等离子体超声和催化协同的空气净化装置的制造方法_2

文档序号:9286681阅读:来源:国知局
微放电发生时,电极所加电场强度有关。
[0019]2.氧原子:具有一定能量的电子与空气中的氧分子碰撞引起氧气分子的解离,产生氧原子,反应式如下:
[0020]e+02— 20+e
[0021]3.臭氧:具有一定能量的氧原子和氧气分子碰撞,反应生成臭氧,反应式如下:
[0022]0+02+M — 03+M
[0023]其中M表不第三种参与的分子。
[0024]其对空气净化的主要原理为:
[0025]1.空气中带电粒子:在针板之间上强电压的瞬间,带电粒子会在强电场的作用下运动到极板上;
[0026]2.空气中不带电粒子:在针板放电的过程中会产生大量的带电粒子,其在空气中运动并与不带电的粒子碰撞使其带上电荷,进而在强电场的作用下运动到极板上;
[0027]3空气中甲醛等有机有毒害物质:臭氧有三个原子,当额外的氧原子从一个臭氧分子分解出来时,便起到了氧化和消毒的作用。在氧化过程当中,原子和污染物被变成二氧化碳和氢。例如对甲醛的氧化:高浓度臭氧与甲醛发生化学反应时,高浓度臭氧的强氧化性能(臭氧原子核,强夺电子的能力)强制性夺取共价键中的电子,使其结构发生根本性变化,转化成对人体无害的水和二氧化碳。
[0028]703+6C0CH — 3H20+12C02
[0029]通过对影响放电的相关因素如针针间距,针板间距,限流电阻等探究,得出了最优联合控制参数,即为针板间距约为5-15mm,针针间距10_20mm,限流电阻5-10M欧,针电极的长为15-20mm,在本方案中,针板间距约为10mm,针针间距20mm,限流电阻5M欧,针电极的长为15mm,其最优联合参数有效的提高了空气净化效率。
[0030]为实现空气与放电产生的氢氧化物质充分反应,本发明设计了多层折叠的反应通道,使空气与电晕放电区域接触路径增长,增大空气与电极接触时间。同时,相邻两排的的针电极相互错位,确保针电极的间距恒为2cm,同时也使空气与电极充分接触,进一步提高了空气净化效率。夹在电极夹板中的压电陶瓷片模组,其由超声电源供电。
[0031]集尘箱由电极盒,正负电极,绝缘外套,安全插栓,有机玻璃外罩等构成。在电晕放电净化空气的极板工作一段时间以后,电极上就会沉积有一定经放电净化后的带电的颗粒物,由于颗粒物的沉积会影响针板电晕放电强氧化物质的产生,所以要对针板进行及时的清洁。在要对针板进行清洁时,通过按钮使超声电源与静电吸附电源工作,同时使电晕放电电源停止工作,此时针板便会微震,将沉积在针板上的带电颗粒物震落到集尘箱中,在集尘箱中的电极盒里分别有正负电极,这样在集尘箱的电场作用下便将抖落的带电颗粒物吸附在箱中电极的绝缘外套上,其中电极外加绝缘外套是为了防止带电颗粒物将电极盒中的正负电极短路,这里的绝缘外套主要是由聚四氟乙烯材料制成。在超声电源和静电吸附电源工作约5-10min左右后会自动断电,同时电晕放电电源开始工作,装置正常净化空气。在经过多次集尘处理后,关闭总电源,将手柄电极盒去除进行清洁。其中在装置其电极盒中装有安全插栓,电磁线圈即为串联在板电极上线圈,当高压电源开始工作时,电磁线圈将吸杆向上吸合,此时吸杆的不可活动性将电极盒与集尘箱外壳固定,电极盒是不可以取出的,只有当高压电源断电时,吸杆由于重力作用和弹簧的拉力作用而下落,整体固定在电极盒中,此时电极盒是可以取出来的。安全装置确保在上高压时人为是不能将电极盒取出来的。正负电极交错排列,在同一行的电极串联,不同行的电极并联分别接在V+和V-端。
[0032]所述光催化处理单元包括第二箱体,所述第二箱体的左下角分别与所述放电净化单元的出气口和通道选择单元B的出气口相连通,通道选择单元B的出气口与光催化处理单元的进气口相连,所述第二箱体的右上角与所述臭氧催化床的进气口相连通;所述第二箱体内设置有若干水平且相互平行设置的第二隔板,若干所述第二隔板交错式与所述第二箱体的左侧内壁和右侧内壁相连形成第二折线型气体通道,所述第二折线型气体通道内间隔式活动设置负载有催化剂的孔网结构板和紫外灯。
