专利名称：具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及去除空气中有机污染物、烟雾、细菌、异味气体、有害无机气体的空气净化装置，具体说是具有蜂巢结构的光催化反应装置与紧凑式热发生装置耦合的空气净化器。
背景技术：
目前，国内外使用的大部分空气净化器仍然采用机械过滤技术、活性炭吸附技术、负离子技术和臭氧氧化技术等。机械过滤式主要起除尘作用；活性炭吸附式净化器有一定的空气净化能力，但存在吸附饱和问题；负离子主要是提高空气的清新度，同时具有微弱的去除烟尘作用；臭氧虽有一定的灭菌作用，但它本身也是空气污染物质，会带来新的污染。而且上述各种净化器去除室内有机和无机污染物(如家具和装饰材料释放的致癌气体甲醛、苯等)的能力非常有限，因而无法实施全方位净化空气。
近年来，国内相继开发出系列新一代空气净化器——光催化空气净化器。例如，专利号00344963、02139299、02240514、02240515、02217277、02216058、02215826、02212337、01258706、01254841、01268178、99229946、99217659、95223245、93214849、91232342、和98216682等所公开的光催化空气净化器，均在不同程度上具有去除空气中污染物的能力。但这些空气净化装置普遍存在净化效率和矿化率不够高的缺点，影响了光催化空气净化器的应用推广。从光催化空气净化器结构角度分析，上述各种净化器虽然采用了不同几何图形和不同材料的载体，但均主要采用平板式结构的光催化片。专利95223245和91232342采用了单个筒式结构。专利02217277则将光催化剂涂在风机叶轮表面，但它们仍可被认为是带有一定弧度的平板结构。专利02216058涉及蜂巢状光催化片，是指平板式光催化片上拥有众多细小蜂窝状孔洞，紫外灯设计在光催化片外，仍属于平板结构。专利02212337涉及附带电热器的光催化净化装置，其特征是将电热器装在光催化反应床前的气流通道中，通过加热空气以达到其目的。
发明内容
为了克服现有平板式等光催化空气净化器结构所带来的技术性限制，本发明将提供一种催化片制成集群多边形的蜂巢式结构的具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种将光催化片设计成蜂巢状，紫外灯设在多边形的蜂巢中，具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器，其特征是净化器的一头为前盖板，前盖板的端头为进气口，前盖板的中心安装有风机和调流板，前盖板的另一端连接机壳；所述的机壳内安装有蜂巢状光催化反应器，蜂巢壁之间安装有紧凑式加热装置，蜂巢中心安装有紫外灯；机壳的另一端连接有后盖板，后盖板的另一头为出气口。所述的蜂巢状光催化反应器的孔为3边～12边及圆形，孔径为26毫米～100毫米，孔长为10毫米～1500毫米；所述的蜂巢状光催化反应器结构材料可使用各种光催化载体材料，其中有不锈钢、铝合金、无纺布、炭纤维布和金属丝网；所述的多边形结构中放置一盏波长200nm～700nm的紫外灯；所述的电热装置可使用电热丝、电热片和电热带。本发明是将紧凑式电热发生装置置于多边形的光催化剂载体之间，将光催化技术与热催化技术耦合。
工作时，控制器控制风机使空气通过进气口从机体的前盖机处吸入，经过调流板将所送入的空气均匀的分布到受紫外线灯照射的和被加热装置加热的蜂巢状光催化反应器上，进行光一热耦合氧化还原反应，净化后的空气经过后盖板，由出气口排出。本发明的发热装置为紧凑式，夹在光催化载体中，直接加热光催化剂以提高光催化效率。
本发明的效益和优越性在于本发明与现有使用光催化技术的空气净化器相比，蜂巢状光催化反应器大幅度提高光催化剂载体面积和紫外光光照强度，从而大幅度提高净化器的净化效率。通过光催化与热催化技术耦合，进一步提高去除空气中有机污染物、无机有害气体、灭菌和除臭的效率，提高了催化剂对污染物的分解能力，从而大大增强了该净化装置的净化效率。本发明的空气净化器具有矿化率高、热利用率高、催化剂不易失活、体积小巧的特点。
以下结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。
图1是本发明新型结构示意图。
图2是蜂巢状光催化反应器与紧凑加热装置及紫外灯之间关系示意图。
图3是实施例1中的《苯类有机污染物的光一热催化降解》的表。
图4是实施例2中的《甲醛和乙醇胺的光一热催化降解》的表。
图5是实施例3中的《不同浓度的SO2气体的光一热催化去除》的表。
图1中进气口1，风机2，机壳3，紫外灯4，紧凑加热装置5，后盖板6，前盖板7，调流板8，蜂巢状光催化反应器9，出气口10。
