空气净化装置、系统和方法与流程

1.本公开大体上涉及空气过滤和净化空气。更具体而言，本公开涉及空气质量的感测以及从空气、优选从封闭环境(包括载具和封闭式地面运输环境)中的空气除去颗粒、挥发性有机化合物(voc)和含氮氧化物的化合物。


背景技术：

2.挥发性有机化合物(voc)是一类特征为在室温下具有通常由低沸点引起的高蒸气压的有机化学品。它们包括非甲烷烃类(nmhc)和含氧nmhc(例如，醇、醛和有机酸)。voc来自泡沫、塑料、织物和其他制成品、尤其是新产品的排气，以及许多清洁产品中的溶剂。voc也作为人类代谢过程的副产物产生。已在人类肺泡呼吸中鉴定出超过200种voc。在一个挤满人的封闭环境、例如客机中，内源性产生的voc占主导地位。
3.voc无法通过典型的空气过滤方法(例如hepa过滤)除去。降低机舱环境中voc浓度的现有系统包括活性炭。
4.其他空气污染物可以包括各种颗粒，并且可以还包括可以污染空气供应的含氮氧化物的化合物，例如，在含氮化合物中由还原产生的副产物，特别是在封闭环境中，例如，由于排放来自香烟和其他烟草相关产品的排放物、电子烟的排放物、车辆燃料的燃烧等，它们可以迁移到、滞留在或以其他方式积聚在封闭和基本封闭环境内和附近的区域等。封闭和基本封闭的环境可以包括陆地交通建筑物、陆地和非陆地房间以及其他基本封闭的环境。
5.提供本文件的背景技术和技术领域部分以将本公开的各方面置于技术和操作语境中，以帮助本领域技术人员理解它们的范围和效用。除非如此明确指出，否则本文中的任何陈述都不能仅因为其包含在背景技术部分中而被承认为现有技术。


技术实现要素：

6.下面给出了本公开的简化概述，以为本领域技术人员提供基本的理解。该概述不是对本公开的广泛综述并且不旨在标识本公开各方面的关键/关键要素或描绘本公开的范围。本概述的唯一目的是以简化形式呈现本文公开的一些构思，作为稍后呈现的更详细的说明的前奏。
7.根据本方面，公开了空气过滤装置、系统和方法，其解决之前的与需要从封闭或基本封闭的环境中包含的空气中除去不同类型的污染物有关的问题。根据本方面，装置包括协同组合的过滤和污染物消除能力，以同时净化封闭或基本封闭环境中的环境空气。更具体地，本公开的装置、系统和方法从封闭环境中的环境空气中组合地过滤或以其他方式除去非挥发性有机化合物颗粒、挥发性有机化合物(voc)和含氮氧化物的化合物。
8.根据本公开，“基本上封闭的环境”可以包括门定期打开的房间和建筑物、尽管入口和出口可能长时间保持开放但可能在一段时间内保留空气杂质的地下车库和地面车库、走廊、会议区、会议室、会议厅以及空间站等。如本文所用，术语“封闭环境”包括“基本上封闭的环境”。
9.根据在此描述和要求保护的本公开的一个或多个方面，空气过滤单元能够除去颗粒，包括由例如吸烟烟草产品、电子烟等产生的积聚的焦油和其他化合物；voc；和来自封闭环境(包括空气可以引导通过管道的地方)中的空气的含氮氧化物的化合物。
10.根据本方面，提供了垂直于空气管道的纵轴的包含hepa过滤器、voc除去单元和含氮氧化物化合物除去单元的空气过滤单元，其可置于空气管道中或靠近空气管道，从而例如保护voc除去单元中光催化氧化(pco)元件的寿命。
11.另一方面公开了一种空气过滤单元，其包括空气管道(空气管道包括位于空气管道第一端部的空气入口和位于空气管道第二端部的空气出口)、取向为靠近或以其他方式引入空气入口的高效颗粒空气过滤器以及与空气入口连通的气流控制器。空气过滤单元还包括与气流控制器连通的二氧化碳传感器、与气流控制器连通的压力传感器。空气过滤单元包括位于高效颗粒空气(hepa)过滤器下游的集成紫外光反应器。紫外光反应器包括多个挡板，各个挡板具有允许气流通过的多个气流空间，挡板设置在所述空气入口和空气出口之间的管道内的间隔位置处，所述挡板大体上与所述纵轴垂直。空气过滤单元还包括安装在各个挡板上的多个紫外发光二极管，设置在各对挡板之间的多孔透过性光催化氧化过滤模块，其位于大体上与所述纵轴垂直，使得空气流过所述光催化氧化过滤模块，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物，空气过滤单元还包括多孔透过性氮氧化物吸附过滤器，其例如可以是包括含氮氧化物化合物吸附剂的含氮氧化物化合物吸附室，吸附过滤器中的吸附剂配置在吸附床、堆栈等中。氮氧化物吸附过滤器设置在紫外光反应器的下游。术语“空气管道”和“管道”是等同术语，在本文中具有相同含义并且可以互换。
12.在另一方面，空气管道包含纵轴。
13.在另一方面，二氧化碳传感器与控制器连通。
14.在另一方面，二氧化碳传感器与空气入口连通。
15.在另一方面，二氧化碳传感器与空气入口和所述空气出口中的至少一个连通。
16.在另一方面，压力传感器与空气入口连通。
17.在另一方面，压力传感器与空气入口和空气出口中的至少一个连通。
18.在另一方面，压力传感器与控制器连通。
19.在另一方面，多孔透过性氮氧化物吸附过滤器包含固体含胺吸附剂。
20.在另一方面，多孔透过性氮氧化物吸附过滤器包含填充的固体吸附剂，填充的固体吸附剂包括以下至少一种：蜂窝状整体排列和粒状介质排列。
21.在另一方面，多孔透过性氮氧化物吸附过滤器包含填充的固体吸附剂，填充的固体吸附剂包含以下至少一种：含胺化合物、含金属有机化合物和沸石。
22.在另一方面，多孔透过性氮氧化物吸附过滤器取向为靠近空气出口。
23.在另一方面，空气过滤单元被配置为可从空气管道拆卸以进行更换。
24.在另一方面，空气过滤单元被配置为可更换的。
25.在另一方面，空气过滤单元的一个或多个部件被配置为可单独地从空气管道拆卸。
26.在另一方面，所述高效颗粒空气过滤器、所述紫外光反应器、所述光催化氧化过滤
模块和所述氮氧化物吸附过滤器中的一个或多个可以被配置为集成到所述空气过滤单元中作为被配置为可拆卸且可更换的分立元件。
27.在另一方面，空气过滤单元还包括一个或多个散热器，其中，所述一个或多个散热器被配置为设置在管道内，并且所述一个或多个散热器进一步适合于将热量从所述紫外发光二极管传导出去。
28.在另一方面，所述多个紫外发光二极管设置在各个挡板的外周周围和气流空间之间，所述多个紫外发光二极管配置为使相邻光催化氧化过滤模块的紫外照射最大化。
29.另一方面，所述多个紫外发光二极管安装在与空气入口和出口相邻的挡板内侧，所述多个紫外发光二极管安装在挡板两侧，所述多个紫外发光二极管配置为从两侧照射各个光催化氧化过滤模块。
30.在另一方面，光催化氧化过滤模块与挡板间隔开，使得各个光催化氧化过滤模块的两个表面都被紫外光照射。
31.在另一方面，所述光催化氧化过滤模块包含多个过滤器，各个过滤器包含粗泡沫、细泡沫、熔融石英纤维毡或其组合中的一种或多种，并且各个过滤器装载有包含纯二氧化钛(tio2)、掺铁tio2(fe-tio2)、掺碳tio2(c-tio2)或其组合中的一种或多种的催化剂。
32.在另一方面，光催化氧化过滤模块包含多个装载催化剂的过滤器，这些过滤器被选择、布置和配置为使各个过滤器的紫外光照射最大化并穿过各个过滤器层的完整深度。
33.在另一方面，所述紫外光反应器包含四个挡板和三个光催化氧化过滤模块，并且所述光催化氧化过滤模块从空气入口到空气出口依次包含：
