空氣淨化反應屏的製作方法

2023-12-04 22:11:06

本實用新型涉及一種環保設備，即一種空氣淨化反應屏。

背景技術：

通過濾網過濾是空氣淨化的手段之一，現有的空氣淨化濾網多由玻璃纖維等細絲交織而成，其縫隙細小，能夠濾掉空氣中的二氧化硫、硫化氫、甲醛、TVOC、甲苯等多種雜質，截留顆粒粒徑達到0.3微米，對pm2.5汙染物具有良好的截留效果。可是，這種濾網雖然能夠把顆粒物截留，但不能分解顆粒物。截留的顆粒物會很快積累堵塞濾網孔隙，因而這種濾網的使用壽命比較短，一般情況下使用使用2個月左右，就需要清理或更換。清理的難度很大，而且會造成二次汙染。更換的費用較高，也會增加用戶的成本。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種能夠截留並且分解空氣中的雜質顆粒，可以長時間保持空氣淨化的性能，大幅延長清理或更換的周期，避免二次汙染，降低使用成本的空氣淨化反應屏。

上述目的是由以下技術方案實現的：研製一種空氣淨化反應屏，包括由細絲交織的濾網，其特點是：所述細絲的外面包裹有氧化分解層。

所述氧化分解層是高錳酸鉀複合層。

所述氧化分解層是二氧化鈦複合層。

所述濾網是斷面呈瓦楞狀的玻璃纖維紙片。

所述濾網有多層，構成一個過濾箱。

所述過濾箱的濾網有3—5層，層間距20—50mm，其中高錳酸鉀複合層濾網和二氧化鈦複合層濾網交替安裝。

所述過濾箱前面設有風機，風機前面設有至少一個取樣盒，風機出口到取樣盒之間設有通風管，取樣盒設有傳感器，傳感器與處理器和顯示屏相聯繫。

所述取樣盒配有光學粒子計數器。

本實用新型的有益效果是：這種濾網能夠分解截留的顆粒，濾孔不易堵塞，可以長時間保持良好的性能，清理或更換的周期延長10倍以上，大幅降低二次汙染和使用成本，可望成為同類產品的替代產品。

附圖說明

圖1是第一種實施例的主視圖；

圖2是第一種實施例的左視圖；

圖3是第一種實施例的部件細絲及複合層的局部放大圖；

圖4是第二種實施例的部件細絲及複合層的局部放大圖；

圖5是第三種實施例的濾網結構示意圖；

圖6是第三種實施例的濾網斷面圖；

圖7是第四種實施例的濾網裝配圖；

圖8是第五種實施例的濾網裝配圖。

圖中可見：濾網1，細絲2，氧化分解層3，高錳酸鉀複合層4，二氧化鈦複合層5，過濾箱6，空氣淨化器7，風機8，取樣盒9，傳感器10，處理器11，顯示屏12。

具體實施方式

第一種實施例：如圖1、圖2所示，這種空氣淨化反應屏，包括細絲2交織的濾網1，這裡的細絲2可以採用玻纖絲、金屬絲、塑料絲等，其特點是：所述細絲2的外面包裹有氧化分解層3。結合圖3可見，本例推薦採用氧化分解層3是由氧化劑高錳酸鉀凝結而成的高錳酸鉀複合層4。

高錳酸鉀，無機化合物，分子式KMNO4。也稱過錳酸鉀，俗稱灰錳氧、PP粉。紫黑色針狀晶體，是一種強氧化劑，遇乙醇即被還原，在酸性環境中氧化性更強。高錳酸鉀不僅可以消毒，還可以除臭，低濃度時還有收斂作用。畜禽飲用常配成0．1%的水溶液，用於洗胃和使毒物氧化而解毒。高濃度溶液對組織有刺激性和腐蝕性，4%的溶液可消毒飼槽等用具。利用其氧化性能加速福馬林蒸發，可作空氣消毒，為家庭必備的常用消毒藥。利用高錳酸鉀的強氧化性，把一些酸性氣體比如二氧化硫、硫化氫等氧化為鹽類，把有機氣體比如甲醛、苯、氨之類氧化為二氧化碳和水。

這種濾網1的製作方法有多種，下面例舉一種比較簡單的方法：用熟化的玻纖細絲交織成濾網，這裡所述的交織，可以是把玻纖細絲相互交叉所進行的均勻有序的編織，也可以是使玻纖細絲無序的疊加粘接成片。玻纖絲的直徑200微米以下為宜，細絲之間的間隙以1.1—1.5微米為宜。同時，把高錳酸鉀以30—40%的濃度加水溶解成溶液。把濾網1放在溶液當中浸泡後取出晾乾。也可以反覆多次浸泡，多次乾燥，使高錳酸鉀的複合層4達到0.8—1.2微米，濾網的濾孔小於0.3微米為佳。

