一种空气净化设备和空气净化方法与流程

1.本发明属于空气净化领域，具体为一种空气净化设备和空气净化方法。


背景技术：

2.如今空气质量逐渐恶化的大环境下，空气净化逐渐受到人们的关注。当前改善室内空气质量的主要方法有：(1)空气过滤方法：由风机、初效、中效、高效过滤器等组成，滤料主要包括玻璃纤维、合成纤维以及由这些纤维制成的滤纸或滤布和有吸附效果的活性炭等材料，通过对空气中的颗粒物及异味进行过滤以净化空气。但这些多孔滤材会增加空气流动阻力，随着使用时间延长，其过滤效果会下降，如不及时更换，反而会产生二次污染；(2)静电除尘法：先让气流中的颗粒物带电，然后利用带异种电的集尘装置捕集，达到净化空气的目的，但是这种方法不能够完全杀灭空气中的细菌尤其是体积很小的病毒，对气态污染物的净化效率也不高，而且还会产生危害人体的过量臭氧；(3)紫外线杀菌方法：利用紫外线杀灭空气中的微生物和病毒，但对净化颗粒物无能为力，对气态污染物的净化也需要时间，还会产生超标的臭氧；(4)冷等离子体净化方法：通过冷等离子体发生器发生的强电离场和气体放电，使空气中的水分子和气体分子电离，经过复杂的激发、离解和电离过程，产生化学性质极其活泼的活性基团，与空气中的污染物发生一系列氧化还原反应，使挥发性有机物分子被分解。这些自由基对于微生物也具有较强的灭活作用。同时通过带电粒子对漂浮颗粒物的非弹性碰撞使其带电聚集后下降。但最新研究表明(http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107750)，这种方法的净化作用并不明显，且有显著副作用。这项由伊利诺伊理工大学、波特兰州立大学和科罗拉多州立大学的研究人员撰写的研究发现，电离装置虽然会减少部分vocs，包括二甲苯，但其他化合物，尤其是含氧vocs(如丙酮、乙醇)和甲苯反而会增加。研究还发现，尽管漂浮颗粒物浓度发生了微小变化，但pm2.5的总体浓度并未减少。这类空气净化器市场充满了测试标准不足、术语混乱以及缺乏对其有效性和安全性的同行评审研究。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种空气净化设备和空气净化方法，能够有效去除颗粒物、微生物、病毒和气态污染物。
4.为此，本发明提供一种空气净化设备，顺空气流动方向依次包括：
5.冷等离子发生器，与高压发生器连接，所述冷等离子发生器向待净化的空气气流中发射正负离子，冷等离子发生器产生的活性物质对气态污染物进行初步转化分解，气流中的颗粒物粘附上正负离子后成为荷电颗粒物；
6.氧化催化净化器，将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构；
7.还原催化净化器，将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水。
8.优选地，对于气态污染物浓度较高的空气，还包括：
9.静磁场发生器设置在冷等离子发生器和氧化催化净化器之间，所述静磁场发生器产生的静磁场方向垂直于气流方向或者垂直于气流中荷电颗粒物的运动方向，所述静磁场发生器产生的静磁场能够聚集空气气流中的带异性电荷的颗粒物；
10.电晕场处理器，与高压发生器连接，所述电晕场处理器设置在静磁场发生器和氧化催化净化器之间，所述电晕场处理器包括并列设置的正电晕场和负电晕场，所述正电晕场收集空气气流中残留的带正电荷的颗粒物，所述负电晕场收集空气气流中残留的带负电荷的颗粒物，由静磁场发生器聚集的颗粒物通过正电晕场和负电晕场重新带上电荷，并被带异种电荷的电晕场集尘极吸引收集，并且正电晕场和负电晕场产生的活性物质对气态污染物进行二次转化分解。
11.优选地，所述电晕场处理器的出口端开设有狭缝或孔洞，所述电晕场处理器的集尘极的外表面还设有第一紫外灯，所述第一紫外灯的紫外光穿过狭缝或孔洞并照射到电晕场处理器内的电晕场丝极上，所述电晕场处理器和第一紫外灯的协同作用将气态污染物进行第三次转化分解，同时第一紫外灯能够对气流中因体积小未被电晕场处理器收集处理的残存病毒进行紫外灭活处理。
12.优选地，所述氧化催化净化器的出口端还设有第二紫外灯，所述氧化催化净化器和第二紫外灯的协同作用将气流中残留的气态污染物彻底氧化成为二氧化碳和水。
13.优选地，所述还原催化净化器的出口端还设有用于提高还原催化温度的远红外灯。
14.优选地，所述电晕场处理器的正电晕场进气口靠近冷等离子发生器的正离子发射电极，所述电晕场处理器的负电晕场进气口靠近冷等离子发生器的负离子发射电极。
15.优选地，所述氧化催化净化器采用机动车中的二元催化器，所述还原催化净化器采用机动车中的三元催化器。
16.另外，本发明还提供了一种空气净化方法，利用上述空气净化设备实现，包括以下步骤：
17.步骤一、采用冷等离子发生器的离子发射电极向待净化的空气气流中发射正负离子，该过程产生的活性物质对气态污染物进行初步转化分解；气流中的颗粒物分别吸附上正负电荷，形成荷电颗粒物；
18.步骤二、经过步骤一处理后的气流穿过氧化催化净化器，将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构；
19.步骤三、经过步骤二处理后的气流穿过还原催化净化器，将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水。
20.优选地，对于颗粒物浓度较高的空气，步骤一中在形成荷电颗粒物之后，利用正负电荷间的库仑力和静磁场发生器产生的洛伦兹力的双重作用，将异性电荷的颗粒物相互接近，碰撞接触放电后聚集长大；并且还让气流通过电晕场处理器，使气流中残留的带正电荷的颗粒物通过正电晕场被收集，气流中残留的带负电荷的颗粒物通过负电晕场被收集，已经失去电荷并聚集长大的颗粒物通过正电晕场或负电晕场后重新带上电荷，然后被带异种电荷的除尘电极吸引收集，与此同时，正负电晕场产生的活性物质对气态污染物进行第二次转化分解。