具体实施例方式
实施例1请参阅图1图2，蜂巢状载体材料为金属铝，将铝制作成六角形孔的蜂巢。表面按我们先前申请的专利03102878所表明的方法处理，并镀上我们先前申请的专利98115808所规定的光催化剂，镀膜办法按照我们先前申请专利03102878所提供方法。净化器的一头为前盖板(7)，前盖板(7)的端头为进气口(1)，前盖板(7)的中心安装有风机(2)和调流板(8)，前盖板的另一端连接机壳；所述的机壳(3)内安装有蜂巢状光催化反应器(9)，蜂巢壁之间安装有紧凑式加热装置(5)，蜂巢中心安装有紫外灯(4)；机壳(3)的另一端连接有后盖板(6)，后盖板(6)的另一头为出气口(10)。本实施例中电热装置利用扁平电热带制成，加热功率为400W。净化器的光一热催化净化空气实验在一个全密封30立方米的评价室内完成，将苯类污染物作为模型气体，其降解过程情况详见图3。
实施例2
请参阅图1使用蜂巢状载体材料为不锈钢，电热装置利用细电热丝，加热功率为500W。有机污染物选定甲醛和乙醇胺。将不锈钢片制作成五角形孔的蜂巢。净化器的一头为前盖板(7)，前盖板(7)的端头为进气口(1)，前盖板(7)的中心安装有风机(2)和调流板(8)，前盖板的另一端连接机壳；所述的机壳(3)内安装有蜂巢状光催化反应器(9)，蜂巢壁之间安装有紧凑式加热装置(5)，蜂巢中心安装有紫外灯(4)；机壳(3)的另一端连接有后盖板(6)，后盖板(6)的另一头为出气口(10)。其降解过程情况详见图4。
实施例3请参阅图1使用蜂巢状载体材料为无纺布，并利用工作时发热的紫外灯直接加热催化剂。无机污染物选定不同起始浓度的SO2气体。将铝片制作成圆形孔的蜂巢净化器，净化器的一头为前盖板(7)，前盖板(7)的端头为进气口(1)，前盖板(7)的中心安装有风机(2)和调流板(8)，前盖板的另一端连接机壳；所述的机壳(3)内安装有蜂巢状光催化反应器(9)，蜂巢壁之间安装有紧凑式加热装置(5)，蜂巢中心安装有紫外灯(4)；机壳(3)的另一端连接有后盖板(6)，后盖板(6)的另一头为出气口(10)。其降解过程情况详见图5。
权利要求
1.一种将光催化片设计成蜂巢状，紫外灯设在多边形的蜂巢中，具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器，其特征是净化器的一头为前盖板，前盖板的端头为进气口，前盖板的中心安装有风机和调流板，前盖板连接机壳；所述的机壳内安装有蜂巢状光催化反应器，蜂巢壁之间安装有紧凑式加热装置，蜂巢中心安装有紫外灯；机壳的另一端连接有后盖板，后盖板的另一头为出气口。
2.根据权利要求1所述的一种具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器，其特征是所述的蜂巢状光催化反应器的孔为3边～12边及圆形，孔径为26毫米～100毫米，孔长为10毫米～1500毫米。
3.根据权利要求1所述的一种具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器，其特征是所述的蜂巢状光催化反应器结构材料可使用各种光催化载体材料，其中有不锈钢、铝合金、无纺布、炭纤维布和金属丝网。
4.根据权利要求1所述的一种具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器，其特征是所述的多边形结构中放置一盏波长200nm～700nm的紫外灯。
5.根据权利要求1所述的一种具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器，其特征是所述的电热装置可使用电热丝、电热片和电热带。
全文摘要
本发明公开了一种用于空气的去除有机污染物、除臭、消毒和灭菌的具有蜂巢结构的光一热耦合空气净化器，它是由机壳、风机、调流板、多边形蜂蜂巢状光催化反应器、紫外线灯、紧凑式加热装置和相应的电路组成。工作时蜂巢型光催化反应器所负载的光催化剂受紫外光源激发活化，并与热耦合产生强氧化能力，将空气中的有机污染物、细菌、异味气体及有害无机气体氧化分解，从而达到净化空气的目的。蜂巢状的光催化剂反应器增加光催化剂负载载体的面积，还提高了光照强度。紧凑式电热发生装置置于蜂巢壁之间，实现光催化与热催化技术耦合，提高了光催化效率。本发明装置除了具有热利用率高，体积小巧的特点外，还具有光催化效率高、矿化率高，催化剂不易失活等优点。
文档编号A61L9/16GK1542351SQ200310114008
公开日2004年11月3日 申请日期2003年11月6日 优先权日2003年11月6日
发明者付贤智, 张建宏, 刘平, 崔晓辉, 邵宇, 戴文新, 陈旬, 王绪绪, 李旦振 申请人:福州大学, 中国人民解放军海军核化研究所