對於編織難度較大的細絲，細絲間隙可增大到20微米以內，再以高錳酸鉀複合層填充間隙，使間隙小於截留顆粒的粒徑。例如，要截取2.5微米的顆粒，細絲間隙應小於2微米，20微米的間隙就需要填充18微米，高錳酸鉀複合層就要達到9微米。

本例產品經多點對比實驗：其對照產品為進口的NEPA，0.3微米顆粒截留率達到99.7%，與NEPA持平。在截留率降低到90%時就要進行清理或更換，本濾網的清理周期比NEPA平均延長8—10倍，一般可使用2年，使用成本大幅降低。

另據與活性炭對比發現，本產品對裝修產生的甲醛氣體的消除效果明顯優於活性炭，經有關部門檢測，活性碳對甲醛的吸附能力為「一般」，高錳酸鉀濾網對甲醛的消除是「優」，並且能夠分解消除甲醛。

第二種實施例：如圖4所示，這種空氣淨化反應屏與第一種實施例的結構原理相近，包括細絲2交織的濾網1，這裡的細絲2可以採用玻纖絲、金屬絲、塑料絲等，細絲2的外面包裹有氧化分解層3。所不同的是：所述氧化分解層3是二氧化鈦複合層5。

二氧化鈦，化學式為TiO2，俗稱鈦白粉，白色固體或粉末狀的兩性氧化物，二氧化鈦，作為光塗料顏料的催化劑，不僅是一種環境安全的清潔劑，而且可以起到節省能量，保護環境資源的作用。早期日本和英國的科學家將二氧化鈦塗覆在城市馬路的鋪路石表面，用以清洗路面空氣。二氧化鈦可以與瀝青混合，減少空氣中的汙染物。當汽車經過時，含二氧化鈦的混凝土或瀝青可以淨化空氣，消除車輛排放物中25%到45%的氮氧化物。將二氧化鈦塗覆在混凝土面上，其清洗空氣的效果同樣顯著。

二氧化鈦能有效地分解室內外的有機汙染物，氧化去除大氣中的氮氧化物、硫化物以及各類臭氧等。濃度低於1ppm的甲醛可完全被TiO2催化分解為CO2和H2O；低濃度時的甲苯由於TiO2表面沒有中間產物生成，很容易氧化成 CO2和H2O。 實際生活空間場合，甲醛、甲苯等有機物的濃度都非常低，納米級二氧化鈦過濾網則可有效地降解這些有機物，從而達到淨化室內空氣的目的。

TiO2催化不僅能殺死細菌，還能同時降解由細菌釋放出的有毒複合物，即TiO2催化不僅能削弱細菌的生命力，而且能攻擊細菌的外層細胞，穿透細胞膜，破壞細菌的內部結構，徹底殺滅細菌。

二氧化鈦過濾網，對空氣中的二氧化氮、氨氣、甲醛和苯等氣體的分解速度達到在20分鐘內分解70%以上。

由於納米二氧化鈦常用來作為催化劑，本身對人體安全無毒，所以在反應過程中本身並不被消耗。該項技術具有能耗低、易操縱、除淨度高等特點，尤其對一些特殊的汙染物具有比其它氧化法更突出的去除效果，而且沒有二次汙染。

與常用的無機銀殺菌劑相比，TiO2催化具有以下特點：TiO2催化反應在常溫常壓下即可進行。反應過程中，TiO2並不消耗，其化學穩定性好，作用持久。

這種濾網1的製作方法有多種，下面例舉一種比較簡單的方法：用熟化的玻纖細絲交織成濾網，這裡所述的交織，可以是把玻纖細絲相互交叉所進行的均勻有序的編織，也可以是使玻纖細絲無序的疊加粘接成片。玻纖絲的直徑200微米以下為宜，細絲之間的間隙以1.1—1.5微米為宜。同時，把氧化鈦以30—40%的濃度加水溶解成溶液。把濾網1放在溶液當中浸泡後取出晾乾。也可以反覆多次浸泡，多次乾燥，使氧化鈦的複合層4達到0.8—1.2微米，濾網的濾孔小於0.3微米為佳。

對於編織難度較大的細絲，細絲間隙可增大到40微米以內，再以二氧化鈦複合層填充間隙，使間隙小於截留顆粒的粒徑。例如，要截取2.5微米的顆粒，細絲間隙應小於2微米，40微米的間隙就需要填充38微米，二氧化鈦複合層就要達到19微米。