21.优选地，所述步骤一中还将介质阻挡放电离子发生器产生的臭氧和活性物质吹送入空气流中，从而在步骤一产生的臭氧和活性物质的基础上向气流中额外增加臭氧与活性物质。
22.与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：
23.(1)本发明的空气净化设备采用冷等离子发生器将空气流中的气态污染物进行初步转化分解，使空气流中的颗粒物成为荷电颗粒物，并利用静磁场发生器聚集带异性电荷的颗粒物。然后采用电晕场净化器将空气流中的颗粒物吸附并清除，并且对气态污染物进行二次转化分解。另外在电晕场净化器的出口端设置第一紫外灯，利用电晕场处理器和第一紫外灯的协同作用将气态污染物进行第三次转化分解。接着采用氧化催化净化器将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构。最后采用还原催化净化器将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水，从而实现更全面地净化空气的目的。
24.(2)本发明的空气净化设备将氧化还原催化分成两部分，即氧化催化净化器和还原催化净化器，氧化催化净化器先催化臭氧将挥发性气态有机物氧化分解为二氧化碳和水，同时让臭氧破坏微生物和病毒表面蛋白质结构，然后还原催化净化器催化氮氧化物还原为氮气和氧气，同时将残留的臭氧还原为氧气，从而将空气流中的挥发性气态有机物、氮氧化物、病毒等清除，而且还能清除掉残留的臭氧，从而更全面地净化空气，不会产生超标臭氧，保证安全使用。由于本发明是先利用高浓度臭氧的氧化能力净化voc和病菌病毒，这个过程还可消耗部分臭氧，然后将残余臭氧还原净化。因此，本发明与采用两类催化同时进行的方法相比更为合理。
25.(3)本发明的空气净化设备采用机动车使用的二元催化器作为氧化催化净化器，采用机动车使用的三元催化器作为还原催化净化器，从而很好地将车用催化转换技术和部件应用于空气净化设备，降低设备成本。
26.(4)本发明的空气净化设备由于不采用过滤材料，风阻小，噪音低，能耗低，处理流量大。
27.(5)空气中颗粒物浓度较低时，可以对本发明的空气净化设备进行简化，以减小设备体积，提高实用性。
28.(6)本发明的空气净化设备不仅可用于安装有空调系统的空气净化，还适合于简易供暖条件下的室内空气净化，有效防止一氧化碳中毒。
附图说明
29.图1为空气净化设备的示意图。
30.图2为电晕场处理器的示意图。
31.图3为目前市场上普遍采用的双极离子发生器的示意图。
32.图4为将来自交流电源的交流电压转换为12v直流电压的电路示意图。
33.图5为将12v直流电压转换为直流高压的电路示意图。
34.图6为静磁场的示意图。
35.图7为农村地区普遍采用的冬季供暖系统示意图。
36.图8为颗粒物浓度很低并且voc浓度较高，空气中可能含有危险病菌和病毒时的空
气净化设备示意图。
37.图9为颗粒物和voc浓度都很低，但空气中可能含有危险病菌和病毒时的空气净化设备示意图。
38.图10为采用本发明样机处理后的空气质量变化示意图。
39.图11为不同处理条件下voc浓度
‑
时间关系示意图。
40.图12为将介质阻挡臭氧发生器产生的高浓度臭氧通过本发明的还原催化处理后的臭氧浓度
‑
时间关系示意图。
41.图13采用本发明样机经过冷等离子处理步骤和还原催化处理步骤后的臭氧浓度
‑
时间关系示意图。
42.附图标注：1
‑
供电电源、2
‑
冷等离子发生器、3
‑
电晕场处理器、31
‑
正电晕场集尘极、32
‑
负电晕场集尘极、33
‑
正电晕场丝极、34
‑
负电晕场丝极、4
‑
狭缝或孔洞、5
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第一紫外灯、6
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氧化催化净化器、7
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还原催化净化器、8
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静磁场发生器、9
‑
第二紫外灯、10
‑
远红外灯。
具体实施方式
43.为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
44.在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.如图1所示为一种空气净化设备，图中箭头指示气流净化过程方向。空气流中颗粒物浓度较低时，为了节省设备体积，降低成本，提高实用性，空气净化设备顺空气流动方向依次包括冷等离子发生器2、氧化催化净化器6和还原催化净化器7。供电电源1为整个空气净化设备提供电源，供电电源1可以是充电电池式的直流或室内交流电源。
48.冷等离子发生器2与高压发生器连接，冷等离子发生器2连接直流正负高压的输出电极可以向待净化的空气气流中发射正负离子，气流中的颗粒物(包括微生物和病毒)粘附上正负离子之后就成为荷电颗粒物。另外冷等离子发生器2产生的活性物质对气态污染物进行初步转化分解，气流中的颗粒物粘附上正负离子后成为荷电颗粒物。
49.氧化催化净化器6用于将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构。所述氧化催化净化器6优选为采用机动车中的二元催化器。氧化催化净化器6中采用的氧化催化剂为贵金属催化剂(包括铂和钯)、金属氧化物催化剂(如mgo、al2o3、sio2和硅铝酸盐分子筛)、以及半导体氧化物(如fe2o3、v2o5、tio2、cuo、nio，zno、cdo)。为了提高病毒灭火率，还可以采用超声波加湿或水蒸发方式增加穿过催化剂的气流湿度。
