填充床式光催化反應裝置及應用的制作方法

本發明涉及空氣凈化領域的填充床式光催化反應裝置及應用。

背景技術：

在通風環境不好的室內如地下室、衛生間、廚房等封閉半封閉的空間，人類活動會導致大量的污染氣體積累，如氨、硫化氫、甲硫醇、油煙、甲醛等，這些氣態污染物多具有惡臭氣味，部分具有致癌、致畸性，嚴重威脅居住者的身體健康。高效處理室內空氣中的有毒有害氣態污染物，使之無害化，可以有效改善居住環境。目前、針對室內氣態污染物的處理主要有活性炭吸附技術、等離子技術、冷觸媒，化學吸附和光催化技術。活性炭吸附技術具有廣譜性、吸附速度快；但存在吸附飽和后的更換問題，且對部分低濃度的污染物無法有效吸附，如普通活性炭無法有效吸附0.1mg/m³以下濃度的甲醛。等離子技術可以處理部分的有機污染物，但對有機物處理效率低，且產物復雜；冷觸媒技術，又稱低溫催化技術，該技術對特定污染物如甲醛、co處理效果快，處理完全，無有害副產物，但處理污染物成份單一，沒有廣譜性。化學吸附技術，主要針對甲醛、氨等開發的，處理效果快，部分化學試劑能完全處理這些（醛類、氨等）污染物，缺點是需要更換部件，且僅針對部分污染物。

以tio2為基礎的光催化技術由于具有反應條件溫和、能處理幾乎全部的有機物，并具有深度礦化氧化能力等優點，受到人們的廣泛關注和研究。市場上以光催化材料為基礎的光催化空氣凈化裝置也大量出現，但從現有產品和專利看，所使用的光催化材料多為膜材料，此類光催化反應裝置的光能利用率低，流體傳質效率低，往往達不到實驗室的測試水平，在實際應用中沒有表現出高效處理氣態污染物的性能。

技術實現要素：

本發明的目的是針對以上不足之處，提供了一種填充床式光催化反應裝置及應用。

本發明解決技術問題所采用的方案是，一種填充床式光催化反應裝置，包括外殼、內殼，內殼內設置有至少一排燈管，內殼內裝填體相光催化材料，外殼內設置有與燈管電性連接的啟輝電源，外殼外側面設置電源接口，燈管、啟輝電源均與電源接口電性連接，所述外殼、內殼上下端不封閉，外殼上下端均蓋設有蓋板，所述蓋板上設置有陣列孔，蓋板內側面覆蓋有篩網。

進一步的，所述燈管沿內殼橫向或縱向間隔均布。

進一步的，位于上排的燈管與下排的燈管垂直或平行。

進一步的，所述燈管為低壓汞燈、普通熒光燈、紅外線燈其中的一種或幾種，燈管為h型燈管或直管型燈管。

進一步的，相鄰的燈管的左右間距為1~12mm，相鄰的燈管的上下間距1~12mm。

進一步的，所述光催化材料為體相光催化材料，所述電源接口為點接觸電源接口。

進一步的，燈管端部的燈頭部分位于外殼與內殼之間，燈頭部分與內殼之間設置氟橡膠墊圈用于密封，燈管的輝光放電部分置于內殼內。進一步的，位于上下部的蓋板上的陣列孔的范圍不大于內殼上下端的開口的面積，位于上下部的蓋板上篩網的面積不大于內殼上下表面的面積。

一種應用填充床式光催化反應裝置的空氣凈化裝置，包括殼體，殼體內依次設置有風機、填充床式光催化反應裝置，填充床式光催化反應裝置由上至下設置兩個，兩個填充床式光催化反應裝置之間形式出氣區間，殼體上下側面設置有進風口，位于上方及下方的殼體分別經導流板與殼體上下側面的進風口相連接，殼體上設置有與風機輸出端連通的出風口，風機輸入端連接出氣區間。

進一步的，所述風機為離心風機或軸流風機，采用離心風機時，離心風機與填充床式光催化反應裝置之間設置有密封圈；采用軸流風機時，軸流風機與填充床式光催化反應裝置之間設置有導流口和密封圈。

