空氣凈化裝置和空氣凈化方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣凈化裝置和一種空氣凈化方法及其在具有空氣凈化功能的家用電器中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]封閉空間如室內(nèi)以及機(jī)動(dòng)車內(nèi)存在的一氧化碳會(huì)對封閉空間環(huán)境以及人體健康造成巨大負(fù)面影響。如北方冬季干燥且室內(nèi)生爐子烤火，燃?xì)鉄崴鞑煌耆紵a(chǎn)生的一氧化碳，汽車尾氣中存在的一氧化碳，且艦艇等封閉空間也會(huì)產(chǎn)生一氧化碳。目前的市場以及產(chǎn)品功能對一氧化碳的危害沒有引起重視。采用過濾網(wǎng)對一氧化碳幾乎無效果，活性炭網(wǎng)對一氧化碳吸附效果不佳并且容易吸附飽和，造成二次污染。因此可以采用催化氧化法的方法將一氧化碳氧化為二氧化碳。
[0003]然而以氧化物為主的催化劑在催化氧化過程中對濕度的敏感性制約了催化劑的壽命，即高濕度情況下催化劑失效嚴(yán)重，一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決高濕度情況下凈化催化劑失效嚴(yán)重的問題，提供一種空氣凈化裝置和一種空氣凈化方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)前述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種空氣凈化裝置，所述空氣凈化裝置包括在空氣流動(dòng)方向上依次布置的預(yù)過濾網(wǎng)、除濕單元和凈化單元，其中，所述預(yù)過濾網(wǎng)用于捕集空氣中的顆粒物，所述除濕單元用于除去空氣中的濕氣，所述凈化單元用于凈化經(jīng)過所述除濕單元的空氣；且所述除濕單元的上游側(cè)布置有引導(dǎo)空氣流動(dòng)的風(fēng)機(jī)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種空氣凈化方法，該方法包括:
[0007](I)除去待凈化空氣中的顆粒物；
[0008](2)將去除顆粒物的空氣進(jìn)行除濕；
[0009](3)在加熱條件下，將除濕后的空氣進(jìn)行凈化以將空氣中的氣態(tài)污染物氧化為二氧化碳和水；
[0010](4)可選的，將凈化后的空氣進(jìn)行加濕。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供了本發(fā)明的空氣凈化方法在具有空氣凈化功能的家用電器中的應(yīng)用。
[0012]本發(fā)明的裝置，在凈化單元之前布置除濕單元，采用除濕的方式，提高凈化單元催化劑的活性，由此解決了凈化用催化劑失效的問題。
[0013]本發(fā)明主要具有以下有益效果:
[0014](I)本發(fā)明將除濕與催化凈化相結(jié)合，克服了高濃度水汽對催化凈化層的催化效率的影響，既提高了催化凈化層的催化效率，又延長了催化凈化層的使用壽命；
[0015](2)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，凈化單元前的除濕單元為蒸發(fā)器，利用工作介質(zhì)由液體變?yōu)闅怏w的汽化過程，從外界吸收熱量實(shí)現(xiàn)空氣氣流中水汽的去除，與除濕藥劑除濕相比，既提高了除濕性能，同時(shí)不需要更換除濕劑，降低使用以及操作成本；
[0016](3)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，設(shè)置有輔助加熱單元，輔助加熱單元為冷凝器，利用工作介質(zhì)由氣體轉(zhuǎn)化為液體的冷凝過程，向外界釋放熱量實(shí)現(xiàn)凈化單元的催化凈化層的加熱功能；
[0017](4)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，利用蒸發(fā)器與冷凝器的作用提供熱量，不需要另外附加加熱功能，提高了余熱利用能力，間接降低使用成本；
[0018](5)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，設(shè)置除濕單元和輔助加熱單元，通過除濕功能以及輔助加熱功能，催化凈化層能夠使用價(jià)格較低的金屬氧化物催化劑，相比使用貴金屬催化劑極大的降低成本；