50.还原催化净化器7用于将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水。所述还原催化净化器7优选为采用机动车中的三元催化器。还原催化净化器7中采用的还原催化剂为贵金属催化剂(包括铑)、以及金属氧化物催化剂(包括锰、钴、铜等过渡金属氧化物及稀土金属氧化物)。
51.对于气态污染物浓度较高的空气，空气净化设备顺空气流动方向依次包括冷等离子发生器2、静磁场发生器8、电晕场处理器3、第一紫外灯5、氧化催化净化器6、第二紫外灯9、还原催化净化器7和远红外灯10。
52.静磁场发生器8与高压发生器连接，所述静磁场发生器8设置在冷等离子发生器2和氧化催化净化器6之间，所述静磁场发生器8产生的静磁场能够聚集空气气流中的带异性电荷的颗粒物。所述静磁场发生器8产生的静磁场方向垂直于气流方向或者垂直于气流中荷电颗粒物的运动方向。静磁场发生器8为一对具有高矫顽力的磁铁北极和南极。两极之间产生的磁场方向垂直于气流方向。在洛伦兹力和库仑力双重作用下，带有正电荷的颗粒物与带有负电荷的颗粒物相互靠拢，碰撞后放电聚集。
53.电晕场处理器3与高压发生器连接。等离子发生器2、静磁场发生器8、电晕场处理器3与同一高压发生器连接。所述电晕场处理器3设置在静磁场发生器8和氧化催化净化器6之间，所述电晕场处理器3包括并列设置的正电晕场和负电晕场，如图2所示。正电晕场包括带正电的正电晕场丝极33和平行设置的带负电的正电晕场集尘极31；负电晕场包括带负电的负电晕场丝极34和平行设置的带正电的负电晕场集尘极32。正电晕场集尘极31和负电晕场集尘极32为板状或圆筒状的金属板或金属筒。所述负电晕场集尘极32与高压发生器的不低于4000v的正高压输出极连接，负电晕场丝极34与高压发生器的不低于4000v的负高压输出极连接。正电晕场集尘极31与高压发生器的不低于3000v的负高压输出极连接，正电晕场丝极33与高压发生器的不低于3000v的正高压输出极连接。
54.所述电晕场处理器3的正电晕场进气口靠近冷等离子发生器2的正离子发射电极，气流中残留的带正电荷的颗粒物比较接近于正电晕场的进气口，在正电晕场丝极33的排斥和正电晕场集尘极31吸引的双重作用下，迅速飞向正电晕场集尘极31放电后沉积。所述电晕场处理器3的负电晕场进气口靠近冷等离子发生器2的负离子发射电极。气流中残留的带负电荷的颗粒物比较接近于负电晕场的进气口，在负电晕场丝极34的排斥和负电晕场集尘极32吸引的双重作用下，迅速飞向负电晕场集尘极32放电后沉积。由静磁场发生器8聚集的颗粒物通过正电晕场和负电晕场重新带上电荷，并被带异种电荷的除尘电极吸引收集，并且正电晕场和负电晕场产生的活性物质对气态污染物进行二次转化分解。
55.另外，在所述电晕场处理器3的出口端还设有第一紫外灯5，电晕场处理器3和第一紫外灯5的协同作用将气态污染物进行第三次转化分解，同时第一紫外灯5能够对气流中因体积小未被电晕场处理器3收集处理的残存病毒进行紫外灭活处理。优选为在所述电晕场
处理器3的出口端开设有狭缝或孔洞4，所述第一紫外灯5设置在电晕场处理器3的集尘极的外表面，所述第一紫外灯5的紫外光穿过狭缝或孔洞4并照射到电晕场处理器3内的电晕上。第一紫外灯5产生的紫外光波长不高于154nm。
56.所述氧化催化净化器6的出口端还设有第二紫外灯9，氧化催化净化器6和第二紫外灯9的协同作用将气流中残留的气态污染物彻底氧化成为二氧化碳和水。第二紫外灯9的安装方法是让紫外光平行于氧化催化净化器6的气流通道照射。第二紫外灯9产生的紫外光波长范围是185
‑
375nm。
57.所述还原催化净化器7的出口端还设有用于提高还原催化温度的远红外灯10。远红外灯10的安装方法是让红外光平行于还原催化净化器7的气流通道照射。所述远红外灯10产生的红外光波长范围是8
‑
25μm。需要说明的是，还可以采用其他方式用于提高还原催化温度，包括：1、将氧化催化净化器6产生的热量直接引入还原催化净化器7中；2、将还原催化净化器7放入供暖气流或燃气燃煤排烟气流中；3、将还原催化净化器7与空调系统的进气或出气连通；4、采用电阻加热方式加热还原催化剂。
58.当空气流中颗粒物浓度较低时，空气净化方法具体包括以下步骤：
59.步骤一、采用冷等离子发生器2的离子发射电极向待净化的空气气流中发射正负离子，该过程产生的活性物质对气态污染物进行初步转化分解；气流中的颗粒物分别吸附上正负电荷，形成荷电颗粒物。
60.步骤二、经过步骤一处理后的气流穿过氧化催化净化器6，将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构。
61.步骤三、经过步骤二处理后的气流穿过还原催化净化器7，将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水。
62.当空气流中颗粒物浓度较高时，空气净化方法具体包括以下步骤：
63.步骤一、采用冷等离子发生器2的离子发射电极向待净化的空气气流中发射正负离子，该过程产生的活性物质对气态污染物进行初步转化分解；气流中的颗粒物分别吸附上正负电荷，形成荷电颗粒物。在形成荷电颗粒物之后，利用正负电荷间的库仑力和静磁场发生器8产生的洛伦兹力的双重作用，将异性电荷的颗粒物相互接近，碰撞接触放电后聚集长大。然后还让气流通过电晕场处理器3，使气流中残留的带正电荷的颗粒物通过正电晕场被收集，气流中残留的带负电荷的颗粒物通过负电晕场被收集，已经失去电荷并聚集长大的颗粒物通过正电晕场或负电晕场后重新带上电荷，然后被带异种电荷的除尘电极吸引收集，与此同时，正负电晕场产生的活性物质对气态污染物进行第二次转化分解。另外为了更有效地净化空气，还在电晕场处理器3的出口端外侧设置第一紫外灯5，利用电晕场处理器3和第一紫外灯5的协同作用将气态污染物进行第三次转化分解，同时第一紫外灯5能够对气流中因体积小未被电晕场处理器3收集处理的残存病毒进行紫外灭活处理。另外还将介质阻挡放电离子发生器产生的臭氧和活性物质吹送入空气流中，从而在步骤一产生的臭氧和活性物质的基础上向气流中额外增加臭氧与活性物质。
