专利名称：微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合式纳米光催化空气净化器，特别涉及一种微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器。
背景技术：
由于室内装修、花粉、流行病爆发等等原因，使得室内空气污染问题日益受到人们的重视。为了净化室内空气，目前已经发展了多类室内空气净化技术和相应的空气净化装置。第一代技术主要以物理过滤为主，采用过滤器来净化空气，可以有效的除尘，但无法除去气态污染物以及细菌、病毒；第二代技术是在第一代的基础上增加了紫外、臭氧或负离子等功能，不仅可以除尘，而且可以消毒杀菌、除臭去味及消除部分气态污染物，但无法彻底消除气态污染物使其完全无害；第三代技术采用的是纳米光催化技术，该技术集降解有机物和杀菌于一体，是一种较好的空气净化技术，可以彻底消除气态污染物使其完全无害。但由于现有的纳米光催化类空气净化器大都采用将要处理的空气直接通过光催化反应段进行降解有害气体、杀菌的方式，在实际应用过程中，存在着诸多问题，具体而言(1)由于纳米光催化效应降解有害气体的过程较慢，有害气体需在纳米光催化反应区停留较长时间才能有比较好的降解效果，这就要求流过空气净化器的空气流速很低。流速低，则流量小，处理效果好；流速高，则流量大，处理效果差或者基本上无效。也就是说，存在处理量与处理效率互相矛盾、无法满足在短时间内处理大量空气的要求。(2)由于室内空气中有害气体的含量一般很低，这直接导致纳米光催化降解有机物的过程还同时受到气相传质速率的控制，从而进一步降低了净化器的处理效率。
鉴于现有的纳米光催化类空气净化器存在以上诸多问题，有必要开发出一种真正实用化的纳米光催化类空气净化器。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，既能有效杀菌、消除有害气体，又能满足处理大空气量的要求，解决了现有纳米光催化类空气净化器存在的处理量与处理效率互相矛盾、难以实用化的问题。
本发明的内容是一种微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，包括有过滤段，紫外杀菌段，含纳米光催化反应器1的净化降解段，其不同之处在于，净化降解段还包括有害气体吸附床5、微波发生装置4，净化降解段安设于一个相对封闭的壳体6内。
过滤段主要对空气做除尘处理，可以采用分为初、中、高三级过滤器8依次排列方式，其中高效过滤器采用HEPA过滤器。由于过滤器表面的酶可直接杀死附着在上面细菌、病毒，使用三级过滤器可以有效减轻或避免微尘颗粒对后级HEPA过滤器和反应器的污染。
本实用新型的设计原理在于采用间断性而非连续性方式降解处理有害气体，延长有害气体在纳米光催化反应区内的停留时间，从而提高处理效果。
本实用新型采用上述技术方案，有如下技术优点1.经过除尘、消毒后的空气中流经吸附床，其中的有害气体会被吸附床吸附。吸附床吸附的有害气体积累到一定量的时候，会被微波解吸出，进入上部封闭的空间内被集中、充分处理。由于有害气体在纳米光催化反应区有充足的时间停留，降解效果非常好。
2、由于在净化降解段设置有微波发生装置，纳米光介质在微波场的强化下降解处理有害气体，处理效果大有提高。
3、由于本实用新型采用间断性而非连续性方式降解处理有害气体，可以通过控制微波发生装置、纳米光催化反应器的起动频率来应对不同的空气量处理要求，较好的满足了在短时间内处理大流量空气的要求。
图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；图2是图1中部件1的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
如图1所示，本实用新型的一个实施例空气净化器为一方形结构，底部为空气入口及空气过滤段，中部为紫外杀菌段，上部为净化降解段及净化空气出口，在出口处安设有一封闭门2和一风扇3，净化降解段内的害气体吸附床5，微波发生装置4、纳米光催化反应器1，均处于一个由金属薄板和网围成的壳体6内，纳米光催化发生器1位于该壳体6的上部。
本实用新型在使用时，空气首先经入口进入净化段进行除尘处理。净化段包含有过滤器8，过滤器8由初效、中效、高效三级过滤器依次排列组成，其中，高效过滤器采用HEPA过滤器。过滤器表面的酶可直接杀死附着在上面细菌、病毒。采用三级过滤器可以有效减轻或避免微尘颗粒对后级反应器中催化表面的污染。
除尘后的空气进入紫外杀菌段，紫外杀菌段中安设的254nm紫外灯管7发出的强紫外线可以将过滤器8不能去除的小于0.5μm的病毒、孢子杀死。
