一种含有低温催化燃烧单元的空气净化器及其净化方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201610443132.0 | 申请日 | 2016-06-17 | 公开(公告)号 | CN107511062A | 公开(公告)日 | 2017-12-26 |
| 申请人 | 苏州弗莱希智能科技有限公司; | 发明人 | 韩一帆; 朱雪华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 揭示了一种含有低温催化燃烧单元的 空气 净化 器 的净化方法，包括：初步过滤空气中至少包括灰尘、毛发、细屑、PM10、PM2.5悬浮物、苯类、甲 醛 、 硫化氢 、氮 氧 化物气体，直径为0.3微米以上颗粒物；检测空气中至少包括一氧化 碳 、碳氢化合物、甲醛、氮氧化物气体的浓度，当检测气体的浓度高于标准限度时，则将该气体进行低温催化燃烧分解后排放出去。本发明还揭示一种空气净化器，包括初级过滤单元和分解气体单元，分解气体单元包括由低温催化过滤网及装填在低温催化过滤网内的低温催化燃烧催化剂组成的低温催化燃烧单元。本发明将低温催化燃烧技术应用到空气净化器中，实现对空气中TVOC、CO等有毒气体的彻底清除，环保又节能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种含有低温催化燃烧单元的空气净化器，其特征在于，包括初级过滤单元和分解气体单元，所述初级过滤单元由多层滤网组成，所述分解气体单元包括低温催化燃烧单元，所述低温催化燃烧单元包括低温催化过滤网以及装填在所述低温催化过滤网内的低温催化燃烧催化剂。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种含有低温催化燃烧单元的空气净化器及其净化方法技术领域[0001] 本发明涉及空气净化器技术领域，尤其是涉及一种含有低温催化燃烧单元的空气净化器及其净化方法。 背景技术[0002] 空气污染物是以气态形式进入近地面或底层大气环境的外来物质，它对人们的生活和工作质量以及公众的身体健康都有很大的影响。空气污染物主要有：TVOC(Volatile Organic Compound-总挥发性有机物)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、硫氧化物和颗粒物(PM)等，颗粒物是指分散悬浮在空气中的液态或固态物质，其粒度在微米级，粒径大约在0.0002～100微米之间；其余污染物主要为气体污染物，其中更引人注意的是CO。 [0003] CO被人体吸入后，极易与血液中运载氧的血红蛋白结合，结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕，头疼，重者脑细胞受到永久性损伤，甚至窒息死亡；对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性大；引起胎儿生长受损和智力低下。 [0004] CO是人为产生的一种废气，因此在不同的环境含量有明显均不同。大部分的CO来自汽车废气，所以在汽车密集的市中心，CO浓度就远较郊区为高；其次在许多工厂也产生工业废气，如在煤气厂、冶炼厂附近CO的浓度可很高，长期在附近生活的人，碳氧血红蛋白可维持在较高的水平；在室内，由于供热、烹调和吸烟等，CO浓度也可能很高，尤其是在室内通风条件不良的情况下，燃烧室用煤气两小时后，CO浓度为32.3mg/m3，但在通风条件良好的情况下.其浓度仅13.4mg/m3，又如每支卷烟燃烧时产生的CO在1％～5％之间，一般房间内有人吸烟时，CO浓度常在2～10×10-6mg/m3，拥挤的会议室，有人吸烟可达40×10-6mg/m3。吸烟是一般居民血中碳氧血红蛋白的主要来源。不吸烟者血中的碳氧血红蛋白平均为0.5％～2.0％.而吸烟能上升到2％～15％，重度吸烟者可达20％。吸烟引起的碳氧血红蛋白水平比暴露于大气CO所引起的碳氧血红蛋白水平要高的多，因此，CO对人体的危害是无处不在的。 [0005] 为了减轻空气污染物造成的危害，人们普遍采用空气净化器。空气净化器是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物，有效提高空气清洁度的产品，可用于居家室内，还有工厂洁净车间、实验室及洁净室，或者用于电子机械通信设备等的保护。但一般的空气净化器对于CO的净化并没有作用。 发明内容[0007] 为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种含有低温催化燃烧单元的空气净化器，包括初级过滤单元和分解气体单元，所述初级过滤单元由多层滤网组成，所述分解气体单元包括低温催化燃烧单元，所述低温催化燃烧单元包括低温催化过滤网以及装填在所述低温催化过滤网内的低温催化燃烧催化剂。 [0008] 优选地，还包括封装所述初级过滤单元和分解气体单元用的外壳，所述外壳靠近所述初级过滤单元的一侧面开有进风口，且相对的另一侧面开有出风口，所述进风口内安装一初效滤网。 [0009] 优选地，所述所述初级过滤单元包括按序由所述进风口往出风口方向堆叠的高效滤网和活性碳滤网。 [0011] 优选地，所述分解气体单元还包括检测单元和温度控制单元，所述检测单元用于检测不同的TVOC、CO浓度，当检测的有害气体的TVOC、CO浓度高于标准限度时，则将气体自动转入所述低温催化燃烧单元；所述温度控制单元用于控制所述检测单元的温度在25～35度区间内。 [0012] 优选地，还包括用于控制整机的开启状态和调速状态的控制单元。 [0013] 优选地，所述控制单元包括电源模块、控制器、3D手势控制器、手势感应区域和执行单元，所述手势感应区域分为多个电极，每个电极用于对应感应一种方向的手势动作；所述3D手势控制器用于将所述手势动作采集处理并传输给所述控制器；所述控制器根据所述手势动作发出相应的执行命令给所述执行单元执行；所述电源模块与所述控制器、3D手势控制器相连，用于供电，所述手势感应区域的电极至少包括东、南、西、北、中电极。 [0015] 优选地，所述手势感应区域的感应区域范围为0～15cm。 [0016] 优选地，所述执行单元包括整机开关单元和调速单元，具体地，当所述手势动作由南电极到北电极，则所述整机开关单元控制整机开启；当所述手势动作由北电极到南电极，则所述整机开关单元控制整机关闭；当所述手势动作由西电极到东电极，则所述调速单元控制调速增加；当所述手势动作由东电极到西电极，则所述调速单元控制调速减小。 [0017] 优选地，所述低温催化燃烧催化剂选用金属氧化物催化剂、改性核-壳结构催化剂、Au基催化剂、Pt基催化剂、Pd基催化剂中的任意一种或者两种以上催化剂的任意组合。 [0018] 优选地，所述金属氧化物催化剂选用MnOx-CeO2催化剂或Mn3O4@SiO2催化剂。 [0019] 本发明还提供了一种含有低温催化燃烧单元的空气净化器的净化方法，包括以下步骤： [0021] S2，检测空气中至少包括TVOC、一氧化碳、碳氢化合物、甲醛、氮氧化物气体的浓度，当检测的气体的浓度高于标准限度时，则将所述气体进行低温催化燃烧分解后排放出去。 [0022] 优选地，所述S1包括： [0023] S11，拦截过滤空气中的包括灰尘、毛发、细屑、PM10、PM2.5悬浮物； [0024] S12，过滤直径为0.3微米以上的颗粒物； [0025] S13，吸附空气中的包括苯类、甲醛、硫化氢、氮氧化物气体。 [0026] 优选地，还包括：控制所述低温催化燃烧的温度在25～35度之间。 [0028] 本发明的有益效果是：本发明将低温催化燃烧技术应用到空气净化器中，实现对空气中TVOC、CO等有毒气体的彻底清除，不同于光催化技术，无需借助紫外光线，仅需温度，更加的安全，既环保又节能，具有可持续发展特性，是一款全新的绿色空气净化产品。附图说明 [0029] 图1是本发明空气净化器的整体结构示意图； [0030] 图2是本发明空气净化器的内部结构示意图； [0031] 图3、图4是本发明空气净化器的控制单元的原理结构示意图； [0032] 图5是本发明空气净化器的净化方法的流程示意图。 [0033] 附图标记： [0034] 1、外壳，11、进风口，12、初效滤网，2、初级过滤单元，21、高效滤网，22、活性碳滤网，3、分解气体单元，31、检测单元，32、低温催化燃烧单元，4、控制单元。 具体实施方式[0035] 下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。 [0036] 低温催化氧化技术是利用催化剂对TVOC、CO等进行低温催化氧化过程，反应在常温下进行，转化率高，产物为CO2。其机理就是当常温下的TVOC、CO经过催化剂床层，吸附于催化剂表面，并与空气中氧气解离吸附产生的氧原子反应，生成CO2并排放于大气，从而彻底除去TVOC、CO。同时该催化剂对于氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)的氧化还原也有一定的作用，实现彻底的空气净化。因此，当低温催化氧化技术与空气净化器结合后，就可大大提高空气的净化效果，使人们吸进的空气更清新、洁净。 [0037] 然而，让低温催化氧化技术在空气净化器上发挥作用需要满足一系列条件。首先，空气净化器需要安装合适的催化剂，以利于TVOC、CO的低温催化；其次，还需要具有对空气中颗粒污染物的吸附与截留能力，使催化剂的活性组分能够与污染物充分接触，发挥其低温催化氧化TVOC、CO作用，同时能让过滤后的清洁空气顺畅通过；最后，所安装的过滤网还应成本低、易生产、易安装。 [0038] 结合图1和图2所示，本发明所揭示的一种含有低温催化燃烧单元的空气净化器，包括外壳1以及封装在外壳1内的初级过滤单元2、分解气体单元3和控制单元4，外壳1上相对的两侧面上分别开设有进风口11和出风口(图未示)，分别用于进待净化的空气和排出净化后的气体。