64.步骤二、为了提高病毒灭火率，还可以采用超声波加湿或水蒸发方式增加穿过催化剂的气流湿度。然后让气流穿过氧化催化净化器6，将气态污染物彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时破坏微生物和病毒表面蛋白质结构。另外为了更好地净化空气，在氧化催化净化器6的出口处设置第二紫外灯9，利用氧化催化净化器6和第二紫外灯9的协同作用更有效
地将气流中残留的气态污染物彻底氧化成为二氧化碳和水。
65.步骤三、经过步骤二处理后的气流穿过还原催化净化器7，将气流中多余的臭氧、少量氮氧化物和残留的气态污染物还原为氧气、氮气、二氧化碳和水。另外为了提高还原催化效率，在还原催化净化器7的出口处设置远红外灯10，提高还原催化温度。
66.1.冷等离子处理
67.低温等离子体去除污染物的机理一般认为是通过气体放电产生的高能电子激发来完成的。气体中的电子在高压电场中被加速之后与周围的分子、原子、电子等粒子发生非弹性碰撞和弹性碰撞，其中分子、原子被激发、离解和电离之后产生更多的自由电子，而新产生的电子又被高压电场加速，再次发生碰撞、激发和电离使气体分子或原子激发到更高的能级。其中高能电子起主导作用，高能电子撞击背景气体中的o2、n2和h2o生成o、n、oh和o3等活性粒子，通过这些强氧化性的自由基与污染物基团或分子发生一系列反应，最终将污染物彻底氧化。
68.如图3所示，目前市场上普遍采用的双极离子发生器有正负两个高压输出电极，用以分别发射出正负离子。为了减小发射电阻增加离子发射量，输出电极常呈针尖状或者碳素纤维束状，甚至采用富勒烯作为电极材质。两个电极之间隔开一定距离d，一个输出电极的周围会出现大量同种电荷的气体分子，它们也会让空气中的颗粒物带上同种电荷，从而相互排斥，形成离子风。在两个电极之间的区域，会有部分异号电荷的气体分子或颗粒物(包括微生物和病毒)，由于库仑力的作用而相互吸引，碰撞后湮灭成为中性分子或尺寸更大的颗粒物。但整个空间中仍有大量没有机会与异号电荷碰撞湮灭的离子态气体分子，它们与颗粒物相遇后使其荷电，让这部分颗粒物可从飘尘转化为降尘。
69.能够相互碰撞湮灭的颗粒物占所有颗粒物的比例p主要取决于空气流速s，两输出电极之间的距离d和直流输出电压v。即有p＝f(s,d,v)的函数关系。在s和v固定的情况下，d越小，p就越大，灭菌杀毒和净化气态污染物的效果就越好，但过小的d值可导致空气被直接击穿形成两极之间的电弧放电，使得离子发生器功率迅速提高，部件发热升温导致安全问题。此外，离子发生器产生的臭氧浓度也于d值直接相关，d越小臭氧浓度就越高。为了不让臭氧超标，生产厂家通常会根据s和v计算出合适的d值，或者采用电阻特别小的电极材质(如富勒烯)来降低臭氧浓度。参数v的选择也存在同样问题，提高直流电压v，净化和聚尘效果好，但空气击穿短路的风险高，特别是臭氧浓度容易超标。所以市场上双极离子发生器的输出电压会受到很大限制。用于窗式空调的离子净化器一般输出电压不超过3000v，用于中央空调的净化器一般不超过6000v。当输出电极之间的距离小于25mm时，还需要让两电极发射离子的方向错开，以避免正负粒子较快地碰撞湮灭产生过量臭氧。正由于输出电压和电极距离的限制，传统双极离子发生器的功率都较小，一般不超过5w，其产生的离子浓度也不大。虽然市场上有的产品号称每秒可生成1000万个离子，每立方厘米有4000万—6000万个离子，在距离电极3，4米远的距离，每立方厘米仍然有4万—5万个离子。但与1立方厘米中含有2.69
×
10^19个氧气分子比起来，实在微不足道(不到10^11分只一)。所以这类产品的实际净化效果远不如广告宣传所言。究其主要原因，是臭氧限制了功率的增加。
70.本发明中空气处理的最后一个步骤可使臭氧还原为氧气，所以在第一个步骤中，并不担心双极离子发生器产生过多的臭氧。故双极离子发生器的输出电压可以超过6000v，合适的范围是3000
‑
20000v。发生器输出电极之间的间距d可以较小，但过小的间距仍有可
能造成短路过热，合适的电极间距范围是20
‑
250mm。双极离子发生器的功率可达到20
‑
30瓦以上，发射的离子数量远超现有市场上的类似产品。所以聚尘效果会大大增强，微小的病毒也能在较高离子浓度的气流中带上正或负的电荷，如果带不同极性电荷的病毒距离较近，就可能彼此吸引，放电后聚集在一起成为不荷电的粒子。在放电聚集过程中部分病毒还会失活。
71.本发明中采用的双极离子发生器的电路设计与市场上已有的产品没有本质不同。为了适用于各种供电电源，如图3中从左至右所示为24，115和208
‑
277v交流供电电源，厂家一般会采用图4所示电路将来自交流电源的交流电压转换为12v直流电压，再将12v直流通过图5电路设计转换为直流高压输出。
72.尽管正负离子发射电极之间距离不大，但仍然有较大比例的荷电颗粒物(包括微生物和病毒)没有机会相互撞击放电后聚集。为此，本发明在步骤一的最后一过程中采用静磁场来强化荷电颗粒物的聚集。如图6所示为静磁场，图中两极之间的距离称为气隙宽度d。气隙中磁力线方向从上到下，垂直于磁场中带负电颗粒物与带正电颗粒物的运动速度v的方向(图中从纸面向里)。
73.在x
‑
y平面运动的帶电粒子所感受到的洛伦兹力矢量f＝qv
×
b。其中q是颗粒物荷电量，v是颗粒物运动速度矢量，b是磁感应强度矢量。从公式看，f的方向应垂直于x
‑