34.1)r25
–
ctr
–
ta
–
r25；
35.2)ctr
–
ta
–
q25
–
r25
–
r25；和
36.3)r25
–
ctr
–
ta
–
r25，其中
37.r25是装载有纯tio2的粗泡沫；
38.q25是装载有纯tio2的熔融石英纤维毡；
39.ctr是装载有c-tio2的粗泡沫；并且
40.ta是装载有纯tio2的细泡沫。
41.在另一方面，所述紫外光反应器包含四个挡板和三个光催化氧化过滤模块，并且所述光催化氧化过滤模块从空气入口到空气出口依次包含：
42.1)r25
–
ta
–
ftr
–
ctr；
43.2)r25
–
cta
–
ftr
–
q25
–
r25；和
44.3)r25
–
ta
–
ftr
–
ctr；其中
45.r25是装载有纯tio2的粗泡沫；
46.q25是装载有纯tio2的熔融石英纤维毡；
47.ctr是装载有c-tio2的粗泡沫；
48.ta是装载有纯tio2的细泡沫；并且
49.ftr是装载有fe-tio2的粗泡沫。
50.本公开的方面还公开了一种用于过滤封闭环境中的空气的方法，该方法包括：监测封闭环境中的二氧化碳浓度，启动空气净化循环，将气流引导至空气过滤单元的空气入口，空气过滤单元包括具有纵轴的空气管道，空气管道包括位于空气管道第一端部的空气
入口和位于空气管道第二端部的空气出口，取向靠近所述空气入口的高效颗粒空气(hepa)过滤单元，与所述空气入口连通的气流控制器，与所述气流控制器连通的二氧化碳传感器，以及与所述气流控制器连通的压力传感器。空气过滤单元还包括紫外光反应器，紫外光反应器还包括多个挡板，所述多个挡板各自具有允许气流通过所述多个挡板的多个气流空间，所述多个挡板设置在所述空气入口和空气出口之间的空气管道内的间隔位置处，所述挡板大体上与所述纵轴垂直。空气过滤单元和和紫外光反应器还包括安装在各个挡板上的多个紫外发光二极管，设置在各对挡板之间的多孔透过性光催化氧化过滤模块，其大体上与所述纵轴垂直，使得空气流过所述光催化氧化过滤模块，以及设置在所述紫外光反应器的下游的多孔透过性氮氧化物吸附过滤器，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合中的至少一种的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将气流中的挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。该方法还包括从所述光催化氧化过滤模块上游的气流中除去一定量的颗粒，用来自安装在各个挡板上的紫外发光二极管的紫外光照射所述光催化氧化过滤模块，将气流中的挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物，从由于氮化合物还原而可能产生含氮氧化物的化合物的光催化氧化过滤模块的下游的气流中除去一定量的含氮氧化物的化合物。
51.在另一方面，二氧化碳传感器与空气入口连通。
52.在另一方面，方法还包括用紫外光照射光催化氧化过滤模块，包括在各个挡板的外周周围和气流空间之间布置紫外发光二极管，以使相邻光催化氧化过滤模块的紫外照射最大化。
53.另一方面，方法还包括将紫外发光二极管设置在挡板上，包括将紫外发光二极管设置在与空气入口和出口相邻的挡板的内侧以及挡板的两侧，以从两侧照射各个pco过滤模块。
54.在另一方面，方法还包括用紫外光照射各个光催化氧化过滤模块，包括将各个光催化氧化过滤模块与挡板间隔开，使得各个光催化氧化过滤模块的两个表面整体都被紫外光照射。
55.在另一方面，该方法还包括将来自所述紫外发光二极管的热量从所述紫外发光二极管经由一个或多个散热器传导出去，所述一个或多个散热器设置在所述空气管道内。
56.在另一方面，该方法还包括选择和布置多个装载催化剂的过滤器以形成光催化氧化过滤模块，从而使所述多个装载催化剂的过滤器的照射最大化。
附图说明
57.现在将在下文中参照附图更充分地描述本公开，在附图中示出了本公开的各方面。然而，本公开不应被解释为局限于在此阐述的方面。相反，提供这些方面以使得本公开将是充分且完全的，并将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。相同的附图标记始终指代相同的要素。
58.图1是示例飞机空气过滤和voc除去单元的透视图。
59.图2是根据一个方面显示尺寸的示例voc除去单元的平面图。
60.图3是根据一个方面显示入口/出口和管道的尺寸的示例voc除去单元的截面图。
61.图4是示例挡板的侧视图。
62.图5是根据本方面显示挡板、uv led和过滤模块之间的空间关系的示例voc除去单元的截面图。
63.图6是根据本方面显示挡板、uv led和过滤模块之间的空间关系的示例voc和含氮氧化物颗粒除去单元的透视图。
64.图7是示例空气过滤单元的空气入口部分的端视图。
65.图8是示例空气过滤单元的空气出口部分的端视图。
66.图9是采用本装置和系统的示例性空气过滤方法的流程图。
67.图10是采用本装置和系统的示例性空气过滤方法的流程图。
68.图11是采用本装置和系统的示例性空气过滤方法的流程图。
69.图12是采用本装置和系统的示例性空气过滤方法的流程图。
具体实施方式
70.为了简单化和说明的目的，主要通过参照其示例性方面来描述本公开。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将很容易明白，本公开的各方面可以在不限于这些具体细节的情况下实施。在本描述中，没有详细描述众所周知的方法和结构，以免不必要地混淆本公开。
71.本方面涉及用于从封闭环境中的空气除去voc的装置、系统和方法，该封闭环境可以被认为是大型封闭环境，包括例如地面环境，如房间、运输终端、吸烟室、走廊、会议区、会议室、会议厅，以及非地面环境，包括例如地外房间、建筑物、空间站等。此外，其他的本方面涉及用于从本文公开的封闭环境中保护除去voc和含氮化合物的装置、系统和方法。
72.图1描绘了根据本公开的一个方面的空气过滤和voc除去单元10(以下简称为“voc除去单元”10)的示例。voc除去单元10工作以通过光催化氧化(pco)从机舱空气除去voc，如将在本文中更详细说明的。该设计使通过voc除去单元10的气流最大化并使发热和经过它的热梯度最小化，与pco过滤器可实现的最大化紫外线照射一致。如本文所用，关于本方面，术语“光催化氧化过滤模块”和“多孔透过性光催化氧化过滤模块”是等同术语并且可互换使用。
73.图1是示例voc除去单元10的透视图，一侧被除去以揭示内部元件。图2和图3是根据一个方面的voc除去单元10的截面图，图5是示出各个元件的间距和关系的截面图。
74.voc除去单元10包括空气入口12、具有纵轴15的管道14和空气出口16。在图中描绘的voc除去单元10的代表性方面中，空气入口12和出口16具有圆形截面形状，并且管道14具有正方形截面。然而，本领域技术人员将容易地认识到，在本公开的范围内可以使用其他形状。
