本發(fā)明涉及一種室內(nèi)空氣增濕凈化裝置，特別涉及一種超聲波協(xié)同紫外光凈化空氣的裝置及處理方法，可去除甲醛、甲苯、乙苯、二甲苯等多種揮發(fā)性氣態(tài)污染物，適用于處理低濃度的室內(nèi)空氣污染。
(二)
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及人們生活水平的提高，人們對室內(nèi)環(huán)境的舒適、健康、高效提出了更高的要求，在帶動(dòng)了室內(nèi)裝修和現(xiàn)代化浪潮興起的同時(shí)，室內(nèi)空氣品質(zhì)也越來越受關(guān)注。研究結(jié)果表明室內(nèi)大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs)是導(dǎo)致室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的直接原因。人們的居住及工作場所中常見的裝飾品、日用品及大量的石油產(chǎn)品均能釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物，尤其是室內(nèi)裝修所使用的油漆、涂料及各種建筑材料等是主要的污染來源。
我國領(lǐng)土遼闊，自然氣候多元化，每年的秋冬季節(jié)，氣候干燥，特別是在北方的感寒的冬季，人們經(jīng)常會感覺到口干舌燥，上火，喉嚨痛等，造成血多季節(jié)性的疾病。根據(jù)有關(guān)科研表明，人類最適宜的氣候環(huán)境是在的一定濕度環(huán)境，在北方很多城市的自然空氣濕度遠(yuǎn)達(dá)不到這一濕度環(huán)境。
超聲波是一種用途較廣的技術(shù)，其在傳播過程中對液體產(chǎn)生負(fù)壓效應(yīng)，會使液體斷裂而產(chǎn)生空穴，形成空化核，即在液體中生成充滿氣體的氣泡，這種現(xiàn)象被稱為空化現(xiàn)象。氣泡迅速崩潰而產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫、高壓，會將液體霧化均分布在氣相中。本技術(shù)被廣泛用于室內(nèi)空氣增濕，增濕效果顯著。
紫外光催化技術(shù)降解空氣中的有機(jī)污染物通常會運(yùn)用納米半導(dǎo)體作為光催化劑，紫外線燈為光源來處理有機(jī)污染物，在一定條件下將污染物氧化成無害、無味的水和二氧化碳。絕大多數(shù)的光催化反應(yīng)選擇納米二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎?，光催化劑在光誘導(dǎo)條件下使電子由基態(tài)遷移到激發(fā)態(tài)并且產(chǎn)生了電子空穴，這些電子空穴具有極強(qiáng)的氧化性，可以氧化分解吸附在催化劑微孔表面的有機(jī)污染物，同時(shí)也能使吸附在微孔表面的水和氧氣轉(zhuǎn)化成羥基自由基和活性氧原子，這些活性基團(tuán)與揮發(fā)性有機(jī)物接觸氧化，最終達(dá)到將VOCs污染物去除的目的。催化反應(yīng)方程式表示為：TiO2+hv→h++e-。
有研究表明，一定的水分或濕度可以促進(jìn)紫外光降解效率，水分在UV作用下分解為活性基團(tuán)可以降解有機(jī)污染物。因此，在室內(nèi)空氣凈化器上引入增濕器，不僅可以達(dá)到增濕的目的而且可以強(qiáng)化紫外光凈化效果。該技術(shù)優(yōu)勢，成為提出本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種超聲波增濕紫外光降解的空氣增濕凈化器及應(yīng)用，在超聲波增濕空氣的基礎(chǔ)上強(qiáng)化紫外光降解有機(jī)污染物的效果，裝置簡單緊湊，具有同時(shí)增濕和凈化空氣效果。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
本發(fā)明提供一種空氣增濕凈化器，所述凈化器由主體反應(yīng)罐、顯示器和超聲波發(fā)生器構(gòu)成；所述主體反應(yīng)罐一側(cè)面設(shè)有排風(fēng)扇(用于進(jìn)氣)，另一側(cè)面設(shè)有排氣口，頂部設(shè)有加水口，內(nèi)部設(shè)有紫外燈和催化劑濾網(wǎng)；所述紫外燈與顯示器連接，所述超聲波發(fā)生器與顯示器連接并置于主體反應(yīng)罐底部；所述催化劑為光觸媒蜂窩濾網(wǎng)，濾網(wǎng)表面均勻附著TiO2粉末。
進(jìn)一步，所述催化劑濾網(wǎng)環(huán)繞于紫外燈周圍。
進(jìn)一步，所述每升主體反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)置1根紫外燈和0.01m2催化劑網(wǎng)。