y平面。所以按照左手定则，带负电颗粒物受到从左至右的洛伦兹力f1，带正电颗粒物受到从右向左的洛伦兹力f2。于是在上述洛伦兹力与颗粒物之间的静电力(库仑力)双重作用下，带负电颗粒物和带正电颗粒物在随气流运动的同时迅速靠拢，直至相互碰撞放电后，聚集成体积更大的中性颗粒物。
74.本发明中静磁场的产生需要高矫顽力的永磁材料。钕铁硼是目前应用最广泛的磁铁产品，磁能积可以达到50mgoe，是铁氧体的10倍。其矫顽力hc(保磁力)大，可以长期产生稳定的静磁场。考虑到静磁场的北(n)极和南(s)极之间的气隙宽度d对hc的反面影响，并兼顾空气流量，本发明中d的合适范围是10
‑
100mm。
75.虽然采用静磁场后大部分荷电颗粒物能被聚集，但仍然有一部分荷电粒子会随气流继续向前，来不及聚集而进入电晕场中。
76.2.电晕场处理
77.直流电晕是指静电场作用下的特殊放电现象。是在标准大气压(或以上)下的非均匀电场放电。电场的不均匀性是由于一个或多个电极表面曲率半径很小所造成。电晕场的电极结构可以是针对针、针对平板、金属丝对同轴圆筒、两条平行金属线等等。电晕放电是自持放电，不需要任何催离剂的作用，放电电流一般在10
‑6‑
10
‑3安培，其放电特征是在小曲率半径电极表面发生强烈的空间电离和激发，产生明显的发光层(电晕层)。1个标准大气压下，干燥空气产生电晕的电场强度约每米3mv或每厘米30kv。只有一个小曲率半径起晕电极时，称为单极电晕。单极电晕有正电晕和负电晕，由起晕电极连接的高压静电极性而定。正电晕和负电晕的放电机理不同，由于空间电荷分布对正电晕有利，所以正电晕结构容易起晕(在较低的电压下带正电的小曲率半径电极也可产生电晕)，所以产生的臭氧较少。但也容易在起晕正电极和带负电的电极之间产生电弧。故而电压受到限制，净化效率较低。相反，负电晕不易起晕，臭氧多，但击穿电压高于正电晕，净化效率较高。如果两个电极都是曲率半径很小的电极，则构成双极电晕，正电晕和负电晕同时存在，通过层外区的电流是双向
的，由正负带电粒子组成。在相同条件下，双极电晕的始晕电压低于单极始晕电压。本发明采用两个并列的电晕场对颗粒物和气态污染物进行处理。
78.当气流穿过冷等离子发生器2的正电极和负电极之后，气流的大部分颗粒物(包括微生物和病毒)就会带上电荷，荷电颗粒物穿过静磁场发生器8的北极和南极之后，在洛伦兹力和静电库仑力的双重作用下放电聚集成不荷电的颗粒。这些聚合的颗粒如果进入正电晕场，首先会吸附正电晕场丝极33周围的正电荷重新荷电，然后受到带负电的正电晕场集尘极31的库仑力作用，被吸引到正电晕场集尘极31上放电沉积。聚合的颗粒如果进入负电晕场，首先会吸附负电晕场丝极34周围的负电荷重新荷电，然后受到带正电的负电晕场集尘极32的库仑力作用，被吸引到负电晕场集尘极32上放电沉积。而穿过磁场后仍未能与带负电颗粒物聚合的带正电颗粒，由于离正电晕场比较近(因为离子发生器的正电极比负电极更靠近正电晕场的进气口)，会立即被带正电的正电晕场丝极33所排斥，被带负电的正电晕场集尘极31吸引，最后在正电晕场集尘极31上放电沉积。同样，穿过磁场后仍未能与带正电颗粒物聚合的带负电颗粒也会进入更接近的负电晕场，在带正电的负电晕场集尘极32上放电沉积。
79.采用电晕场净化颗粒物是十分成熟的技术。电晕丝材料通常是不锈钢或钨，为降低起晕电压，丝极直径一般不超过0.5mm。有的还在丝极上设置尖锐的毛刺使电晕更容易发生，同时减低臭氧量。电晕集尘极材料通常为不锈钢。本发明中正负电晕场的结构设计包括但不限于丝极
‑
板状集尘极结构、丝极
‑
圆筒状集尘极结构，其中丝极与集尘极平行，二者间距与丝极直径和静电电压相关。直径越小，电压越高，间距可以越大。本发明在电晕场处理时不考虑臭氧的产生量，所以电晕场的电压可以设计得较高。正电晕丝极电压不低于+3000v，集尘极不低于
‑
3000v。负电晕丝极电压不低于
‑
4000v，集尘极不低于+4000v。本发明还可采用针状电晕极
‑
板状集尘极结构，或者多根金属丝平行排列的双电晕设计。在多根金属丝平行排列的双电晕设计中，所有颗粒物都沉积在金属丝上，时间一长可能会影响电晕的产生，需要经常清理。但这种电晕场体积较小，很适合安装在空调进风口上。
80.3.电晕协同紫外光处理
81.处理净化颗粒物外，电晕场还可用于处理挥发性有机物(vocs)。电晕放电使气体发生电离，即电极附近的气体介质被局部击穿出现电晕。当电离产生的活性电子与vocs中具有与c
‑
h、c
‑
c或c＝c键相近或相同的键能时，就会打破这些键，进而破坏vocs结构。其中的自由基就可以与有机物分子或基团发生一系列的反应，在氧气存在情况下最终将有机物彻底氧化为co2和h2o。研究表明直流电晕放电电流为1.5ma时，室内苯的降解率达到了90％～95％。研究还表明负电晕比正电晕的净化效率高一些，尤其是在湿空气的条件下。另有研究显示脉冲电晕场的峰值电压、脉冲上升时间以及频率和气体停留时间对vocs的降解效率有很大影响。但电晕处理voc的能耗较高，且会产生o3和氮氧化物(nox)等有害副产物。此外为防止电弧短路，对设备部件的构型设计和制造精度要求很高。
82.采用紫外光处理vocs称为uv光解，是利用特定波长的紫外灯对vocs进行近距离照射，通过破坏污染物的化学键，氧化部分vocs为二氧化碳、水和氯化氢；同时将部分大分子vocs裂解为含c
‑
o、c＝o键的小分子化合物。但单一的uv光解技术在净化使用上有较大局限性。首先是可能产生毒性更大的不完全氧化副产物。如uv光解三氯乙烯的过程中会生成碳酰氯(光气)，其毒性比氯气约大10倍。其次，采用波长较短(185nm或更短)的紫外线进行光
解也会产生臭氧。采用波长较长的紫外线虽然可减少臭氧量，但净化效率较差。
83.本发明采用电晕场加紫外光的方式协同处理vocs。首先利用波长185nm紫外光破坏哪些键能小于647kj/mol的物质的化学键：如h