[0033]所述催化剂包括T12,所述T12的晶型选用锐钛矿型;所述孔网结构板的厚度为2-3mm,所述孔网结构板的孔径大小为2_3mm X 2_3mm ;两所述孔网结构板之间平行设置有两个所述紫外灯,所述紫外灯包括LED紫外灯或汞紫外灯,所述LED紫外灯包括灯条和安装在所述灯条左右两侧的灯,所述灯条的宽度为所述孔网结构板的宽度的1/6?1/5 ;所述孔网结构板和紫外灯均垂直插接在所述第二折线型气体通道的卡槽内。所述臭氧催化床包括第三箱体,所述第三箱体的右下角与所述光催化处理单元的进气口相连通,所述第三箱体的左上角与所述流量调整单元的进气口相连通,所述第三箱体内设置有若干水平且相互平行设置的第三隔板,若干所述第三隔板交错式与所述第三箱体的左侧内壁和右侧内壁相连形成第三折线型气体通道;所述第三折线型气体通道内设置有若干催化床,所述催化床包括位于外层的方形催化床框架和固定于所述催化床框架内的活性炭负载型金属氧化物颗粒,所述活性炭负载型金属氧化物颗粒的粒径为0.1-0.2mm ;所述金属氧化物包括MnO2;所述流量调整单元包括第一风机。
[0034]所述空气质量检测单元包括甲醛传感器和臭氧传感器;所述通道选择单元B的出气口包括通过第一通道与所述出气口相连通的第一出气口和通过第二通道与所述光催化处理单元的进气口相连通的第二出气口,所述第一出气口和第二出气口上设置有阀门B ;所述第二通道内设置有第二风机;所述电源单元包括辅助电源、超声电源、电晕放电和静电吸尘电源,所述辅助电源为第一风机、第二风机、甲醛传感器、臭氧传感器、紫外灯、阀门A和阀门B供电;所述电晕放电电源为所述针电极和板电极供电;所述超声电源为所述压电陶瓷片供电达到功率匹配;所述静电吸尘电源为所述集尘箱的正电极和负电极供电。
[0035]所述数据采集与控制单元包括均与MCU相连的甲醛传感器、臭氧传感器、键盘控制区、显示区、风机选择区、电晕放电控制区、通道选择控制区、超声电源控制区和静电吸尘电源控制区;所述风机选择区分别与所述第一风机和第二风机相连,所述电晕放电控制区与所述放电净化单元相连,所述通道选择控制区与所述通道选择单元A和通道选择单元B相连,所述超声电源控制区与所述超声电源相连,所述静电吸尘电源控制区与所述静电吸尘电源相连。
[0036]键盘控制区中共有四个个按键,按键I为总开关按键,即其闭合后装置便开始正常工作,按键2为去尘按键,即其闭合后空气停止净化,超声电源控制区与静电吸附电源控制区使集尘箱开始工作,在定时工作约1min后去尘按键自动断开,按键I和按键2可以同时进行闭合。按键3是装置选择室外空气进气口吸入室外空气,通过装置净化后排在室内以使室内空气流通,按键4是装置选择室内空气进气口吸入室内空气,对室内空气进行循环净化,一般在按键3和按键4均为按下时,默认进气口 I和进气口 2交替打开。在集尘箱进行人工除尘时,应关断总电源再将电极盒取出。
[0037]通道选择单元A:采用室外空气进气口和室内空气进气口对吸入本发明的空气区域进行选择;
[0038]流量调整单元:通过数据采集与控制单元对吸入的空气流量进行控制;
[0039]放电净化单元:采用电晕放电产生大量高能粒子和臭氧等强氧化物质净化空气中的颗粒物和有毒害有机物,同时分别在电极夹板中加入压电陶瓷片,压电陶瓷片会定期振动将积聚在针电极和板电极上的颗粒沉积振落在集尘箱中;
[0040]光催化处理单元:是采用特定波长的紫外灯照射锐钛矿从而产生强氧化物质对空气进行二次净化;
[0041]臭氧催化床:针对前级(即放电净化单元)产生的大量臭氧并不能完全反应,后级加有催化床对臭氧进行分解;
[0042]空气质量检测单元:主要是在本发明的出气口加有检测空气质量的传感器(即臭氧传感器和甲醛传感器),对净化后的空气质量进行监测和评估,同时将数据发送到数据采集与控制单元;
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