填充床式光催化反应装置及应用的制作方法

本发明涉及空气净化领域的填充床式光催化反应装置及应用。

背景技术：

在通风环境不好的室内如地下室、卫生间、厨房等封闭半封闭的空间，人类活动会导致大量的污染气体积累，如氨、硫化氢、甲硫醇、油烟、甲醛等，这些气态污染物多具有恶臭气味，部分具有致癌、致畸性，严重威胁居住者的身体健康。高效处理室内空气中的有毒有害气态污染物，使之无害化，可以有效改善居住环境。目前、针对室内气态污染物的处理主要有活性炭吸附技术、等离子技术、冷触媒，化学吸附和光催化技术。活性炭吸附技术具有广谱性、吸附速度快；但存在吸附饱和后的更换问题，且对部分低浓度的污染物无法有效吸附，如普通活性炭无法有效吸附0.1mg/m³以下浓度的甲醛。等离子技术可以处理部分的有机污染物，但对有机物处理效率低，且产物复杂；冷触媒技术，又称低温催化技术，该技术对特定污染物如甲醛、co处理效果快，处理完全，无有害副产物，但处理污染物成份单一，没有广谱性。化学吸附技术，主要针对甲醛、氨等开发的，处理效果快，部分化学试剂能完全处理这些（醛类、氨等）污染物，缺点是需要更换部件，且仅针对部分污染物。

以tio2为基础的光催化技术由于具有反应条件温和、能处理几乎全部的有机物，并具有深度矿化氧化能力等优点，受到人们的广泛关注和研究。市场上以光催化材料为基础的光催化空气净化装置也大量出现，但从现有产品和专利看，所使用的光催化材料多为膜材料，此类光催化反应装置的光能利用率低，流体传质效率低，往往达不到实验室的测试水平，在实际应用中没有表现出高效处理气态污染物的性能。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种填充床式光催化反应装置及应用。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种填充床式光催化反应装置，包括外壳、内壳，内壳内设置有至少一排灯管，内壳内装填体相光催化材料，外壳内设置有与灯管电性连接的启辉电源，外壳外侧面设置电源接口，灯管、启辉电源均与电源接口电性连接，所述外壳、内壳上下端不封闭，外壳上下端均盖设有盖板，所述盖板上设置有阵列孔，盖板内侧面覆盖有筛网。

进一步的，所述灯管沿内壳横向或纵向间隔均布。

进一步的，位于上排的灯管与下排的灯管垂直或平行。

进一步的，所述灯管为低压汞灯、普通荧光灯、红外线灯其中的一种或几种，灯管为h型灯管或直管型灯管。

进一步的，相邻的灯管的左右间距为1~12mm，相邻的灯管的上下间距1~12mm。

进一步的，所述光催化材料为体相光催化材料，所述电源接口为点接触电源接口。

进一步的，灯管端部的灯头部分位于外壳与内壳之间，灯头部分与内壳之间设置氟橡胶垫圈用于密封，灯管的辉光放电部分置于内壳内。进一步的，位于上下部的盖板上的阵列孔的范围不大于内壳上下端的开口的面积，位于上下部的盖板上筛网的面积不大于内壳上下表面的面积。

一种应用填充床式光催化反应装置的空气净化装置，包括壳体，壳体内依次设置有风机、填充床式光催化反应装置，填充床式光催化反应装置由上至下设置两个，两个填充床式光催化反应装置之间形式出气区间，壳体上下侧面设置有进风口，位于上方及下方的壳体分别经导流板与壳体上下侧面的进风口相连接，壳体上设置有与风机输出端连通的出风口，风机输入端连接出气区间。

进一步的，所述风机为离心风机或轴流风机，采用离心风机时，离心风机与填充床式光催化反应装置之间设置有密封圈；采用轴流风机时，轴流风机与填充床式光催化反应装置之间设置有导流口和密封圈。