75.图5描绘了结合到本空气过滤单元中的voc除去单元10的整体工作结构。多个挡板18设置在管道14内的间隔位置处。在各对挡板18之间，pco过滤模块30包括多个过滤器，各个过滤器装载有光活性催化剂。挡板18和pco过滤模块30的数量和间距(如下文进一步解释的)是代表性的。在其他方面，可以提供更多或更少的每种。通常，挡板18的数量总是比pco过滤模块30的数量多一个；挡板18设置在两端和各对pco过滤模块30之间。安装在挡板18上的紫外(uv)发光二极管(led)24用紫外光照射过滤模块30的两侧，以使过滤模块30中的材
料上的光催化涂层的照射最大化。由于光催化涂层需要紫外光作为催化剂以将voc转化为非voc分子，因此使紫外光对pco模块30的照射最大化可使voc除去单元10的效率最大化。被引导通过voc除去单元10的机舱空气穿过挡板和pco过滤模块30。如本文进一步解释的，照射pco过滤模块30的uv光使装载在其中的催化剂光活化，启动化学光催化氧化过程，该过程将空气中的voc减少为非voc分子，如二氧化碳和水。
76.挡板18设置在管道14内的空气入口12和空气出口16之间的间隔位置处。挡板18设置为大体上与管道14的纵轴15垂直。如图4所示，各个挡板18中形成有允许气流通过的多个气流空间22。多个uv led 24安装在各个挡板上。uv led 24设置在各个挡板18的外周周围以及气流空间22之间，以使相邻过滤模块30的uv照射最大化。uv led 24安装在与空气入口12和出口16相邻的挡板18的内侧并且安装在所有其他挡板18的两侧，以使从两侧照射过滤模块30。在所有挡板18上安装uv led 24确保了所有过滤模块30的最大照射，以获得最大化光催化效果。
77.当uv led 24以高功率(～500ma)运行时，voc除去单元10的功效最大，从而产生大光通量的uv光以活化过滤模块30中的光活性催化剂。然而，这可能产生热量，其使流过管道14的空气升温，从而增加飞机空调设备的负荷。在一个方面，使用散热器安装孔26将散热器连接到至少一个、优选每个包含led 24的挡板18。这样做是为了通过在低流量条件下保持其表面上较低的温度来维持uv-led灯的寿命，从而延长其寿命。在某些过滤器配置中(为具有较高流速的过滤器设计)可能不需要散热器。
78.包括多个过滤器或过滤器“堆叠”的多孔透过性pco过滤模块30设置在各个挡板18之间。pco过滤模块30设置为大体上与管道14的纵轴15垂直，使得空气流过pco过滤模块30。各个pco过滤模块30包含一种或多种催化剂，所述催化剂在被uv光照射时有效地将voc化学减少为非voc分子。因此需要各个过滤模块30中的所有过滤器的最大化uv照射，以使voc除去的功效最大化。因此，pco过滤模块30与挡板间隔开，使得各个pco过滤模块的两个表面整体都被uv光照射。
79.如果pco过滤模块30与挡板18直接相邻，则仅有pco过滤模块30的接触uv led 24的表面上的点被照射。随着pco过滤模块30和挡板18之间的间距增加，照射光斑尺寸增加，光子效率降低。最佳间距是照射光斑刚好重叠、完全照射pco过滤模块30的整个相对表面的距离，增加间距超过该距离会降低uv光的光通量。在图5描绘的方面中，过滤模块30的各个面与相对的挡板18之间的距离为20mm(尺寸“b”)；在这个距离处，施加到uv led 24的500ma功率产生超过20mw/cm2的光强度。这个方面的过滤模块30为40mm厚(尺寸“c”)。在所描绘的方面中，挡板18(测量至最外面突出的uv led 24)对于与空气入口12和出口16相邻的仅在内部相对侧安装有uv led 24的那些为15mm厚(尺寸“a”)，对于在两侧安装有uv led 24的内部挡板18为30mm厚(尺寸“a*”)。这些尺寸是示例性的。本方面设想了用于不同尺寸或形状的voc除去单元的元件的另选的相对间距。
80.各个pco过滤模块30中的过滤器装载有某种形式的二氧化钛(tio2)。通过用紫外光照射过滤器中的tio2，经由与空气中的水分子反应产生羟基自由基(oh
·
)，在voc除去单元10中发生光催化氧化。自由基转而将voc氧化成非voc分子——主要是二氧化碳(co2)和水(h2o)。它们返回到气流中，避免了污染物的积聚。
81.二氧化钛是光敏半导体，可吸收近紫外区的电磁辐射。tio2的最常见天然形式是
矿物金红石。其他形式的tio2是锐钛矿(也称为八面石)和板钛矿(斜方晶系矿物)。tio2用作光活性催化剂时主要是锐钛矿，以及少量的金红石。锐钛矿型tio2比金红石型需要更高的光能，并显示出更强的光活性。固态tio2分子的价带和导带之间的能量差对于金红石为3.05ev，对于锐钛矿为3.29ev，对于金红石对应于《415nm的光子吸收带，对于锐钛矿对应于《385nm的光子吸收带。
82.光能的吸收导致电子从价带提升到导带。这种电子，以及同时产生的正“电子空穴”，可以在固体表面上移动，在那里它可以参与氧化还原反应。特别是，空气中处于蒸气状态的水分子被吸附到tio2表面上，在那里它们与自由电子发生反应，产生羟基自由基(oh
·
)。这些自由基是不带电、寿命短、高反应活性形式的氢氧根离子(oh-)，具有相当大的氧化能力。oh
·
自由基会使有机化合物完全氧化成二氧化碳和水。在某些方面，oh
·
自由基将voc减少为以下最终产品：
83.有机分子
→
co2+h2o
84.有机n化合物
→
hno3+co2+h2o
85.有机s化合物
→
h2so4+co2+h2o
86.有机cl化合物
→
hcl+co2+h2o。
87.尽管光催化氧化在voc除去单元10中的主要应用是将voc减少为非voc分子，但该过程也可杀死生物气溶胶中的污染物，例如细菌、霉菌和真菌。一般来说，降低机舱空气中的voc水平可以提高乘客的舒适度。
88.tio2的光活性是已知的并且具有商业应用。p25是一种具有高比表面积的纳米结构细颗粒纯二氧化钛。可获自evonik industries of parsippany,nj.的该产品(p25)是具有由表面上的羟基引起的亲水性的白色细粉。它由聚集的一次颗粒组成。聚集体的大小为数百纳米，一次颗粒的平均直径为约21nm。brunner-emmett-teller(bet)理论可用于测量所选固体或多孔材料的表面积，可选地结合透射电子显微镜(tem)成像来确认孔径。此外，孔径分布可以通过barrett-joyner-halenda(bjh)分析来评价。锐钛矿与金红石的重量比为约80/20。p25作为光活性催化剂在商业上销售。p25具有高纯度、高比表面积以及锐钛矿和金红石晶体结构的组合，广泛用于催化和光催化应用。其他形式的纯tio2也可用于voc除去单元10中的pco过滤模块30。
89.此外，本发明人已经发现用铁(fe-tio2)和碳(c-tio2)掺杂tio2产生优异的光催化结果。uv-pco反应器依靠有机化合物吸附在催化剂表面上来实现化合物的分解。用碳或铁掺杂tio2会增加催化剂的吸附能力，这实现更好地从气流中除去voc。通过掺杂金属和非金属试剂，tio2的带隙能级降低，电子-空穴对机制保持恒定，持续时间更长，光吸收能力更高，效率更高。