[0019](6)本發(fā)明的空氣凈化方法，采用除濕一輔助加熱一催化凈化一可選加濕功能，既保證封閉空間的一氧化碳等污染物的徹底凈化，利用冷凝器與蒸發(fā)器又節(jié)省了使用以及操作成本，降低能耗，提高熱量利用率，從而實(shí)現(xiàn)空氣濕度調(diào)節(jié)作用；
[0020]總的來說，本發(fā)明涉及的除濕與凈化耦合的空氣凈化方法，催化凈化一氧化碳等污染物的效果提升，同時(shí)由于除濕一催化凈化的耦合作用，極大提升了催化劑的催化效果以及使用壽命，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行及維護(hù)成本的降低。
[0021]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0022]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0023]圖1是一種使用本發(fā)明的空氣凈化裝置的空氣凈化方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0025]如前所述，本發(fā)明提供了一種空氣凈化裝置，如圖1所示，所述空氣凈化裝置包括在空氣流動(dòng)方向上依次布置的預(yù)過濾網(wǎng)2、除濕單元4和凈化單元1，其中，所述預(yù)過濾網(wǎng)2用于捕集空氣中的顆粒物，所述除濕單元4用于除去空氣中的濕氣，所述凈化單元I用于凈化經(jīng)過所述除濕單元4的空氣；且所述除濕單元4的上游側(cè)布置有引導(dǎo)空氣流動(dòng)的風(fēng)機(jī)3。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，該空氣凈化裝置還包括:在所述凈化單元I的下游側(cè)布置的輔助所述凈化單元I加熱的輔助加熱單元5。通過所述輔助加熱單元5可以對所述凈化單元I進(jìn)行加熱，由此可以靈活的調(diào)整凈化所需溫度。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，優(yōu)選沿空氣流動(dòng)方向，所述輔助加熱單元5與所述凈化單元I的距離為0-5cm。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述輔助加熱單元5為冷凝器。冷凝器利用工作介質(zhì)由氣體轉(zhuǎn)化為液體的冷凝過程，向外界釋放熱量實(shí)現(xiàn)催化凈化單元的加熱。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選該空氣凈化裝置還包括:加濕單元6，所述加濕單元6用于對凈化單元I凈化的空氣加濕。本發(fā)明中通過設(shè)置加濕單元，由此可以依據(jù)需要對凈化單元I凈化的空氣加濕，從而可以合理的控制清潔空氣的所需濕度。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選空氣凈化裝置包括所述輔助加熱單元5，所述加濕單元6布置在所述輔助加熱單元5的下游側(cè)，且通過冷凝水加濕。
[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選，該空氣凈化裝置還包括:壓縮單元7，所述壓縮單元7連接所述除濕單元4和輔助加熱單元5。通過使所述壓縮單元7連接所述除濕單元4和輔助加熱單元5，能夠良好的實(shí)現(xiàn)冷凝、加熱等余熱利用功能。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選所述輔助加熱單元5為冷凝器，所述除濕單元4為蒸發(fā)器，所述壓縮單元7為壓縮機(jī)。如此設(shè)置，利用冷凝器與蒸發(fā)器的耦合作用，分別為氣態(tài)污染物的凈化提供低濕度(除濕單元)以及高溫度(輔助加熱單元)，有利于提高污染物降解效率。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選，該空氣凈化裝置還包括:冷凝單元8，所述冷凝單元8連接所述除濕單元4和所述加濕單元6。通過設(shè)置冷凝單元將除濕單元空氣中冷凝出的水利用起來進(jìn)行后續(xù)的加濕單元6的加濕功能，從而不需要人工加水。