‑
h(436kj/mol)，c
‑
c(332kj/mol)，c＝c(611kj/mol)，s
‑
h(339kj/mol)，s
‑
s(268kj/mol)，o＝o(498kj/mol)，c
‑
h(413kj/mol)，c
‑
f(485kj/mol)，c
‑
n(305kj/mol)，c
‑
o(326kj/mol)，o
‑
h(464kj/mol)。所以大多数常见voc污染物(包括硫化氢、氨气、硫醇类、苯系物等)的化学键都可被185nm紫外光破坏。但c＝o的键能为728kj/mol，紫外光对含此化学键的污染物，如上述碳酰氯(cocl2)的处理效果有限。于是需要采用电晕场协同处理。电晕场产生的活性物质能量与电压相关，一定条件下可能达到c＝o的键能等级，使之破坏，所以能弥补uv光解的不足。反之，电晕场的副产物氮氧化物所具有的化学键键能一般低于185nm紫外光所能分解的键能上限，如o
‑
n为230kj/mol，o＝n为607kj/mol。所以在电晕场较弱的情况下，紫外光解能弥补其净化效果的不足，减低前者产生的副产物量。
84.如图2所示，为了简化设备，本发明在电晕场集尘极的后半段外表面上安装第一紫外灯5，在板状或圆筒状集尘极上开设狭缝或孔洞4，以便让紫外光透过狭缝或孔洞4照射进入电晕场内部，射到正电晕场丝极33和负电晕场丝极34上。狭缝适合于长管状紫外灯，其长度应与灯管长度相当。紫外灯的波长一般不高于154nm。根据空气气流中所含vocs的浓度以及需要净化的室内空间大小，紫外灯功率的可选范围从数瓦特到数百瓦特不等。考虑紫外光解一般所需时间为0.05
‑
0.5s，如果气流速度为1m/s，则参与紫外光解部分的电晕场长度(或紫外灯管长度)范围是50
‑
500mm。包括集尘段在内的整个电晕场长度应不低于450mm。
85.4.氧化催化处理
86.本发明在电晕协同紫外光处理时会生成新的氧化副产物。如碳氢化合物氧化成为的醛或酮。这些副产物需要进一步氧化成为co2和h2o后才能排放。所以本发明在接下来的步骤采用了氧化催化技术。通常电晕场可与光催化技术协同作用。其设计分为两种。一种是内置式，即光催化剂设置在电晕场内，电晕放电区域的高能粒子跃迁产生紫外线，激发催化分子的电子跃迁到高能级，从而实现等离子体技术和催化技术的协同作用。这种设计的优点是直接利用电晕产生的紫外光作为光催化剂所需的光源，不另外增加光源。但其局限是催化剂与气流的接触面积小，且荷电颗粒物会积累在催化剂表面，导致催化失效。另一种协同设计是后置式，即将光催化剂置于电晕区域之后，利用催化技术处理电晕处理产生的有害副产物以及残留的有机物。这种设计可首先去除颗粒物，减少其在催化剂上的积累，气流与催化剂的接触面积大，阻力小。但需要在光催化剂的气流通道中增加特别光源。如图1所示，本发明采用后置式设计，即将蜂窝状氧化催化剂网设置在电晕场之后，气流从电晕场出来后直接进入催化网。但并不在催化网的气流通道内部设置光源，以免堵塞通道，而是将第二紫外灯9设置在催化网的出口端。让紫外光通过众多气流通道射入催化网中。促使新生成和残留voc的持续氧化。另外还可以在气流进入催化网之前设置超声波加湿器，用以增加进入催化网中气流的湿度，以提高病毒灭活率。
87.提高该氧化催化步骤效率的关键因素包括催化剂组分、催化剂对气流的阻力、催化作用时间、气流温度和湿度、紫外灯参数等。分述如下：
88.(1)氧化催化剂
89.最重要的影响因素是光催化材料本身性能，包括催化活性，使用条件，使用寿命，
成本价格等各方面。贵金属催化剂活性强，效率高，可催化的污染物范围广，且不需紫外光照射也能催化。但容易中毒，成本也较高。金属氧化物成本低，不易中毒，光源条件宽松。但活性和催化效率较差。半导体氧化物效率较高，成本也很低，但需较强的紫外光。一般情况下，本步骤采用的氧化催化剂包括贵金属催化剂，包括铂和钯；金属氧化物催化剂，包括mgo、al2o3、sio2和硅铝酸盐分子筛；以及半导体氧化物催化剂，包括fe2o3、v2o5、tio2、cuo、nio，zno和cdo。
90.为了降低制造成本，本发明可以采用机动车用催化净化器作为本步骤中的蜂窝状催化器。车用催化器经过各国工程技术人员数十年研究已经完全市场化，随着技术日益成熟，成本也大幅下降。高端市售三元净化器的价格已经降到$50以下。但直接使用市售净化器仍然需要注意一些问题和改动措施。详细说明如下：
91.(1.1)所谓车用催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的co、碳氢化合物和氮氧化合物转换为对人体无害气体的一种排气净化装置。数十年前开发出的氧化催化转换器只能将排气中的co和碳氢化合物氧化为co2和h2o，因此这种催化转换器也称作二元催化转换器。由于不能转换氮氧化合物，二元催化转换器目前已经被淘汰。但有关其催化技术和产品制造工艺等方面的知识仍然保存完整，且大部分专利已经过期。所以可以直接被本发明采用。
92.(1.2)根据已有的二元催化技术，本步骤采用的二元催化转换器中，所用的氧化催化剂为铂(pt)和钯(pd)。
93.(1.3)为使二元催化转换器正常工作，必须供给二次空气作为氧化剂，以弥补排气中氧含量的不足。但如果用于空气voc的净化则不需另外供氧，气流中的氧气和附带产生的臭氧已经足以保证氧化反应的彻底完成。所以可以省略二次进风的部件。
94.(1.4)车用催化转换器均采用蜂窝状陶瓷材质(如堇青石，三氧化二铝)的载体，在载体上附着pd、rh等催化剂活性组分涂层。各种外形的陶瓷载体均含有较高密度的气流通道(开孔率可达400目/inch2以上，最小壁厚可达0.16mm以下)，目的是降低排气阻力，以免转化器背压过高影响发动机的正常工作。本发明直接采用车用催化转换器的载体可以减小气流阻力，净化空气流量远大于过滤式空气净化器。