90.下表1列出了纯tio2、fe-tio2和c-tio2装载到各种过滤介质类型时的各种代表性voc(即乙醇或etoh、丙酮和柠檬烯)的过滤前和过滤后浓度。从这些数据中可以清楚地看出，与纯tio2相比，fe-tio2和c-tio2提供了良好的voc除去结果。
91.表1-光活性催化剂的相对性能
[0092][0093]
na：没有获得
[0094]
光活性催化剂，无论是p25(根据本公开被认为是“纯tio
2”)、其他纯tio2、fe-tio2还是c-tio2，都装载到多孔透气且透光的过滤器中。在一个方面，光活性催化剂粘附到过滤器的所有表面区域，包括遍布整个过滤介质体积的孔隙和通道内。在至少一个方面，催化剂通过浸涂法沉积，然后在80-100℃下干燥。可以使用其他催化剂沉积方法。
[0095]
基材的类型和涂布方法对过滤器的涂层稳定性、光催化和机械性能有重要影响。
[0096]
多孔金属基材提供比陶瓷基材更好的韧性、更好的延展性和更低的成本。然而，使用金属基材通常会导致涂层剥落和裂纹。这发生在加热阶段，由于tio2和基材金属之间的热膨胀系数差异。
[0097]
通常使用多孔tio2过滤器来避免这个问题。这种过滤器通常通过不同的涂布方法将tio2溶胶、浆料或前体液体涂布到陶瓷基材、金属网或陶瓷或金属泡沫上来制备。在施加涂层后，通常在500℃左右进行光催化剂活性所需的热处理。
[0098]
在一个方面，在pco过滤模块30中使用三种过滤器类型：粗泡沫、细泡沫和熔融石英纤维毡。各种类型的过滤器的孔隙率(孔或空隙的数量和大小)和渗透率(流体流过的能力，这与孔的互连性有关)都是基于对于关注的voc设想的用途来选择的。brunner-emmett-teller(bet)理论可用于测量所选固体或多孔材料的表面积，可选地结合透射电子显微镜(tem)成像来确认孔径。此外，孔径分布可以通过barrett-joyner-halenda(bjh)分析来评价。孔隙率有助于粘附更多光催化涂层的表面积。例如，渗透性影响能够流过pco过滤模块30以从大型飞机的机舱空气中除去voc的选定空气量。
[0099]
粗泡沫是相对开放的泡沫，平均孔径约2540μm，渗透性高。粗泡沫过滤器的厚度为约10mm厚。合适的粗泡沫可获自荷兰的recemat bv。这种材料可以均匀地涂布上催化剂。粗
泡沫过滤器允许许多入射紫外光穿过泡沫，从而照射连续的过滤器。为此，在一些方面，粗泡沫过滤器位于形成pco过滤模块30的过滤器“堆叠”的两个外部位置。粗泡沫过滤器的位置也保持在整个过滤器堆叠的外侧，从而在与细泡沫过滤器中非常高的比表面积相比较低的比表面积中开始voc降解。
[0100]
细泡沫是更致密的泡沫，平均孔径为约800μm，与粗泡沫相比渗透性较低，但具有较高的表面积。brunner-emmett-teller(bet)理论可用于测量所选固体或多孔材料的表面积，可选地结合透射电子显微镜(tem)成像来确认孔径。此外，孔径分布可以通过barrett-joyner-halenda(bjh)分析来评价。因此，细泡沫过滤器比粗泡沫过滤器更薄，为约2-4mm，以保持强劲的气流。这种材料更难用催化剂均匀涂覆。合适的细泡沫可获自德国的alantum gmbh。
[0101]
另一种材料由熔融石英纤维制成。这种类型的合适毛毡是可获自美国magento的毛毡。毛毡难以均匀涂覆并且对空气流动具有高阻力。因此，它很少使用。在一个方面，voc除去单元10中的三个pco过滤模块30中的仅一个包含熔融石英纤维过滤器，并且该模块30仅包含一个这样的过滤器。
[0102]
各个pco过滤模块30包括被选择和布置为使所有过滤器的uv照射最大化的多个装载催化剂的过滤器。即，根据本方面，在空气过滤单元中，光催化氧化过滤模块包含多个装载催化剂的过滤器，这些过滤器被选择和布置为使各个过滤器的紫外光照射最大化并穿过各个过滤器层的完整深度。
[0103]
在某些方面，通过三种过滤介质和四种光活性催化剂，有十二种pco过滤器组合可供选择。将这些过滤器中的哪些过滤器以何种顺序堆叠成过滤模块30的排列数量非常大。此外，还有不同的pco过滤模块。即，不同选择和布置的装载光活性催化剂的过滤器可以沿voc除去单元10的管道14放置在不同位置。
[0104]
在一个方面，如图5所示，空气过滤和挥发性有机化合物(voc)除去单元10包括：具有纵轴15、在一个端部的空气入口12和在另一端部的空气出口16的空气管道14；多个挡板18(图4)，各自具有允许气流通过的多个开放空间22，设置在所述空气入口12和空气出口16之间的管道14内的间隔位置处，所述挡板18大体上与所述纵轴15垂直；安装在各个挡板18上的多个紫外(uv)发光二极管(led)24；以及设置在各对挡板18之间的多孔透过性光催化氧化(pco)过滤模块30，其大体上与纵轴15垂直，使得空气流过pco过滤模块30。各个pco过滤模块30包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将voc化学减少为非voc分子。这提供了一种紧凑、轻便、低功耗的除去voc的手段。
[0105]
在一个方面，voc除去单元进一步包括一个或多个散热器，其设置在管道内并且适于将热量从uv led传导出去并维持它们的寿命。这可以防止led过热，从而延长其在低流量情况下的寿命。
[0106]
在一个方面，uv led设置在各个挡板的外周周围以及气流空间之间，以使相邻pco过滤模块的uv照射最大化。uv led安装在与空气入口和出口相邻的挡板的内侧并且安装在所有其他挡板的两侧，以使从两侧照射pco过滤模块。pco过滤模块与挡板间隔开，使得各个pco过滤模块的两个表面整体都被uv光照射。这些特征确保了紫外光对pco过滤模块的照射最大化且均匀。
[0107]
各个pco过滤模块包含多个过滤器，各个过滤器选自由粗泡沫、细泡沫和熔融石英纤维毡组成的组，并且各个过滤器装载有催化剂，所述催化剂可以是纯二氧化钛(tio2)、掺铁tio2(fe-tio2)、掺碳tio2(c-tio2)及其组合中的一种或多种。在一个方面，各个pco过滤模块包括被选择和布置为使所有过滤器的uv照射最大化的多个装载催化剂的过滤器。这些材料具有高耐用性，并且这些布置有助于除去voc。
[0108]
voc除去单元10包含四个挡板18和三个pco过滤模块30。pco过滤模块30从空气入口12至空气出口16依次包含：
[0109]
1)r25
–
ctr
–
ta
–
r25；
[0110]
2)ctr
–
ta
–
q25
–
r25
–
r25；和
[0111]
3)r25
–
ctr
–
ta
–
r25；其中
[0112]
r25是装载有纯tio2的粗泡沫；
[0113]
q25是装载有纯tio2的熔融石英纤维毡；
[0114]
ctr是装载有c-tio2的粗泡沫；并且
[0115]
ta是装载有纯tio2的细泡沫。
[0116]
在另一方面，利用相同数量的挡板18和pco过滤模块30，该pco过滤模块30从空气入口12至空气出口16依次包含：
[0117]
1)r25
–
ta
–
ftr
–
ctr；
[0118]
2)r25
–
cta
–
ftr
–
q25
–
r25；和
[0119]
3)r25
–
ta
–
ftr
–
