專利名稱：具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器的制作方法
技術領域：
本發明涉及去除空氣中有機污染物、煙霧、細菌、異味氣體、有害無機氣體的空氣凈化裝置，具體說是具有蜂巢結構的光催化反應裝置與緊湊式熱發生裝置耦合的空氣凈化器。
背景技術：
目前，國內外使用的大部分空氣凈化器仍然采用機械過濾技術、活性炭吸附技術、負離子技術和臭氧氧化技術等。機械過濾式主要起除塵作用；活性炭吸附式凈化器有一定的空氣凈化能力，但存在吸附飽和問題；負離子主要是提高空氣的清新度，同時具有微弱的去除煙塵作用；臭氧雖有一定的滅菌作用，但它本身也是空氣污染物質，會帶來新的污染。而且上述各種凈化器去除室內有機和無機污染物(如家具和裝飾材料釋放的致癌氣體甲醛、苯等)的能力非常有限，因而無法實施全方位凈化空氣。
近年來，國內相繼開發出系列新一代空氣凈化器——光催化空氣凈化器。例如，專利號00344963、02139299、02240514、02240515、02217277、02216058、02215826、02212337、01258706、01254841、01268178、99229946、99217659、95223245、93214849、91232342、和98216682等所公開的光催化空氣凈化器，均在不同程度上具有去除空氣中污染物的能力。但這些空氣凈化裝置普遍存在凈化效率和礦化率不夠高的缺點，影響了光催化空氣凈化器的應用推廣。從光催化空氣凈化器結構角度分析，上述各種凈化器雖然采用了不同幾何圖形和不同材料的載體，但均主要采用平板式結構的光催化片。專利95223245和91232342采用了單個筒式結構。專利02217277則將光催化劑涂在風機葉輪表面，但它們仍可被認為是帶有一定弧度的平板結構。專利02216058涉及蜂巢狀光催化片，是指平板式光催化片上擁有眾多細小蜂窩狀孔洞，紫外燈設計在光催化片外，仍屬于平板結構。專利02212337涉及附帶電熱器的光催化凈化裝置，其特征是將電熱器裝在光催化反應床前的氣流通道中，通過加熱空氣以達到其目的。
發明內容
為了克服現有平板式等光催化空氣凈化器結構所帶來的技術性限制，本發明將提供一種催化片制成集群多邊形的蜂巢式結構的具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種將光催化片設計成蜂巢狀，紫外燈設在多邊形的蜂巢中，具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器，其特征是凈化器的一頭為前蓋板，前蓋板的端頭為進氣口，前蓋板的中心安裝有風機和調流板，前蓋板的另一端連接機殼；所述的機殼內安裝有蜂巢狀光催化反應器，蜂巢壁之間安裝有緊湊式加熱裝置，蜂巢中心安裝有紫外燈；機殼的另一端連接有后蓋板，后蓋板的另一頭為出氣口。所述的蜂巢狀光催化反應器的孔為3邊～12邊及圓形，孔徑為26毫米～100毫米，孔長為10毫米～1500毫米；所述的蜂巢狀光催化反應器結構材料可使用各種光催化載體材料，其中有不銹鋼、鋁合金、無紡布、炭纖維布和金屬絲網；所述的多邊形結構中放置一盞波長200nm～700nm的紫外燈；所述的電熱裝置可使用電熱絲、電熱片和電熱帶。本發明是將緊湊式電熱發生裝置置于多邊形的光催化劑載體之間，將光催化技術與熱催化技術耦合。
工作時，控制器控制風機使空氣通過進氣口從機體的前蓋機處吸入，經過調流板將所送入的空氣均勻的分布到受紫外線燈照射的和被加熱裝置加熱的蜂巢狀光催化反應器上，進行光一熱耦合氧化還原反應，凈化后的空氣經過后蓋板，由出氣口排出。本發明的發熱裝置為緊湊式，夾在光催化載體中，直接加熱光催化劑以提高光催化效率。
本發明的效益和優越性在于本發明與現有使用光催化技術的空氣凈化器相比，蜂巢狀光催化反應器大幅度提高光催化劑載體面積和紫外光光照強度，從而大幅度提高凈化器的凈化效率。通過光催化與熱催化技術耦合，進一步提高去除空氣中有機污染物、無機有害氣體、滅菌和除臭的效率，提高了催化劑對污染物的分解能力，從而大大增強了該凈化裝置的凈化效率。本發明的空氣凈化器具有礦化率高、熱利用率高、催化劑不易失活、體積小巧的特點。
以下結合附圖及實施例對本發明進一步詳細說明。
圖1是本發明新型結構示意圖。
圖2是蜂巢狀光催化反應器與緊湊加熱裝置及紫外燈之間關系示意圖。
圖3是實施例1中的《苯類有機污染物的光一熱催化降解》的表。
圖4是實施例2中的《甲醛和乙醇胺的光一熱催化降解》的表。
圖5是實施例3中的《不同濃度的SO2氣體的光一熱催化去除》的表。
圖1中進氣口1，風機2，機殼3，紫外燈4，緊湊加熱裝置5，后蓋板6，前蓋板7，調流板8，蜂巢狀光催化反應器9，出氣口10。
具體實施例方式