95.(1.5)车用催化转换器必须承受较高的排气温度(一般高于300℃)，所以需要不锈钢作为外壳，并用陶瓷纤维+蛭石等耐温材料组成二者之间的衬垫。本发明净化空气的温度一般为室温条件。所以省略了沉重的金属外壳和复杂的衬垫材料。为此，可以要求转换器生产厂家改变制造工艺，专门为空气净化器生产所需氧化催化器。
96.(1.6)由于本步骤的气流中含有上一步骤产生的大量活性物质和过量臭氧，再加上射入载体气流通道的紫外灯辅助作用，在催化剂分子表面发生的voc氧化过程能够在室温条件下充分进行，不需要传统车用催化转换所需的起效温度(250—350℃)。而且随着反应的进行，氧化产热会逐渐提高气流温度，加快氧化反应速率。
97.(2)催化持续时间，催化器长度和气流速度范围
98.以及二元催化转换器的长度110
‑
250mm，可以计算出尾气在二元催化转换器内的停留时间不超过0.002s。当用于空气净化时，考虑到气流温度较低，即使催化时间延长10倍(为0.02s)，在气流速度为2m/s的条件下，氧化催化净化器的长度也仅为40mm。本发明采用的氧化催化剂长度范围是40
‑
100mm，适合的气流速度范围是1
‑
5m/s。
99.(3)温度与湿度
100.如前述，通过氧化催化器的气流温度可以控制在20
‑
65℃之间。太低或太高的温度不利于紫外光解效率的发挥。气流湿度较高时有利于病毒的灭活，在需要重点净化病毒的场合(如医院，厕所或公共活动场所)，可以采用在气流中增加水分将相对湿度提高到70％以上。增加水分的方法包括但不限于超声波加湿或水加热蒸发。
101.(4)紫外光源
102.紫外灯的波长范围在185
‑
375nm之间，较短波长的净化效率较高，较长波长的效率差一些，但臭氧量和氧化副产物较少。
103.5.还原催化处理
104.臭氧是人类已知的仅次于氟的第二位强氧化剂，臭氧在一定浓度下能与细菌、病毒等微生物产生生物化学氧化反应，可作为一种高效的杀菌消毒剂。国内将臭氧用于病房、手术室以及其他场所空气进行灭菌消毒是主要的推广方向。但是消毒后必须在室内臭氧浓度降低至国家容许浓度(0.2mg/m3)以下，人员才可进入。所以需对室内残余臭氧进行快速净化处理。处理方法主要有催化分解法、加热分解法、活性炭吸附法。加热分解法能耗高，对反应器要求高。活性炭吸附法会产生不稳定臭氧化产物，吸收装置容易发生燃烧和爆炸，吸附剂需经常更换。催化分解法采用锰、钴、铜等过渡金属氧化物及稀土金属氧化物组成臭氧分解催化剂，能在常温下对臭氧起到催化分解作用。目前比较合理的一个理论是：臭氧首先与催化剂表面接触，吸附在催化剂的活性位上，产生一个氧分子和一个表面活性氧原子，之后氧原子再与其他臭氧分子结合生成两个氧气分子。该方法设备投资少，运行能耗低。本发明人认为，臭氧分解是臭氧分子失去氧原子的过程，本质上是一个还原反应，所需催化剂与氧化反应催化剂不同。正如车用三元催化转换器与二元转换器不同一样。后者带有有铂(pt)和钯(pd)能催化碳氢化合物和co的氧化反应。前者增加了铑(rn)，可催化氮氧化物的还原反应。所以除了采用常规的还原催化剂外，本发明还可直接采用车用三元催化转换器以促使臭氧的还原。发明者的实验表明这种设想十分有效，但仍有一些问题需要注意。说明如下：
105.(1)催化器设置顺序
106.根据人们早期的研究，车用三元催化转换器能以排气中的co和碳氢化合物为还原剂，把氮氧化合物nox还原为氮(n2)和氧(o2)，而在该还原反应中，co和碳氢化合物同时被氧化为co2和h2o。所以当同时采用两种转换器时，通常将三元催化转换器置于二元催化转换器前。排气首先经过三元催化转换器将所含氮氧化物还原之后，再进入二元催化转换器，让未被氧化的残存co和碳氢合化物继续与二次进风中的氧气进行氧化反应。
107.但本发明中却将氧化催化器放于还原催化器的前面，其原因如下：
108.(1.1)本发明用于空气净化而非机车排气净化，空气中氮氧化物浓度很低，voc多为碳氢氧化合物，需要还原的污染物主要是臭氧，而本发明需要臭氧在室温条件下氧化voc，所以首先要保证一定臭氧浓度，最后再还原多余的臭氧。
109.(1.2)如前所述，根据臭氧催化分解理论，还原臭氧并不需要其它还原剂，两分子的臭氧在催化剂作用下就可还原为3分子氧气。所以将臭氧处理放置在最后一步不会有还原剂不足的问题。
110.(1.3)正常情况下，氧化反应会产生大量的热，还原反应则需要较高温度，而臭氧
在200℃条件下即可迅速分解为氧气。大多数正常工作的氧化催化转化器，其出口气流的温度会高于进口气流温度约20～25％。将氧化催化放置于还原催化之前，有利于让氧化反应产生的热量带入还原反应中，加速臭氧的分解。
111.(2)提高催化温度
112.除了利用上一步骤中氧化转换产生的热量之外，在残余臭氧浓度较大的场合，还需要设法提高臭氧催化还原的温度。本发明采用以下措施来加热催化剂本身：
113.(2.1)用供暖气流或燃气燃煤排放烟气加热还原催化器；
114.图7所示为农村地区普遍采用的冬季供暖系统，燃煤炉产生的高温烟气通过贯穿室内的烟囱管道排放到室外，高温烟气的热量通过管道的金属外壳以辐射及对流的形式传到室内空气。该冬季供暖系统虽然简单实用，但最大的问题是co中毒风险。为了隔绝室外严寒的空气，人们习惯于夜间紧闭门窗，造成室内氧气不足，燃料不能充分燃烧，由此产生大量co，让人们在睡梦中中毒。如果采用本发明的空气净化设备，则可以获得多方面利益：
115.1)燃煤炉产生的co进入净化系统后在氧化催化净化器6中被充分氧化成为co2，有效消除中毒风险；
116.2)与燃油和天然气相比，煤炭杂质含量很高，燃烧后产生大量有毒voc。这些voc能在电晕场处理器3、氧化催化净化器6、还原催化净化器7中被净化；
117.3)由于供暖炉直接安放在室内，在燃烧温度较高情况下，会产生城市供暖不常见的氮氧化物。但这些污染物能在还原催化净化器7中被还原为氮气和氧气；