ctr；其中
[0120]
ftr是装载有fe-tio2的粗泡沫。
[0121]
基于本文公开的信息，本领域技术人员可以在本公开的范围内设计出各个pco过滤模块30中的装载光活性催化剂的过滤器和voc除去单元10中的pco过滤模块30的许多其他选择和布置。
[0122]
根据另一方面，图7示出了示例性空气净化系统和装置，其可以实施例如图5中所示类型的pco过滤模块，并结合目前公开的集成到系统中的所选其他过滤器系统元件，以进一步增强pco过滤模块上游的颗粒除去(包括非voc颗粒除去)，并进一步实现从pco过滤模块下游的气流中除去含氮氧化物的化合物。根据本方面，将hepa过滤器放置在本空气过滤单元的uv-pco部分的上游从引导到本空气过滤单元的气流中除去焦油/颗粒，否则其可能影响pco的表面，并且可能显著降低紫外光反应器的效率。
[0123]
根据本方面，例如胺吸附剂等氮氧化物(no2、no
x
、no)吸附剂取向在紫外光反应器下游的氮氧化物吸附过滤器中，因为氮氧化物是氨(例如吸烟的产物)和氧气在紫外光存在下的反应的副产物。同样，氮氧化物也大量存在于室内封闭环境中，包括例如机场、巴士总站、铁路总站、行星栖息地和其他地面交通环境等。为了进一步净化此类环境中的环境空气，本方面减少了暴露于含氮氧化物的化合物，因为在本公开的空气净化单元中设想的包括氮氧化物吸附过滤器的氮氧化物除去区域显著降低了例如地面交通环境(包括例如机场、机场的吸烟室等)的占用区域中存在的环境空气中的氮氧化物浓度。
[0124]
如图6所示，根据本方面，空气过滤装置200包括过滤器204，该过滤器可以是高效颗粒空气hepa过滤器，其位于靠近或以其他方式并入图5所示并在此描述的类型的voc除去单元10a的空气入口12中。根据本方面，hepa过滤器取向在voc除去单元10a的上游。hepa过
滤器也称为高效颗粒吸附过滤器和高效颗粒捕集过滤器，代表了空气过滤器的效率标准。符合hepa标准的过滤器必须满足一定的效率水平。通用标准要求hepa空气过滤器必须从通过的空气中除去至少99.95％(欧洲标准)或99.97％(asme，u.s.d.o.e.)的直径等于或大于0.3μm的颗粒，对于小于和大于0.3μm的颗粒直径，过滤效率增加。
[0125]
根据本方面，hepa过滤器可包括有序或随机排列的纤维垫。纤维可以包括直径为0.5至2.0μm的玻璃纤维。hepa过滤器纤维之间的空气空间通常比0.3μm大得多。与小于开口或孔隙的颗粒可以通过的筛网或膜过滤器不同，hepa过滤器被设计为靶向一系列颗粒尺寸。这些颗粒通过包括扩散、拦截和撞击在内的机制的组合被捕获(它们粘在纤维上)。如根据本方面所使用的，并且如图6所示，引入空气过滤装置和系统的气流首先遇到位于voc除去单元10a上游的hepa过滤器，目的是在voc除去单元的上游从引入的气流中除去颗粒，该voc除去单元包含pco过滤模块(进而采用紫外光催化)，voc除去单元主要负责随后从流经该单元的气流中除去voc。
[0126]
根据本方面，所公开的装置、系统和方法可以基于封闭环境中占用空间的co2实施变速或分流空气系统，以使空气净化器暴露于污染物最小化；具有延长技术寿命和使维护成本最小化的潜力。
[0127]
当在运行期间在单元内主要产生nox时，分流气流可有助于防止单元暴露于选定水平的co2，co2可能从例如封闭环境中的占用空间被引导到空气过滤单元中。
[0128]
图6示出分别与第一和第二二氧化碳(co2)传感器206、206a连通的气流控制器202，co2传感器206、206a还包括分别并入或靠近空气入口12的第一和第二压力传感器208、208a，或以其他方式与第一和第二压力传感器208、208a连通。压力传感器208、208a与气流控制器202连通，压力传感器208、208a被配置为监测和确定系统压力的变化，压力传感器208、208a还能够监测hepa过滤器的性能，例如，输出有关例如hepa过滤器的潜在堵塞的信息。
[0129]
如图6所示，气流控制器可以启动、终止、修改或以其他方式引导和控制周围环境中的空气以形成进入空气过滤装置200的气流。周围环境中的空气可以包括例如处于封闭环境内的空气，封闭环境可以是例如建筑物中的房间、终端、仓库等，并且可以是位于或靠近地面交通环境(例如机场航站楼、铁路总站、巴士总站、跑道等)的封闭环境。
[0130]
虽然本公开的从特定环境中的环境空气中除去颗粒和voc可以实现环境空气的某种期望水平的净化，但如图6所示，空气过滤单元200还包括氮氧化物吸附过滤器210，该过滤器可以是还包括例如床、堆叠等的多孔透过性氮氧化物吸附室，其设置在voc除去单元10a的下游，用于从引导通过空气过滤装置的空气中除去含氮氧化物的化合物。可被氮氧化物吸附过滤器吸附的含氮氧化物的化合物可包括例如no2、no
x
、no。氮氧化物吸附过滤器可以取向在voc除去单元下游的位置处的空气过滤单元内，并且可以位于靠近空气出口，或者以其他方式并入空气出口中。
[0131]
氮氧化物吸附过滤器可包括含固体形式胺的填充床、蜂窝整体、粒状介质装置等，并且氮氧化物吸附过滤器可具有容纳氮氧化物吸附过滤器的单独框架，或者该框架可以内置于或以其他方式并入并形成为空气过滤单元空气出口的一部分(例如，与其一体化)。胺将被固定为固体形式(例如，整体式承包商(contractor))，而不是利用液膜。虽然设想了胺和含胺的化合物用于氮氧化物吸附过滤器，但其他潜在的氮氧化物吸附剂可包括金属有机
化合物、沸石等，单独或组合使用。
[0132]
图7示出了显示以管道14为框架的空气入口12的空气过滤单元200的端视图。图8示出了本公开的空气过滤单元200的空气出口端的端视图，其中空气出口16以管道14为框架。虽然空气入口显示为圆形配置，而管道周边和空气出口显示为基本正方形，但应理解，本公开的过滤单元可在需要时根据管道系统中管道所具有的约束配置成任何几何形状，例如，包括可以是预先存在的管道的管道，本公开的空气过滤单元可以改装到该管道中。
[0133]
图9、10、11、12是显示实施至少在图5、6、7和8中示出的装置和系统的示例性方法的流程图。
[0134]
如图9所示，公开了用于过滤封闭环境中的空气的本公开的方法，其中方法300包括：监测302封闭环境中的二氧化碳浓度，启动304空气净化循环，将气流引导306至空气过滤单元的空气入口，空气过滤单元包括具有纵轴的空气管道，所述空气管道包括位于第一端部的空气入口和位于第二端部的空气出口，取向靠近所述空气入口的高效颗粒空气(hepa)过滤单元，与所述空气入口连通的气流控制器，与所述气流控制器连通的二氧化碳传感器，以及与所述气流控制器连通的压力传感器。该空气过滤单元还包括紫外光反应器，紫外光反应器还包括多个挡板，各个挡板具有允许气流通过的多个气流空间，设置在所述空气入口和空气出口之间的管道内的间隔位置处，所述挡板大体上与所述纵轴垂直。空气过滤单元还包括安装在各个挡板上的多个紫外发光二极管，设置在各对挡板之间的多孔透过性光催化氧化过滤模块，其大体上与所述纵轴垂直，使得空气流过所述光催化氧化过滤模块，以及设置在所述紫外光反应器的下游的多孔透过性氮氧化物吸附过滤器，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。该方法还包括从所述光催化氧化过滤模块上游的气流中除去308一定量的颗粒，用来自安装在各个挡板上的紫外发光二极管的紫外光照射310所述光催化氧化过滤模块，将气流中的挥发性有机化合物化学减少312为非挥发性有机化合物(从而从气流中除去voc),从所述光催化氧化过滤模块下游的气流中除去314一定量的含氮氧化物的化合物，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)或掺碳二氧化钛(c-tio2)的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将气流中的挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。