進(jìn)一步，所述紫外燈由鎮(zhèn)流器和電源控制，紫外燈波長為180～300nm，紫外燈間距10～20cm，紫外燈與催化劑網(wǎng)間距5～10cm，功率為10～40W，優(yōu)選紫外燈功率10W，波長185nm，紫外燈與催化劑網(wǎng)間距5cm。
進(jìn)一步，所述催化劑濾網(wǎng)孔徑為2～5mm。
進(jìn)一步，所述超聲波發(fā)生器的頻率為0.5～5MHz，功率30-50kW，優(yōu)選1.7MHz，功率45kW。
進(jìn)一步，所述主體反應(yīng)罐內(nèi)添加20～200ml水/L主體反應(yīng)罐。
本發(fā)明主體反應(yīng)罐中的水被超聲波霧化后與排風(fēng)機(jī)通入的空氣接觸，均勻分布在空氣中；紫外光輻照霧化后的水分和空氣，紫外光和水分分解的活性自由基同時(shí)降解空氣中污染物。
本發(fā)明所述主體反應(yīng)罐材質(zhì)為聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃鋼或不銹鋼。所述紫外燈由鎮(zhèn)流器和電源控制。
本發(fā)明所述空氣增濕凈化器在超聲波增濕紫外光降解凈化空氣中的應(yīng)用，所述應(yīng)用為：向主體反應(yīng)罐內(nèi)加入水，開啟排風(fēng)機(jī)將空氣通入主體反應(yīng)罐內(nèi)，開啟超聲波發(fā)生器將反應(yīng)罐底部的水分霧化，空氣得以增濕，開啟紫外燈電源，水分在紫外光和催化劑作用下產(chǎn)生活性基團(tuán)并降解空氣中的污染物，凈化后的空氣從主體反應(yīng)罐的排氣口排出。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：傳統(tǒng)空氣凈化和增濕功能是獨(dú)立的，而本發(fā)明是將紫外光凈化和超聲波增濕功能整合在同一個(gè)裝置中，增濕能進(jìn)一步促進(jìn)紫外光降解效率。本裝置操作簡便，增濕和凈化效果好。本發(fā)明在超聲波增濕器中引入紫外光氧化系統(tǒng)，達(dá)到同時(shí)增濕和凈化空氣的目的，具有結(jié)構(gòu)緊湊，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
(四)附圖說明
圖1為本發(fā)明空氣增濕凈化器的裝置示意圖：1-顯示器，2-超聲波發(fā)生器，3-主體反應(yīng)罐，4-排風(fēng)扇，5-催化劑濾網(wǎng)，6-紫外光燈，7-加水口，8-排氣口。
(五)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此：
實(shí)施例1
一種空氣增濕凈化器，所述凈化器由主體反應(yīng)罐3、顯示器1和超聲波發(fā)生器2構(gòu)成；所述主體反應(yīng)罐3一側(cè)面設(shè)有排風(fēng)扇4(用于進(jìn)氣)，主體反應(yīng)罐另一側(cè)面設(shè)有排氣口8，主體反應(yīng)罐頂部設(shè)有加水口7，主體反應(yīng)罐內(nèi)部設(shè)有紫外燈6和催化劑濾網(wǎng)5，所述紫外燈6與顯示器1連接，所述超聲波發(fā)生器2與顯示器1連接并置于主體反應(yīng)罐底部；所述催化劑為光觸媒蜂窩濾網(wǎng)，濾網(wǎng)表面均勻附著TiO2粉末，濾網(wǎng)孔徑為5mm。
所述主體反應(yīng)罐為聚氯乙烯外包錫箔紙的筒體，高為13cm，直徑為10cm，主體反應(yīng)罐內(nèi)添加100ml水/L主體反應(yīng)罐；所述主體反應(yīng)罐中心位置內(nèi)設(shè)置1根紫外燈，并在紫外燈周圍設(shè)置0.01m2催化劑網(wǎng)。所述紫外燈由鎮(zhèn)流器和電源控制，紫外燈功率10W，波長185nm，紫外燈與催化劑網(wǎng)間距5cm。所述超聲波發(fā)生器頻率為1.7MHz、功率為45kW。
凈化空氣的方法：開啟控制顯示器的電源，排風(fēng)機(jī)、超聲波發(fā)生器和紫外燈全部同時(shí)工作，室內(nèi)空氣經(jīng)排風(fēng)機(jī)進(jìn)入主體反應(yīng)罐和霧化的水分接觸，并在紫外燈照射下反應(yīng)，凈化后的空氣由排風(fēng)口排出。
試驗(yàn)凈化的空氣對象為含甲醛的廢氣，甲醛濃度為1～1.5mg/m3，試驗(yàn)結(jié)果見表1?？刂苹旌蠚怏w的相對濕度范圍為0～90％，分析了相對濕度對光降解效率的影響，結(jié)果表明甲醛的去除率隨著相對濕度的增加先提高后略有降低，在相對濕度為60～65％時(shí)達(dá)到最大。
表1試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)