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選，所述除濕單元4為蒸發(fā)器。蒸發(fā)器利用工作介質(zhì)由液體變?yōu)闅怏w的汽化過程，從外界吸收熱量實(shí)現(xiàn)空氣氣流中水汽的去除，與除濕藥劑除濕相比，既提高了除濕性能，同時(shí)不需要更換除濕劑，降低使用以及操作成本。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選，所述凈化單元I配置為能在25-100°C，優(yōu)選35-45°C溫度下將氣態(tài)污染物氧化為二氧化碳和水。由此使得凈化單元I能夠在較寬的溫度范圍且能夠在較低的溫度條件下進(jìn)行空氣凈化。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選，所述凈化單元I為吸附催化劑顆粒模塊，所述吸附催化劑顆?？梢詾楸绢I(lǐng)域常規(guī)的吸附催化劑，例如一般含有載體和催化活性成分，針對本發(fā)明，優(yōu)選所述載體為耐熱無機(jī)氧化物，所述催化活性成分為過渡金屬氧化物；更優(yōu)選所述催化活性成分與載體的質(zhì)量比為(0.5-10):100 ;進(jìn)一步優(yōu)選所述載體為分子篩、氧化鋁和活性炭中的一種或多種，所述催化活性成分為CuO、MnO2, Mn3O4, MnO、Fe3O4,Fe203、Co0、Co304和N1中的一種或多種。本發(fā)明中通過設(shè)置除濕單元4和輔助加熱單元5，通過除濕功能以及輔助加熱功能，催化凈化單元I能夠使用前述價(jià)格較低的金屬氧化物催化劑，相比使用貴金屬催化劑極大的降低成本。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的空氣凈化裝置，其中，優(yōu)選，該空氣凈化裝置還包括:在預(yù)過濾網(wǎng)2的上游側(cè)布置的空氣組成和空氣濕度的檢測器，以及在凈化單元I的下游側(cè)布置的用于對凈化單元I凈化的空氣組成和空氣濕度的檢測器。通過設(shè)置所述檢測器，可以對待凈化空氣以及凈化單元凈化后的清潔空氣進(jìn)行組成和濕度的靈活檢測，其中檢測器在圖1中未示出。
[0038]如前所述，本發(fā)明提供了一種空氣凈化方法，該方法包括:
[0039](I)除去待凈化空氣中的顆粒物；
[0040](2)將去除顆粒物的空氣進(jìn)行除濕；
[0041](3)在加熱條件下，將除濕后的空氣進(jìn)行凈化以將空氣中的氣態(tài)污染物氧化為二氧化碳和水；
[0042](4)可選的，將凈化后的空氣進(jìn)行加濕。
[0043]本發(fā)明中，通過在凈化前進(jìn)行除濕，克服了高濃度水汽對催化凈化層的催化效率的影響，既提高了催化凈化層的催化效率，又延長了催化凈化層的使用壽命。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選步驟(2)中除濕后使得空氣的相對濕度為0-10%。通過使空氣的濕度控制在前述范圍，能夠最大化凈化的效率和延長凈化用催化劑的使用壽命。
[0045]本發(fā)明中，空氣的相對濕度指的是水在空氣中的蒸汽壓與同溫度同壓強(qiáng)下水的飽和蒸汽壓的比值。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選待凈化的空氣中含有:一氧化碳、臭氧、甲醛、苯、甲苯和二甲苯中的一種或多種，空氣相對濕度為25-100%。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選步驟⑶中凈化的溫度為25_100°C，優(yōu)選35_45°C。本發(fā)明的方法能夠在較寬的溫度范圍且能夠在較低的溫度條件下進(jìn)行空氣凈化。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的方法，凈化用催化劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)的吸附催化劑，例如一般含有載體和催化活性成分，所述載體為耐熱無機(jī)氧化物，所述催化活性成分為過渡金屬氧化物，優(yōu)選所述催化活性成分與載體的質(zhì)量比為(0.5-10):100 ;更優(yōu)選所述載體為分子篩、氧化鋁和活性炭中的一種或多種，所述催化活性成分為CuO、MnO2, Mn3O4, MnO、Fe3O4, Fe2O3,CoO、Co3O4和N1中的一