶上靜電會大大加強濾網(wǎng)的吸附功能；而高壓靜電所產(chǎn)生少量的臭氧能大大加強催化活性炭對甲醛、苯系物的吸附功能并能有效的進行分解，從而加強整個機器設備對有害物質(zhì)的除去。現(xiàn)有技術中主要的應對方案有以下兩種A、在濾網(wǎng)前置部分加電暈絲放電結構；B、在濾網(wǎng)前置部分加上尖端高壓放電或是炭刷高壓放電。以上兩方案中的B方案提供的是“點”式的讓顆粒荷電，點面積的產(chǎn)生超氧，功能非常有限，另外點面積產(chǎn)生超氧的形式可能會使小塊面積催化活性炭表面過剩從而排到空氣中去，進而形成二次污染；而A方案可以說是“線”式的讓顆粒荷電，線面積的產(chǎn)生超氧， 其相對B方案來說是大大提高了各項性能，可是電暈絲放電這種結構相對復雜，成本高，占用的空間也大。其上述特性將會導致由該方案提供的整個機器厚度增加，一般成本會增加30%以上，厚度增加35MM左右，同樣這種方案也可能造成局部的超氧過剩后形成二次污
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有技術及機型所存在的不足而提供的一種全新的空氣凈化設備，該設備在凈化性能整體有所提升的情況下可以大大降低設備成本，其濾網(wǎng)均勻?qū)嵱?，不會產(chǎn)生新的污染。其所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實施。一種空氣凈化設備，包括風機，所述風機用來提供待凈化氣源；和孔狀過濾網(wǎng)，所述孔狀過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔內(nèi)填充有催化改性活性炭，該孔狀過濾網(wǎng)的一側(cè)為進風口，另一側(cè)為出風口 ；所述過濾網(wǎng)進風口端面形成一迎風面；以及HEPA過濾層，所述HEPA過濾層位于所述孔狀過濾網(wǎng)的下風口位；其中，所述過濾網(wǎng)的迎風面表面設有導電涂層，所述導電涂層連接有高壓電源。作為本技術方案的進一步改進，還包括初效過濾層，所述初效過濾層位于所述孔狀過濾網(wǎng)的上風口位。
也作為本技術方案的進一步改進，所述導電涂層為導電石墨層、鎳金層或鋁粉層。還作為本技術方案的進一步改進，所述過濾網(wǎng)為絕緣材料網(wǎng)。優(yōu)選地，構成所述過濾網(wǎng)的絕緣材料選自PP、PBT、尼龍、牛皮紙或絕緣塑膠。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例之一，所述過濾網(wǎng)呈蜂窩狀。另外，所述導電涂層的厚度不大于0. 2mm。本發(fā)明所要解決的另一個技術問題在于提供一種采用上述空氣凈化設備凈化空氣的方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下方法。一種采用前述空氣凈化設備凈化空氣的方法，包括以下步驟(1)、迎風面導電涂層高壓通電；(2)、經(jīng)風機驅(qū)動將待凈化空氣依次流經(jīng)孔狀過濾網(wǎng)和HEPA過濾層。采用上述技術方案的空氣凈化設備及凈化方法，風機讓風先經(jīng)過催化活性炭網(wǎng)且保證導電層是迎風面，再經(jīng)過HEPA濾網(wǎng)；整個過濾部分成網(wǎng)狀通上高壓電源后，經(jīng)過各過濾孔的空氣將均勻有效的被電離，粉塵細菌帶上電荷，整個催化活性炭過風部分每個孔均勻產(chǎn)生超氧以達到原位超氧協(xié)同催化分解。同樣使整個HEPA高效濾網(wǎng)表面的粉塵細菌顆粒均勻大量帶上電荷，以達到更有效的吸附。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作一詳細說明。圖1為本發(fā)明過濾網(wǎng)的結構示意圖；圖2為圖1的縱向視圖；圖3為圖2中B處的放大示意圖；圖4為空氣在過濾孔內(nèi)的作用機理簡圖；圖5為本發(fā)明單個過濾孔的結構示意圖；圖中100——過濾孔101——負離子102——超氧103——導電層104——催化活性炭Iio——進風口 120——出發(fā)口 200——HEPA濾網(wǎng)300——過濾網(wǎng)