杀菌后的空气将进入净化降解段，净化降解段包括有害气体吸附床5、微波装置4、纳米光催化反应器1。纳米光催化反应器1可以采用一个或多个管式反应器。其外层套管可以采用陶瓷管、可以采用聚四氟乙烯管或石英玻璃管；激发光源可以采用紫外灯管或微波无极灯管。灯管可以置于管式反应器内部，在灯管外围包敷石英管，石英管与套管中间填充有外部涂覆纳米二氧化钛催化剂的多孔玻璃珠；灯管也可以放置在管式反应器的外面，此时管式反应器内部不再设石英管。如图2所示，本实用新型的纳米光催化反应器1采用灯管10置于管式反应器内部的形式，由内向外依次是紫外灯管10、石英管12、涂覆纳米二氧化钛催化剂的多孔玻璃珠11和外层套管9。
微波发生装置可采用一套或多套波导系统，采用多套波导系统时可以分成两部分，一部分用来进入吸附床进行解吸有害气体，使吸附床再生，另一部分用来辅助纳米光催化反应器降解有害气体。采用一套波导系统时，发出的微波集中进入同一空间，使再生吸附剂的同时辅助降解有害气体。
吸附床5可以采用多孔炭质或聚合吸附剂，本实用新型采用的是多孔炭质。杀菌后的空气通过吸附床5净化后，干净空气经过空气出口2排出，而有害气体将被多孔炭质5吸附。
吸附床5工作一段时间后，其吸附能力将会减弱。所以每隔一定时间，空气净化器中的除尘段A、紫外消毒段B停止处理房间内的空气，净化降解段将开始工作。
降解过程开始时，首先位于空气出口处的封闭门2关闭，使得净化降解段整体封闭，然后微波发生装置4启动。微波将把吸附床5吸附积累的有害气体解吸出来，同时使吸附剂再生。解吸出的有害气体在该封闭空间，在纳米光催化作用以及在微波场的强化作用下被降解，最终被降解为无害的CO2和H2O。
以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，包括有过滤段，紫外杀菌段，含纳米光催化反应器(1)的净化降解段，其特征在于，净化降解段还包括有害气体吸附床(5)、微波发生装置(4)，所述净化降解段安设于一个相对封闭的壳体(6)内。
2.根据权利要求1所述的微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，其特征在于，所述吸附床(5)采用多孔炭质或聚合吸附剂。
3.根据权利要求1所述的微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，其特征在于，所述纳米光催化反应器(1)可以采用一个或多个管式反应器，其外层套管(9)可以采用陶瓷管、可以采用聚四氟乙烯管或石英玻璃管；激发光源可以采用紫外灯管或微波无极灯管(10)。
4.根据权利要求3所述的微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，其特征在于，所述灯管(10)可以置于管式反应器内部，在灯管外围包敷一石英管(12)，所述石英管(12)与所述套管(9)中间填充有外部涂覆纳米二氧化钛催化剂的多孔玻璃珠(11)；
5.根据权利要求3所述的微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，其特征在于，所述灯管(10)也可以放置在管式反应器的外面，此时管式反应器内部不再设石英管(12)。
6.根据权利要求1所述的微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，其特征在于，所述过滤段可以采用初、中、高三级过滤器依次排列方式，高效过滤器采用HEPA过滤器。
7.根据权利要求1所述的微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，其特征在于，所述紫外杀菌段中安设一支或多支紫外灯管。
8.根据权利要求1所述的微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，其特征在于，所述有害气体吸附床(5)、微波发生装置(4)、纳米光催化反应器(1)均处于一个由金属薄板和网围成的壳体(6)内，所述纳米光催化发生器(1)位于所述壳体(6)的上部。
专利摘要本实用新型涉及一种复合式纳米光催化空气净化器，特别涉及一种微波辅助的复合式纳米光催化空气净化器，包括有过滤段，紫外杀菌段，含纳米光催化反应器的净化降解段，其不同之处在于，净化降解段还包括有害气体吸附床、微波发生装置，净化降解段安设于一个相对封闭的壳体内。其中吸附床首先将空气中的有害气体吸附，被吸附的有害气体积累到一定量的时候，会被微波解吸出，进入封闭的纳米光催化反应区在微波的辅助作用下被充分降解处理，效果非常好，同时较好的满足了在短时间内处理大流量空气的要求。
文档编号F24F3/16GK2827513SQ20052006684
公开日2006年10月18日 申请日期2005年11月1日 优先权日2005年11月1日
发明者王建伟, 杨建 , 李荣先 申请人:深圳清华大学研究院