實施例1請參閱圖1圖2，蜂巢狀載體材料為金屬鋁，將鋁制作成六角形孔的蜂巢。表面按我們先前申請的專利03102878所表明的方法處理，并鍍上我們先前申請的專利98115808所規定的光催化劑，鍍膜辦法按照我們先前申請專利03102878所提供方法。凈化器的一頭為前蓋板(7)，前蓋板(7)的端頭為進氣口(1)，前蓋板(7)的中心安裝有風機(2)和調流板(8)，前蓋板的另一端連接機殼；所述的機殼(3)內安裝有蜂巢狀光催化反應器(9)，蜂巢壁之間安裝有緊湊式加熱裝置(5)，蜂巢中心安裝有紫外燈(4)；機殼(3)的另一端連接有后蓋板(6)，后蓋板(6)的另一頭為出氣口(10)。本實施例中電熱裝置利用扁平電熱帶制成，加熱功率為400W。凈化器的光一熱催化凈化空氣實驗在一個全密封30立方米的評價室內完成，將苯類污染物作為模型氣體，其降解過程情況詳見圖3。
實施例2
請參閱圖1使用蜂巢狀載體材料為不銹鋼，電熱裝置利用細電熱絲，加熱功率為500W。有機污染物選定甲醛和乙醇胺。將不銹鋼片制作成五角形孔的蜂巢。凈化器的一頭為前蓋板(7)，前蓋板(7)的端頭為進氣口(1)，前蓋板(7)的中心安裝有風機(2)和調流板(8)，前蓋板的另一端連接機殼；所述的機殼(3)內安裝有蜂巢狀光催化反應器(9)，蜂巢壁之間安裝有緊湊式加熱裝置(5)，蜂巢中心安裝有紫外燈(4)；機殼(3)的另一端連接有后蓋板(6)，后蓋板(6)的另一頭為出氣口(10)。其降解過程情況詳見圖4。
實施例3請參閱圖1使用蜂巢狀載體材料為無紡布，并利用工作時發熱的紫外燈直接加熱催化劑。無機污染物選定不同起始濃度的SO2氣體。將鋁片制作成圓形孔的蜂巢凈化器，凈化器的一頭為前蓋板(7)，前蓋板(7)的端頭為進氣口(1)，前蓋板(7)的中心安裝有風機(2)和調流板(8)，前蓋板的另一端連接機殼；所述的機殼(3)內安裝有蜂巢狀光催化反應器(9)，蜂巢壁之間安裝有緊湊式加熱裝置(5)，蜂巢中心安裝有紫外燈(4)；機殼(3)的另一端連接有后蓋板(6)，后蓋板(6)的另一頭為出氣口(10)。其降解過程情況詳見圖5。
權利要求
1.一種將光催化片設計成蜂巢狀，紫外燈設在多邊形的蜂巢中，具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器，其特征是凈化器的一頭為前蓋板，前蓋板的端頭為進氣口，前蓋板的中心安裝有風機和調流板，前蓋板連接機殼；所述的機殼內安裝有蜂巢狀光催化反應器，蜂巢壁之間安裝有緊湊式加熱裝置，蜂巢中心安裝有紫外燈；機殼的另一端連接有后蓋板，后蓋板的另一頭為出氣口。
2.根據權利要求1所述的一種具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器，其特征是所述的蜂巢狀光催化反應器的孔為3邊～12邊及圓形，孔徑為26毫米～100毫米，孔長為10毫米～1500毫米。
3.根據權利要求1所述的一種具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器，其特征是所述的蜂巢狀光催化反應器結構材料可使用各種光催化載體材料，其中有不銹鋼、鋁合金、無紡布、炭纖維布和金屬絲網。
4.根據權利要求1所述的一種具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器，其特征是所述的多邊形結構中放置一盞波長200nm～700nm的紫外燈。
5.根據權利要求1所述的一種具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器，其特征是所述的電熱裝置可使用電熱絲、電熱片和電熱帶。
全文摘要
本發明公開了一種用于空氣的去除有機污染物、除臭、消毒和滅菌的具有蜂巢結構的光一熱耦合空氣凈化器，它是由機殼、風機、調流板、多邊形蜂蜂巢狀光催化反應器、紫外線燈、緊湊式加熱裝置和相應的電路組成。工作時蜂巢型光催化反應器所負載的光催化劑受紫外光源激發活化，并與熱耦合產生強氧化能力，將空氣中的有機污染物、細菌、異味氣體及有害無機氣體氧化分解，從而達到凈化空氣的目的。蜂巢狀的光催化劑反應器增加光催化劑負載載體的面積，還提高了光照強度。緊湊式電熱發生裝置置于蜂巢壁之間，實現光催化與熱催化技術耦合，提高了光催化效率。本發明裝置除了具有熱利用率高，體積小巧的特點外，還具有光催化效率高、礦化率高，催化劑不易失活等優點。
文檔編號A61L9/16GK1542351SQ200310114008
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月6日 優先權日2003年11月6日
發明者付賢智, 張建宏, 劉平, 崔曉輝, 邵宇, 戴文新, 陳旬, 王緒緒, 李旦振 申請人:福州大學, 中國人民解放軍海軍核化研究所