具體實施例方式如圖1至圖3所示的過濾網(wǎng)300構成了本發(fā)明中空氣凈化設備的主要部件，整個過濾網(wǎng)300由若干個蜂窩狀/孔狀排列的過濾孔100構成，在過濾孔100的一側(cè)端面涂裝有導電層103(例如導電石墨、鎳金或鋁粉)。如圖5所示，示意了整個過濾網(wǎng)300中數(shù)千個過濾孔中的其中一個過濾孔100的結構，由PP、PBT、尼龍、牛皮紙或絕緣塑膠構成的孔狀絕緣基材(即過濾孔100，其中孔的形狀不只限于六邊形)的一側(cè)為進風口 110，另一側(cè)為出風口 120，在風機的帶動下，待凈化的空氣經(jīng)由該過濾網(wǎng)，其中孔狀絕緣基材的每個孔內(nèi)都填充有催化(改性)活性炭104，在基材過濾孔100的進風面涂裝有前述的導電層103，導電層103表面的101和102分別為導電層通高壓電源后產(chǎn)生的負離子和超氧(0 ；經(jīng)過濾網(wǎng)300處理后的空氣進一步流經(jīng)到置于過濾網(wǎng)下風口并由多個如圖5所示裝有催化活性炭的孔組成的催化活性炭濾網(wǎng)(參考圖 1)之后的HEPA濾網(wǎng)200，以進行進一步的進化處理。
當空氣如圖5中箭頭方向通過每個裝有催化活性炭的孔時，過濾孔迎風面的導電層103，在高壓的作用下電離空氣，產(chǎn)生負離子101和超氧(O3) 102，并使粉塵等顆粒帶上電荷。帶上電荷的顆粒經(jīng)過濾孔100直接到HEPA濾網(wǎng)300，超氧則在孔內(nèi)與活性炭上的催化劑發(fā)生原位超氧協(xié)同催化分解(參考圖4)，進而使空氣中含有的甲苯，甲醛等有害氣體被分解成水和二氧化碳。帶電顆粒在風力的作用下通過HEPA濾網(wǎng)200，因其帶靜電，更易被 HEPA濾網(wǎng)攔載，從而提高整機CADR值及凈化效率。其中，本設備的空氣凈化在空氣進入過濾網(wǎng)300之前可以先經(jīng)初效過濾層過濾， 同樣在經(jīng)HEPA濾網(wǎng)200之后也可以利用其它過濾層進一步過濾。本發(fā)明利用裝有活性炭的過濾網(wǎng)和HEPA的濾網(wǎng)進行空氣凈化。其技術組成的要點在于裝有活性炭的孔狀網(wǎng)的進風面涂裝導電層(如導電石墨)，蜂窩狀/孔狀絕緣基材 (如絕緣塑膠，牛皮紙)。在空氣凈化設備中過濾層依次是初效過濾層(可無)，催化改性活性炭層，HEPA高效過濾層，其它過濾層(可無)。在凈化過程中，在導電層上加高壓，以在每個小孔四周高壓電離空氣產(chǎn)生大量負離子和少量的超氧，同時使經(jīng)過孔的粉塵帶上電荷。少量的超氧可與改性催化活性炭達到原位超氧協(xié)同催化分解，有效的分解苯系物和甲醛。同時帶上電荷的粉塵更易被HEPA高效率捕捉，從而提高HEPA網(wǎng)的效率。同樣，由于該設備的過濾網(wǎng)由很多的小孔組成，而每個孔四周都能均勻荷電，產(chǎn)生少量超氧。該方案是直接在催化活性炭濾網(wǎng)的基材上涂裝導電層，基本上沒有增加成本，同時也不需要在厚度方向增加空間(因涂層的厚度一般不大于0. 2MM，這個厚度可以忽略不計)。而很多小孔的均勻陣列，高壓靜電區(qū)域面積可以近似的看作是“面”式讓顆粒荷電，整個濾網(wǎng)面產(chǎn)生超氧，因需性能會大大提高，也不造成小面積的超氧過高。參照圖4，氣流中的VOCs在活性炭的作用下吸附在活性炭上的催化劑表面，催化劑極大降低可揮發(fā)性有機物催化降解反應溫度與反應活化能，高壓靜電產(chǎn)生的微量超氧在催化劑表面轉(zhuǎn)化為活性超氧，在其作用下使污染物實現(xiàn)催化分解。臭氧被催化劑表面的活性部位吸附，生成原子氧(0)與過氧化物(02-)，活性基團在催化劑表面對有機物進行定向氧化分解，同時超氧被催化劑分解消除。