118.4)煤炭燃烧值不高，燃烧后产生的大量灰烬会留在室内，造成空气中颗粒物含量飙升，采用净化系统后，大多数颗粒物会在冷等离子发生器2和磁场发生器8中被收集；
119.5)为了提高还原催化剂的催化效率，将还原催化净化器7放入排烟管道中(但与烟气相互隔离)，利用高温烟气加热还原催化剂。
120.对于采用集中供暖的城市供暖系统，可以将还原催化净化器7放入排放的暖气中(但与暖气相互隔离)或者放在暖气片周围，同样起到加热还原催化剂的作用。
121.(2.2)连通空调系统的进气和出气
122.根据空调系统的工作性质确定连通方式：
123.1)在冬季空调系统吹出暖风的情况下，将暖风作为本发明净化系统的进气，以提高臭氧还原分解的效率；
124.2)在夏季空调系统吹出冷风的情况下，将净化器出气作为空调系统的进气，以避免臭氧还原分解效率的降低。
125.(2.3)采用电阻加热方式加热催化剂
126.即在还原催化剂内外设置电热丝，用电热方式直接加热催化剂本身，以提高臭氧还原分解的效率。
127.(2.4)采用红外方式加热催化剂
128.采用红外线灯加热还原催化剂。该方式简单且不影响催化剂本身结构。但仍需要注意两点：
129.1)红外波长的选择：为提高加热效率，必须使红外加热器的辐射波长与被加热材料的吸收波长大致一致。为此，首先必须确定还原催化剂载体材料的有效吸收波长范围。根据文献报道，纳米al2o3载体在450
‑
1000cm
‑1的波数范围内有很宽的红外吸收带，称为其特
征吸收带。换算成吸收波长范围是10
‑
22.28μm。所以本发明采用波长在8
‑
25μm范围的远红外灯加热还原催化剂。
130.2)红外灯的安装方法：让红外光平行于催化剂的气流通道照射。让红外线通过气流通道射入催化剂内部深处。
131.(3)催化时间，催化剂长度和气流速度
132.本发明采用的还原催化剂长度范围是40
‑
100mm，适合的气流速度范围是1
‑
5m/s。
133.6.空气净化步骤的简化
134.上述5个步骤适用于高浓度颗粒物、高浓度voc、含高致命病毒及高浓度臭氧的空气净化。对于污染物浓度较低的特别情况，可以对上述步骤进行简化，以减小设备体积，提高实用性，节约能耗，降低成本。一般颗粒物浓度较高时，voc浓度也较高，所以分以下情况进行简化：
135.1)颗粒物浓度很低，voc浓度较高，可能含有危险病菌和病毒的情况
136.可以省略电晕场处理步骤，同时将冷等离子处理中的静磁场取消。如图8所示，冷等离子发生器2产生的正负离子在进入正负电晕场之前会让病毒和病菌荷电，进入电晕场之后，荷电病菌和病毒被电晕丝驱逐到集尘极表面并在放电而失活。气流中的voc在电晕和紫外线双重作用下被分解，然后进入氧化催化净化器6后被彻底氧化，残余的臭氧在还原催化净化器7中被还原。
137.2)颗粒物和voc浓度都很低，但空气中可能含有危险病菌和病毒的情况
138.可以省略本发明的电晕场处理步骤和电晕协同紫外光处理步骤，如图9所示，冷等离子发生器2产生的正负离子在进入氧化催化净化器6之前让病菌和病毒荷电，在进入氧化催化净化器6之后，荷电病菌和病毒在催化剂表面放电，在催化剂、冷等离子发生器2产生的臭氧和第二紫外灯9的多重作用下，其表面蛋白质结构被氧化破环而失活。气流中的voc在电晕和紫外线双重作用下被分解。残余的臭氧在还原催化净化器7中被还原。
139.7.实验验证
140.本发明采用电晕场去除颗粒物是业界成熟技术，其效果不容置疑。但voc和臭氧的去除效果需要实验验证。发明人采用空气质量监测仪(hto
‑
132 air quality detector made by hytop innovation and technology co.,ltd)监测5
×5×
3m3房间内采用本发明样机处理后的空气质量变化。如图10所示，图中污染物参数的单位如下：hcho(mg/m3),tvoc(10mg/m3),pm2.5(ug/m3),pm10(ug/m3),co(ppm),co2(100ppm)。
141.从实验结果看，120分钟内，各项污染物浓度都有不同程度下降：pm10从35ug/l降至8ug/l,hcho从25mg/m3降至15mg/m3,tvoc从150mg/m3降至90mg/m3,co从10ppm降至6ppm。由于此实验样机只采用了冷等离子处理步骤和电晕场处理步骤，所以颗粒物下降明显，voc和co下降不显著。
142.图11采用了包含冷等离子处理步骤和氧化催化处理步骤的样机处理含70％乙醇的人造voc。其中氧化催化剂直接采用车用二元催化器。实验显示voc在等离子和氧化催化协同作用下，净化voc的效果非常显著。
143.采用臭氧监测仪(gravity:i2c ozone sensor and arduino romeo v1.3 analog circuit)t监测5
×5×
3m3房间内采用本发明样机处理后的臭氧浓度(房间温度25℃,湿度55％)。
144.图12是将介质阻挡臭氧发生器(臭氧量5g/h)产生的高浓度臭氧通过还原催化处理步骤进行处理的结果。其中还原催化剂采用车用三元转化器。实验表明虽然前70s室内臭氧浓度急剧升高，但之后开始迅速降低，尽管仍不达标，这是因为本实验原始臭氧浓度远超现实生活中空气的臭氧浓度所致。
145.图13是采用本发明样机经过冷等离子处理步骤和还原催化处理步骤后的臭氧浓度
‑
时间关系示意图。冷等离子处理步骤中采用的双极等离子发生器为美国xx公司产品(d1.2
‑
1cold plasma，电源115vac)，还原催化处理步骤直接采用车用三元催化转换器。从图中可以清楚看出，还原催化处理步骤能够使冷等离子处理步骤产生的臭氧浓度迅速下降并达标，足见本发明技术的有效性。
146.以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。