本例產品經多點大量對比實驗：本產品的0.3微米顆粒截留率達到99.7%，與NEPA濾網持平。而本濾網的清理周期比NEPA濾網平均延長8—10倍，以年霧霾超標3-5個月計算，本濾網可使用2年以上，使用成本大幅降低。

第三種實施例：在第一種實施例或第二種實施例的基礎上對濾網的形狀進行優選。如圖5、圖6所示，濾網1採用玻纖細絲2交織成片，最好由玻璃纖維紙加工成斷面呈瓦楞蜂窩狀基材，其強度和過濾性能大幅提高。

第四種實施例：在前述實施例的基礎上推薦一種濾網的優化裝配方式。如圖7所示，多層濾網1構成過濾箱6。濾網以3—5層為好，層間距20—50mm為宜。也可以採用多層板面，每層板面開有一個通風口，通風口的位置錯開，通風口上安裝濾網。高錳酸鉀複合層4濾網和二氧化鈦複合層5濾網相間安裝，可以進一步增強濾網的過濾效果。也可以在最後一層使用HEPA濾網。因為最後一層的顆粒物已經很少，HEFA濾網也可以使用較長的時間。

第五種實施例：在第四種實施例的基礎上進行完善。如圖8所示，把多層濾網1構成的過濾箱6安裝在空氣淨化器7上。過濾箱6前面設有風機8，風機8前面設有至少一個取樣盒9，風機出口與取樣盒通過通風管相通。取樣盒設有傳感器10，傳感器與處理器和顯示屏相聯繫。通風管從風機入口取得少量空氣送入取樣盒9。取樣盒9的傳感器10把取得的信息送往處理器11，並且在顯示屏12上顯示出來。

每一種需要消除的成分可以設有一個取樣盒，目前常用的有甲醛、甲苯、TVOC和PM2.5顆粒等成分都可以設有取樣盒。每一種成分均可採用一種有效的檢測方式，隨時得到準確的數據，這種數據在顯示屏上隨時顯示出來，供人們了解所處環境的空氣品質。具體檢測方式及器具可以採用已有技術，這裡不予贅述。

當然，多種成分的檢測裝置會增加淨化器的成本，而且也沒有必要。因此，在普及形淨化器上可以只採用PM2.5的取樣盒及檢測裝置。該檢測裝置有多種，推薦選用光閃射粒子計數器，也稱光學粒子計數器。能夠隨時檢測並且顯示單位體積空氣中PM2.5的含量，在含量低於限制標準時可以自動停機。實驗證明，在PM2.5顆粒受到有效截留的情況下，其他有害物質也會被大量截留，並被迅速分解，空氣品質可以得到保證。

實驗情況：

實驗一：本淨化器已經在上海地鐵站、上海交大、華東理工大學等多處進行了多項實驗，均取得了良好的效果。下面僅列舉一個實驗例：

2016年1月4日，在上海交通大學閔行幼兒園一樓教室，安裝本空氣淨化器（型號：PG-2013M-4），由有關單位採用先進的檢測儀器進行檢測。安裝前後的空氣品質結果如下：

實驗結果顯示：該空氣淨化器能在較短的時間內清除空氣中的PM2.5、PM2.5、甲醛、甲苯、TVOC。

實驗二：

2016年1月8日，在上海超先空氣淨化器科技有限公司實驗室，選用兩個各項指標相同的房間，並與外界空氣隨時保持相同的通氣量，一個房間安裝本空氣淨化器（型號：PG-2013M-4），另一個房間安裝進口的NEPA淨化器，進風量均為500m3/h。開機同時檢測空氣中的PM2.5(μg/m3)、PM10(μg/m3)、甲醛（mg/m3）、甲苯（ppb）、TVOC(ppb)含量，每6分鐘取值一次。當其中一種淨化指標停滯，需要清理或更換時，即可更換新機同時交換場地，並且重新調整空氣品質指標，使兩個房間條件一致，繼續實驗。

實驗結果顯示：運行至150小時，NEPA淨化器的淨化性能明顯降低，室內空氣品質的各項指標趨於停滯，而本空氣淨化器的空間上述指標仍在不斷降低，降低的速率穩定。更換NEPA淨化器後，交換場地繼續實驗，重現了上述過程。最終本淨化器在累計工作1400小時才出現空氣指標停滯的情況。經拆機檢測發現，NEPA濾網的顆粒量大，堵塞了濾網。而本淨化器的濾網顆粒的同比積累量顯著降低，證明本濾網對截留物的分解作用很強。