[0135]
图10是概述本公开的用于过滤封闭环境中的空气的方法的流程图，其中方法400包括监测302封闭环境中的二氧化碳浓度和监测402系统的压力，以感测例如指示调节系统气流容量的需求的压降。可以在空气入口或空气出口处监测压力，压力由传感器监测，传感器可以向控制器发送信号，控制器可以调节通过单元和系统等的气流容量。
[0136]
图10中所示的方法400进一步示出了启动304空气净化循环，将气流引导306至空气过滤单元的空气入口，空气过滤单元包括具有纵轴的空气管道，所述空气管道包括位于第一端部的空气入口和位于第二端部的空气出口，取向靠近所述空气入口的高效颗粒空气(hepa)过滤单元，与所述空气入口连通的气流控制器，与所述气流控制器连通的二氧化碳传感器，以及与所述气流控制器连通的压力传感器。该空气过滤单元还包括紫外光反应器，紫外光反应器还包括多个挡板，各个挡板具有允许气流通过的多个气流空间，设置在所述空气入口和空气出口之间的管道内的间隔位置处，所述挡板大体上与所述纵轴垂直。空气
过滤单元还包括安装在各个挡板上的多个紫外发光二极管，设置在各对挡板之间的多孔透过性光催化氧化过滤模块，其大体上与所述纵轴垂直，使得空气流过所述光催化氧化过滤模块，以及设置在所述紫外光反应器的下游的多孔透过性氮氧化物吸附过滤器，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。该方法还包括从所述光催化氧化过滤模块上游的气流中除去308一定量的颗粒，用来自安装在各个挡板上的紫外发光二极管的紫外光照射310所述光催化氧化过滤模块，将气流中的挥发性有机化合物化学减少312为非挥发性有机化合物(从而从气流中除去voc),从所述光催化氧化过滤模块下游的气流中除去314一定量的含氮氧化物的化合物，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)或掺碳二氧化钛(c-tio2)的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将气流中的挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。
[0137]
图11是概述本公开的用于过滤封闭环境中的空气的方法的流程图，其中方法500包括监测302封闭环境中的二氧化碳浓度，监测402系统的压力，以感测例如指示调节系统气流容量的需求的压降。可以在空气入口或空气出口处监测压力，压力由传感器监测，传感器可以向控制器发送信号，控制器可以调节通过单元和系统等的气流容量。
[0138]
图11中所示的方法500还示出了启动304空气净化循环，将气流引导306至空气过滤单元的空气入口，空气过滤单元包括具有纵轴的空气管道，所述空气管道包括位于第一端部的空气入口和位于第二端部的空气出口，取向靠近所述空气入口的高效颗粒空气(hepa)过滤单元，与所述空气入口连通的气流控制器，与所述气流控制器连通的二氧化碳传感器，以及与所述气流控制器连通的压力传感器。该空气过滤单元还包括紫外光反应器，紫外光反应器还包括多个挡板，各个挡板具有允许气流通过的多个气流空间，设置在所述空气入口和空气出口之间的管道内的间隔位置处，所述挡板大体上与所述纵轴垂直。空气过滤单元还包括安装在各个挡板上的多个紫外发光二极管，设置在各对挡板之间的多孔透过性光催化氧化过滤模块，其大体上与所述纵轴垂直，使得空气流过所述光催化氧化过滤模块，以及设置在所述紫外光反应器的下游的多孔透过性氮氧化物吸附过滤器，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。该方法还包括从所述光催化氧化过滤模块上游的气流中除去308一定量的颗粒，用来自安装在各个挡板上的紫外发光二极管的紫外光照射310所述光催化氧化过滤模块，将气流中的挥发性有机化合物化学减少312为非挥发性有机化合物(从而从气流中除去voc)，从所述光催化氧化过滤模块下游的气流中除去314一定量的含氮氧化物的化合物，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)或掺碳二氧化钛(c-tio2)的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将气流中的挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。如图11所示，方法500还包括通过至少一个散热器将热量从led传导404出去，所述至少一个散热器设置在管道内并适于将热量从uv led传导除去并维持uv led的寿命，从而例如防止uv led过热并延长uv led的寿命(例如，在低气流情况下)。
[0139]
图12是概述本公开的用于过滤封闭环境中的空气的方法的流程图，其中方法600
包括监测302封闭环境中的二氧化碳浓度，监测402系统的压力，以感测例如指示调节系统气流容量的需求的压降。可以在空气入口或空气出口处监测压力，压力由传感器监测，传感器可以向控制器发送信号，控制器可以调节通过单元和系统等的气流容量。
[0140]
图12中所示的方法600还示出了启动304空气净化循环，将气流引导306至空气过滤单元的空气入口，空气过滤单元包括具有纵轴的空气管道，所述空气管道包括位于第一端部的空气入口和位于第二端部的空气出口，取向靠近所述空气入口的高效颗粒空气(hepa)过滤单元，与所述空气入口连通的气流控制器，与所述气流控制器连通的二氧化碳传感器，以及与所述气流控制器连通的压力传感器。该空气过滤单元还包括紫外光反应器，紫外光反应器还包括多个挡板，各个挡板具有允许气流通过的多个气流空间，设置在所述空气入口和空气出口之间的管道内的间隔位置处，所述挡板大体上与所述纵轴垂直。空气过滤单元还包括安装在各个挡板上的多个紫外发光二极管，设置在各对挡板之间的多孔透过性光催化氧化过滤模块，其大体上与所述纵轴垂直，使得空气流过所述光催化氧化过滤模块，以及设置在所述紫外光反应器的下游的多孔透过性氮氧化物吸附过滤器，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。该方法还包括从所述光催化氧化过滤模块上游的气流中除去308一定量的颗粒，用来自安装在各个挡板上的紫外发光二极管的紫外光照射310所述光催化氧化过滤模块，将气流中的挥发性有机化合物化学减少312为非挥发性有机化合物(从而从气流中除去voc)，从所述光催化氧化过滤模块下游的气流中除去314一定量的含氮氧化物的化合物，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)或掺碳二氧化钛(c-tio2)的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将气流中的挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。方法600还包括选择和布置406voc除去单元的光催化氧化(pco)部件中的多个装载催化剂的过滤器以使装载催化剂的过滤器的照射最大化。