优选地，进风口11内安装一初效滤网12，用于拦截过滤空气重的灰尘、毛发、细屑、PM10、PM2.5等较大悬浮物，材质可采用聚酯纤维制成。 [0039] 初级过滤单元2由多层滤网组成，包括按序由进风口11往出风口方向堆叠的高效滤网和活性碳滤网。高效滤网(HEPA网)内填充有化纤滤料，对直径为0.3微米以上颗粒有99.99％的过滤效率，可高效去除可吸入颗粒物、卷烟烟气、花粉等。活性碳滤网内填充有通孔结构的铝蜂窝滤料，对苯类、甲醛、硫化氢、氮氧化物等有害气体具有良好的吸附作用。 [0040] 分解气体单元3包括检测单元31、温度控制单元(图未示)和低温催化燃烧单元32，检测单元31内置TVOC、CO等异味传感器，针对不同的TVOC、CO浓度，通知低温催化燃烧单元32开启不同模式，以实现快速过滤空气的效果。当检测的有害气体的TVOC、CO浓度高于标准限度时，则将气体自动转入低温催化燃烧单元32；否则，将不启动低温催化燃烧单元32，达到多样净化空气的目的。温度控制单元32用于控制所述检测单元的温度在25～35度区间内，为低温催化燃烧单元32提供相应的催化环境。 [0041] 低温催化燃烧单元32用于采用低温催化燃烧催化剂对空气中的TVOC、CO，碳氢化合物，甲醛，氮氧化物(NOx)进行彻底的分解净化处理。具体地，低温催化燃烧单元32包括低温催化过滤网以及装填在低温催化过滤网内的低温催化燃烧催化剂，催化剂可选用金属氧化物催化剂、改性核-壳结构催化剂、Au基催化剂、Pt基催化剂、Pd基催化剂中的任意一种或者两种以上催化剂的任意组合，金属氧化物催化剂可选用MnOx-CeO2催化剂或Mn3O4@SiO2催化剂。其中，采用MnOx-CeO2催化剂在室温25℃时，CO转化率达到93％，而在30℃时，即可达到100％转化率。 [0042] 控制单元4用于控制整机的开启状态和调速状态，结合图3和图4所示，包括电源模块、控制器、3D手势控制器、手势感应区域和执行单元，手势感应区域分为多个电极，每个电极用于对应感应一种方向的手势动作，本发明实施例中，手势感应区域分为东、南、西、北、中5个电极，5个电极可以感应手势的具体动作和方向，优选地，手势感应区域的感应区域范围为0～15cm。3D手势控制器用于将手势动作采集处理并传输给控制器，实施时可采用MGC3130手势控制器，图4中，手势感应区域的北电极、中心电极、东电极、南电极、西电极5个电极分别接MGC3130手势控制器的RX0-RX04口。 [0043] 控制器与3D手势控制器通过I2C通信接口相连，用于根据手势动作发出相应的执行命令给执行单元执行。电源模块与控制器、3D手势控制器相连，用于将输入的220V直流电压，转为3.3V给控制器、3D手势控制器供电。 [0044] 执行单元包括整机开关单元和调速单元，具体地，当手势动作由南电极到北电极，则整机开关单元控制整机开启；当手势动作由北电极到南电极，则整机开关单元控制整机关闭；当手势动作由西电极到东电极，则调速单元控制调速增加；当手势动作由东电极到西电极，则调速单元控制调速减小。 [0045] 本发明还提供了一种含有低温催化燃烧单元的空气净化器的净化方法，如图5所示，包括以下步骤： [0046] S1，初步过滤空气中的至少包括灰尘、毛发、细屑、PM10、PM2.5的悬浮物，苯类、甲醛、硫化氢、氮氧化物气体，直径为0.3微米以上颗粒物； [0047] S2，检测空气中至少包括一氧化碳、碳氢化合物、甲醛、氮氧化物气体的浓度，当检测的气体的浓度高于标准限度时，则将气体进行低温催化燃烧分解后排放出去。 [0048] 具体地，步骤S1包括： [0049] S11，拦截过滤空气中的包括灰尘、毛发、细屑、PM10、PM2.5的悬浮物； [0050] S12，过滤直径为0.3微米以上的颗粒物； [0051] S13，吸附空气中的包括苯类、甲醛、硫化氢、氮氧化物气体。 [0052] 优选地，在进行低温催化燃烧分解前，控制低温催化燃烧的温度在25～35度之间。 [0053] 优选地，低温催化燃烧分解一氧化碳过程为：在常温下，采用催化剂与一氧化碳接触，并与空气中氧气解离吸附产生的氧原子反应，生成CO2并排放于大气。 [0054] 具体实施时，低温催化燃烧催化剂可优选MnOx-CeO2催化剂，MnOx-CeO2催化剂在室温25℃时CO转化率达到93％；在30℃时，即可达到100％转化率。且测试MnOx-CeO2催化剂稳定性后得出，在经过24h测试之后用α-Al2O3稀释后的MnOx-CeO2催化剂的活性仅从13.5％降至12％。 [0055] 当然，低温催化燃烧催化剂可采用Mn3O4@SiO2催化剂替换，Mn3O4@SiO2催化剂的低温氧化活性和稳定性同样很高。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