进一步的，所述壳体仅上端设置有进风口，填充床式光催化反应装置设置一个，填充床式光催化反应装置上端经导流板与进风口相连通，填充床式光催化反应装置下端与风机输入端连通，填充床式光催化反应装置与风机之间设置有吸附模块，吸附模块填充有吸附材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，可快速装配，通过使用体相光催化材料，光源密集布置，以实现高效的流体传质和光能利用，从而促进光催化氧化反应，提高分解有机污染物的反应速率，体相光催化材料与光源混装，保证了光催化材料能够得到足够强度的光照，气体通过过程中能与催化材料充分接触，保证气体传质，从而加快了光催化氧化反应速率。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为填充床式光催化反应装置结构示意图一；

图2为填充床式光催化反应装置的结构示意图二；

图3为空气净化装置一种实施结构示意图；

图4为空气净化装置另一种实施结构示意图。

图中：

1-外壳；2-内壳；3-启辉电源；4-灯管；5-盖板；6-阵列孔；7-筛网；8-体相光催化材料；9-壳体；10-风机；11-填充床式光催化反应装置；12-进风口；13-出气区间；14-导流板；15-出风口；16-吸附模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1-2所示，一种填充床式光催化反应装置，包括外壳、内壳，内壳设置在外壳内，内壳内设置有至少一排灯管，内壳内装填体相光催化材料，外壳内设置有与灯管电性连接的启辉电源，外壳外侧面设置电源接口，灯管、启辉电源均与电源接口电性连接，所述外壳、内壳上下端不封闭，外壳上下端均盖设有盖板，所述盖板上设置有阵列孔，盖板内侧面覆盖有筛网，使用时，应确保待处理气体经上下部的盖板，由垂直于灯管长度方向、且平行于外壳的厚度方向穿过，待处理空气可以是含挥发性有机污染物的室内空气。也可以是吸附饱和的活性炭经脱附处理释放的高浓度有机废气。

在本实施例中，所述灯管沿内壳横向或纵向间隔均布。

在本实施例中，位于上排的灯管与下排的灯管垂直或平行。

在本实施例中，所述灯管为低压汞灯、普通荧光灯、红外线灯其中的一种或几种，灯管为h型灯管或直管型灯管。

在本实施例中，相邻的灯管的左右间距为1~12mm，相邻的灯管的上下间距1~12mm。

在本实施例中，所述光催化材料为体相光催化材料，可以是异形体，也可以是球型，所述电源接口为点接触电源接口。

在本实施例中，灯管端部的灯头部分位于外壳与内壳之间，灯头部分与内壳之间设置氟橡胶垫圈用于密封，灯管的辉光放电部分置于内壳内。在本实施例中，位于上下部的盖板上的阵列孔的范围不大于内壳上下端的开口的面积，位于上下部的盖板上筛网的面积不大于内壳上下表面的面积。

如图3所示，一种应用填充床式光催化反应装置的空气净化装置，包括壳体，壳体内依次设置有风机、填充床式光催化反应装置，填充床式光催化反应装置由上至下设置两个，两个填充床式光催化反应装置之间形式出气区间，壳体上下侧面设置有进风口，位于上方及下方的壳体分别经导流板与壳体上下侧面的进风口相连接，壳体上设置有与风机输出端连通的出风口，风机输入端连接出气区间。

在本实施例中，所述风机为离心风机或轴流风机，采用离心风机时，离心风机与填充床式光催化反应装置之间设置有密封圈；采用轴流风机时，轴流风机与填充床式光催化反应装置之间设置有导流口和密封圈。

在本实施例中，如图4所示，所述壳体仅上端设置有进风口，填充床式光催化反应装置设置一个，填充床式光催化反应装置上端经导流板与进风口相连通，填充床式光催化反应装置下端与风机输入端连通，填充床式光催化反应装置与风机之间设置有吸附模块，吸附模块填充有吸附材料。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。