[0141]
尽管未在图12中示出，方法600还可以包括(如图11中所示的方法500所示)：通过至少一个散热器将热量从led传导404出去，所述至少一个散热器设置在管道内并适于将热量从uv led传导除去并维持uv led的寿命，从而例如防止uv led过热并延长uv led的寿命(例如，在低气流情况下)。
[0142]
根据本方面，通过本空气过滤单元并且根据本公开的方法输送的空气的气流速率可以是例如每个净化气流的使用者约10到约15ft3/min(cfm)，应理解整个单元和系统的大小和规模可以配置为适应和服务封闭环境(例如，房间、走廊、建筑物、仓库、车库、地面交通建筑环境等)。
[0143]
本装置、系统和方法可进一步被理解为监测、确定和响应由co2传感器确定的co2水平以及由压力传感器观察、监测和检测的系统压力。在本系统运行时在环境中感测到的co2和感测到的co2水平变化以及进一步考虑感测到的系统压力的综合因素可以中继到一个或多个气流控制器，以实时调节引导到本系统中的气流。
[0144]
此外，本公开包括根据以下条款的示例：
[0145]
条款1.一种空气过滤单元，其包括：空气管道，所述空气管道包括位于第一端部的空气入口和位于第二端部的空气出口；取向靠近所述空气入口的高效颗粒空气过滤器；与
所述空气入口连通的气流控制器；与所述气流控制器连通的二氧化碳传感器；与所述气流控制器连通的压力传感器；紫外光反应器，所述紫外光反应器包括：多个挡板，各自具有允许气流通过的多个气流空间，设置在所述空气入口和空气出口之间的管道内的间隔位置处，所述挡板大体上与所述纵轴垂直；安装在各个挡板上的多个紫外发光二极管；设置在各对挡板之间的多孔透过性光催化氧化过滤模块，其大体上与所述纵轴垂直，使得空气流过所述光催化氧化过滤模块；设置在所述紫外光反应器的下游的多孔透过性氮氧化物吸附过滤器；其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物。
[0146]
条款2.如条款1所述的空气过滤单元，其中，所述空气管道包含纵轴。
[0147]
条款3.如条款1或2所述的空气过滤单元，其中，所述二氧化碳传感器与所述空气入口连通。
[0148]
条款4.如条款1-3中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述二氧化碳传感器与所述空气入口和所述空气出口中的至少一个连通。
[0149]
条款5.如条款1-4中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述压力传感器与所述空气入口连通。
[0150]
条款6.如条款1-5中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述压力传感器与所述空气入口和所述空气出口中的至少一个连通。
[0151]
条款7.如条款1-6中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述多孔透过性氮氧化物吸附过滤器包含固体含胺吸附剂。
[0152]
条款8.如条款1-7中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述多孔透过性氮氧化物吸附过滤器包含填充的固体吸附剂，所述填充的固体吸附剂包含：
[0153]
以下的至少一种：蜂窝状整体；粒状介质；含金属有机化合物；和沸石。
[0154]
条款9.如条款1-8中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述多孔透过性氮氧化物吸附过滤器取向靠近所述空气出口。
[0155]
条款10.如条款1-9中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述单元被配置为可从所述空气管道拆卸以进行更换。
[0156]
条款11.如条款1-10中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述空气过滤单元的一个或多个部件被配置为可单独地从所述空气管道拆卸。
[0157]
条款12.如条款1-11中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述高效颗粒空气过滤器、所述紫外光反应器、所述光催化氧化过滤模块和所述氮氧化物吸附过滤器中的一个或多个可以集成到所述空气过滤单元中作为被配置为可拆卸且可更换的分立元件。
[0158]
条款13.如条款1-12中任一项所述的空气过滤单元，其还包括一个或多个散热器，所述一个或多个散热器设置在所述管道内并且适合于将热量从所述紫外发光二极管传导出去以延长其寿命。
[0159]
条款14.如条款1-13中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述紫外发光二极管设置在各个挡板的外周周围和所述气流空间之间，从而使相邻光催化氧化过滤模块的紫外照射最大化。
[0160]
条款15.如条款14所述的空气过滤单元，其中，所述紫外发光二极管安装在与所述
空气入口和出口相邻的挡板内侧，并且所述紫外发光二极管安装在挡板两侧，从而从两侧照射各个光催化氧化过滤模块。
[0161]
条款16.如条款15所述的空气过滤单元，其中，所述光催化氧化过滤模块与所述挡板间隔开，使得各个光催化氧化过滤模块的两个表面都被紫外光照射。
[0162]
条款17.如条款1-16中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述光催化氧化过滤模块包含多个过滤器，各个过滤器包含粗泡沫、细泡沫、熔融石英纤维毡或其组合中的一种或多种，并且各个过滤器装载有包含纯二氧化钛(tio2)、掺铁tio2(fe-tio2)、掺碳tio2(c-tio2)或其组合中的一种或多种的催化剂。
[0163]
条款18.如条款1-17中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述光催化氧化过滤模块包含多个装载催化剂的过滤器，这些过滤器被选择和布置为使各个过滤器的紫外光照射最大化并穿过各个过滤器层的完整深度。
[0164]