進一步的，所述殼體僅上端設置有進風口，填充床式光催化反應裝置設置一個，填充床式光催化反應裝置上端經導流板與進風口相連通，填充床式光催化反應裝置下端與風機輸入端連通，填充床式光催化反應裝置與風機之間設置有吸附模塊，吸附模塊填充有吸附材料。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：結構簡單，可快速裝配，通過使用體相光催化材料，光源密集布置，以實現高效的流體傳質和光能利用，從而促進光催化氧化反應，提高分解有機污染物的反應速率，體相光催化材料與光源混裝，保證了光催化材料能夠得到足夠強度的光照，氣體通過過程中能與催化材料充分接觸，保證氣體傳質，從而加快了光催化氧化反應速率。

附圖說明

下面結合附圖對本發明專利進一步說明。

圖1為填充床式光催化反應裝置結構示意圖一；

圖2為填充床式光催化反應裝置的結構示意圖二；

圖3為空氣凈化裝置一種實施結構示意圖；

圖4為空氣凈化裝置另一種實施結構示意圖。

圖中：

1-外殼；2-內殼；3-啟輝電源；4-燈管；5-蓋板；6-陣列孔；7-篩網；8-體相光催化材料；9-殼體；10-風機；11-填充床式光催化反應裝置；12-進風口；13-出氣區間；14-導流板；15-出風口；16-吸附模塊。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

如圖1-2所示，一種填充床式光催化反應裝置，包括外殼、內殼，內殼設置在外殼內，內殼內設置有至少一排燈管，內殼內裝填體相光催化材料，外殼內設置有與燈管電性連接的啟輝電源，外殼外側面設置電源接口，燈管、啟輝電源均與電源接口電性連接，所述外殼、內殼上下端不封閉，外殼上下端均蓋設有蓋板，所述蓋板上設置有陣列孔，蓋板內側面覆蓋有篩網，使用時，應確保待處理氣體經上下部的蓋板，由垂直于燈管長度方向、且平行于外殼的厚度方向穿過，待處理空氣可以是含揮發性有機污染物的室內空氣。也可以是吸附飽和的活性炭經脫附處理釋放的高濃度有機廢氣。

在本實施例中，所述燈管沿內殼橫向或縱向間隔均布。

在本實施例中，位于上排的燈管與下排的燈管垂直或平行。

在本實施例中，所述燈管為低壓汞燈、普通熒光燈、紅外線燈其中的一種或幾種，燈管為h型燈管或直管型燈管。

在本實施例中，相鄰的燈管的左右間距為1~12mm，相鄰的燈管的上下間距1~12mm。

在本實施例中，所述光催化材料為體相光催化材料，可以是異形體，也可以是球型，所述電源接口為點接觸電源接口。

在本實施例中，燈管端部的燈頭部分位于外殼與內殼之間，燈頭部分與內殼之間設置氟橡膠墊圈用于密封，燈管的輝光放電部分置于內殼內。在本實施例中，位于上下部的蓋板上的陣列孔的范圍不大于內殼上下端的開口的面積，位于上下部的蓋板上篩網的面積不大于內殼上下表面的面積。

如圖3所示，一種應用填充床式光催化反應裝置的空氣凈化裝置，包括殼體，殼體內依次設置有風機、填充床式光催化反應裝置，填充床式光催化反應裝置由上至下設置兩個，兩個填充床式光催化反應裝置之間形式出氣區間，殼體上下側面設置有進風口，位于上方及下方的殼體分別經導流板與殼體上下側面的進風口相連接，殼體上設置有與風機輸出端連通的出風口，風機輸入端連接出氣區間。

在本實施例中，所述風機為離心風機或軸流風機，采用離心風機時，離心風機與填充床式光催化反應裝置之間設置有密封圈；采用軸流風機時，軸流風機與填充床式光催化反應裝置之間設置有導流口和密封圈。

在本實施例中，如圖4所示，所述殼體僅上端設置有進風口，填充床式光催化反應裝置設置一個，填充床式光催化反應裝置上端經導流板與進風口相連通，填充床式光催化反應裝置下端與風機輸入端連通，填充床式光催化反應裝置與風機之間設置有吸附模塊，吸附模塊填充有吸附材料。

上列較佳實施例，對本發明的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。