以超氧強化分解甲苯為例，其作用機理如下超氧 (O3)在催化劑的作用下分解成氧氣分子(O2)和游離態(tài)氧離子(O(1D))；氧離子(O(1D))和空氣中的水分子生成氫氧根；甲醛(C7H8)和游離態(tài)氧離子(O(1D))反應生成二氧化碳和水， 或者甲醛(C7H8)和氫氧根反應后成二氧化碳和水。采用上述技術方案的凈化設備，帶上電荷的粉塵，細菌更宜被活性炭過濾層后面的HEPA攔載，達到除塵，滅活細菌的目的，HEPA濾網(wǎng)主要能過濾掉0. 3 μ m以上的顆粒，使粉塵等顆粒荷電后，可以提高對0. 3 μ m以上顆粒的吸附效果，同時對0. 05 μ m-—0. 3 μ m的顆粒有大于90%以上的吸附效果。本發(fā)明提供的凈化設備相對于現(xiàn)有技術具有更好的吸附和凈化效果，同時可以有效避免凈化過程中的二次污染。
權利要求
1.一種空氣凈化設備，包括風機，所述風機用來提供待凈化氣源；和孔狀過濾網(wǎng)，所述孔狀過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔內(nèi)填充有催化改性活性炭，該孔狀過濾網(wǎng)的一側(cè)為進風口，另一側(cè)為出風口 ；所述過濾網(wǎng)進風口端面形成一迎風面；以及 HEPA過濾層，所述HEPA過濾層位于所述孔狀過濾網(wǎng)的下風口位； 其中，所述過濾網(wǎng)的迎風面表面設有導電涂層，所述導電涂層連接有高壓電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化設備，其特征在于，還包括初效過濾層，所述初效過濾層位于所述孔狀過濾網(wǎng)的上風口位。
3.根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化設備，其特征在于，所述導電涂層為導電石墨層、鎳金層或鋁粉層。
4.根據(jù)權利要求1所述的空氣凈化設備，其特征在于，所述過濾網(wǎng)為絕緣材料網(wǎng)。
5.根據(jù)權利要求4所述的空氣凈化設備，其特征在于，構成所述過濾網(wǎng)的絕緣材料選自PP、PBT、尼龍、牛皮紙或絕緣塑膠。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求所述的空氣凈化設備，其特征在于，所述過濾網(wǎng)呈蜂窩狀。
7.根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求所述的空氣凈化設備，其特征在于，所述導電涂層的厚度不大于0. 2mm。
8.一種采用權利要求1至5中任一權利要求所述空氣凈化設備凈化空氣的方法，包括以下步驟(1)、迎風面導電涂層高壓通電；(2)、經(jīng)風機驅(qū)動將待凈化空氣依次流經(jīng)孔狀過濾網(wǎng)和HEPA過濾層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣凈化設備及其凈化方法，該設備包括風機、孔狀過濾網(wǎng)以及HEPA過濾層，其中風機用來提供待凈化氣源；孔狀過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔內(nèi)填充有催化改性活性炭，孔狀過濾網(wǎng)的一側(cè)為進風口，另一側(cè)為出風口；過濾網(wǎng)進風口端面形成一迎風面；HEPA過濾層位于孔狀過濾網(wǎng)的下風口位；過濾網(wǎng)的迎風面表面設有導電涂層，導電涂層連接有高壓電源。該凈化方法包括導電涂層高壓通電及風機送風等步驟。該設備使得經(jīng)過過濾孔的空氣被電離，粉塵細菌帶上電荷，整個催化活性炭過風部分產(chǎn)生超氧以達到原位超氧協(xié)同催化分解。并使整個HEPA濾網(wǎng)表面的粉塵細菌顆粒均勻大量帶上電荷，達到有效吸附凈化。
文檔編號B01D53/86GK102380274SQ201110236989
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權日2011年8月18日
發(fā)明者鐘仕林 申請人:朗逸環(huán)?？萍?上海)有限公司