条款19.如条款1-18中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述紫外光反应器包含四个挡板和三个光催化氧化过滤模块，并且所述光催化氧化过滤模块从空气入口到空气出口依次包含：1)r25
–
ctr
–
ta
–
r25；2)ctr
–
ta
–
q25
–
r25
–
r25；以及3)r25
–
ctr
–
ta
–
r25，其中，r25是装载有纯tio2的粗泡沫；q25是装载有纯tio2的熔融石英纤维毡；ctr是装载有c-tio2的粗泡沫，ta是装载有纯tio2的细泡沫。
[0165]
条款20.如条款1-19中任一项所述的空气过滤单元，其中，所述紫外光反应器包含四个挡板和三个光催化氧化过滤模块，并且所述光催化氧化过滤模块从空气入口到空气出口依次包含：1)r25
–
ta
–
ftr
–
ctr；2)r25
–
cta
–
ftr
–
q25
–
r25；3)r25
–
ta
–
ftr
–
ctr；其中，r25是装载有纯tio2的粗泡沫；q25是装载有纯tio2的熔融石英纤维毡；ctr是装载有c-tio2的粗泡沫；ta是装载有纯tio2的细泡沫；ftr是装载有fe-tio2的粗泡沫。
[0166]
条款21.一种过滤封闭环境中的空气的方法，该方法包括：监测封闭环境中的二氧化碳浓度；启动空气净化循环；将气流引导至空气过滤单元的空气入口，所述空气过滤单元包括：具有纵轴的空气管道，所述空气管道包括位于第一端部的空气入口和位于第二端部的空气出口；取向靠近所述空气入口的高效颗粒空气(hepa)过滤单元；与所述空气入口连通的气流控制器；与所述气流控制器连通的二氧化碳传感器；与所述气流控制器连通的压力传感器；紫外光反应器，所述紫外光反应器包括多个挡板，各自具有允许气流通过的多个气流空间，设置在所述空气入口和空气出口之间的管道内的间隔位置处，所述挡板大体上与所述纵轴垂直；安装在各个挡板上的多个紫外发光二极管；设置在各对挡板之间的多孔透过性光催化氧化过滤模块，其大体上与所述纵轴垂直，使得空气流过所述光催化氧化过滤模块；设置在所述紫外光反应器的下游的多孔透过性氮氧化物吸附过滤器；其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)、掺碳二氧化钛(c-tio2)或其组合的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物；从所述光催化氧化过滤模块上游的气流中除去一定量的颗粒；用来自安装在各个挡板上的紫外发光二极管的紫外光照射所述光催化氧化过滤模块；将气流中的挥发性有机化合物化学减少为非挥发性有机化合物；从所述光催化氧化过滤模块下游的气流中除去一定量的含氮氧化物的化合物；其中，各个光催化氧化过滤模块包含一种或多种包含二氧化钛(tio2)、掺铁二氧化钛(fe-tio2)或掺碳二氧化钛(c-tio2)的催化剂，所述催化剂在被紫外光照射时有效地将气流中的挥发性有机化合物化学减少为
非挥发性有机化合物。
[0167]
条款22.如条款21所述的方法，其中，所述空气管道包含纵轴。
[0168]
条款23.如条款21或22所述的方法，其中，所述二氧化碳传感器与所述空气入口连通。
[0169]
条款24.如条款21-23中任一项所述的方法，其中，所述二氧化碳传感器与所述空气入口和所述空气出口中的至少一个连通。
[0170]
条款25.如条款21-24中任一项所述的方法，其中，所述压力传感器与所述空气入口连通。
[0171]
条款26.如条款21-25中任一项所述的方法，其中，所述压力传感器与所述空气入口和所述空气出口中的至少一个连通。
[0172]
条款27.如条款21-26中任一项所述的方法，其中，所述多孔透过性氮氧化物吸附过滤器包含固体含胺吸附剂。
[0173]
条款28.如条款21-27中任一项所述的方法，其中，所述多孔透过性氮氧化物吸附过滤器包含填充的固体吸附剂，所述填充的固体吸附剂包含以下的至少一种：蜂窝状整体；粒状介质；含金属有机化合物；和沸石。
[0174]
条款29.如条款21-28中任一项所述的方法，其中，所述多孔透过性氮氧化物吸附过滤器取向靠近所述空气出口。
[0175]
条款30.如条款21-29中任一项所述的方法，其还包括将来自所述紫外发光二极管的热量从所述紫外发光二极管经由设置在所述管道内的一个或多个散热器传导出去。
[0176]
条款31.如条款21-30中任一项所述的方法，其中，用紫外光照射所述光催化氧化过滤模块包括在各个挡板的外周周围和所述气流空间之间设置所述紫外发光二极管，以使相邻光催化氧化过滤模块的紫外照射最大化。
[0177]
条款32.如条款31所述的方法，其中，在所述挡板上设置所述紫外发光二极管包括将所述紫外发光二极管设置在与所述空气入口和出口相邻的挡板的内侧以及挡板的两侧，以从两侧照射各个pco过滤模块。
[0178]
条款33.如条款32所述的方法，其中，用紫外光照射各个光催化氧化过滤模块包括将各个光催化氧化过滤模块与所述挡板间隔开，使得各个光催化氧化过滤模块的两个表面整体都被紫外光照射。
[0179]
条款34.如条款21-33中任一项所述的方法，其中，各个光催化氧化过滤模块包含一个或多个过滤器，各个过滤器包含粗泡沫、细泡沫、熔融石英纤维毡及其组合中的一种或多种，并且各个过滤器装载有包含纯二氧化钛(tio2)、掺铁tio2(fe-tio2)、掺碳tio2(c-tio2)及其组合中的一种或多种的催化剂。
[0180]
条款35.如条款34所述的方法，其中，用紫外光照射所述光催化氧化过滤模块包括选择和布置多个装载催化剂的过滤器以形成各个光催化氧化过滤模块，从而使所述过滤器的紫外照射最大化。
[0181]
条款36.如条款35所述的方法，其中，所述紫外光反应器包含四个挡板和三个光催化氧化过滤模块，并且所述光催化氧化过滤模块从空气入口到空气出口依次包含：1)r25
–
ctr
–
ta
–
r25；2)ctr
–
ta
–
q25
–
r25
–
r25；3)r25
–
ctr
–
ta
–
r25，其中，r25是装载有纯tio2的粗泡沫；q25是装载有纯tio2的熔融石英纤维毡；ctr是装载有c-tio2的粗泡沫，ta是装载有纯
tio2的细泡沫。
[0182]
条款37.如条款35或36所述的方法，其中，所述紫外光反应器包含四个挡板和三个光催化氧化过滤模块，并且所述光催化氧化过滤模块从空气入口到空气出口依次包含：1)r25
–
ta
–
ftr
–
ctr；2)r25
–
cta
–
ftr
–
q25
–
r25；3)r25
–
ta
–
ftr
–
ctr；其中，r25是装载有纯tio2的粗泡沫；q25是装载有纯tio2的熔融石英纤维毡；ctr是装载有c-tio2的粗泡沫；ta是装载有纯tio2的细泡沫；ftr是装载有fe-tio2的粗泡沫。
[0183]
当然，在不脱离本公开的基本特征的情况下，本公开可以以本文具体阐述的方式以外的其他方式实施。本方面在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，在所附权利要求的含义和等同范围内的所有变化都旨在包含在其中。