催化氧化丙酮的空氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用納米1102催化氧化丙酮的空氣凈化系統(tǒng)，屬于空氣凈化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，室內(nèi)裝修、家具建材及日用生活品引起的室內(nèi)環(huán)境污染問題和車內(nèi)裝飾材料引起的車內(nèi)空氣污染問題日益突出。室內(nèi)揮發(fā)性有機污染物由建筑材料、裝飾材料、生活用品及人類日?；顒赢a(chǎn)生，這些物質(zhì)通常以微量和痕量水平出現(xiàn)，量微而極易被忽視，然而揮發(fā)性有機污染物具有毒性、刺激性和致癌性，在通風不充分的室內(nèi)條件下，長期滯留積累，會破壞人類的皮膚和粘膜，嚴重的會造成“致癌、致畸、致突變”的后果，對人體健康產(chǎn)生嚴重危害。因此室內(nèi)空氣污染已經(jīng)成為不可忽視的環(huán)境問題，引起了國內(nèi)外的高度重視，成為研宄的焦點。
[0003]對于揮發(fā)性有機污染物的處理主要有物理方法如吸附法、吸收法、冷凝法等，也存在生物膜法等，但是以往的處理方法往往存在一定的局限性，物理法只能將污染物在不同的物質(zhì)中進行轉(zhuǎn)移，無法達到去除污染物的目的，而生物法受到溫度、酸堿度、底物濃度等一系列條件的影響，處理效果不甚理想。光催化降解已經(jīng)成為現(xiàn)代社會廣泛關(guān)注的熱點，光催化氧化法具有無毒、安全、穩(wěn)定性好、催化活性高、見效快、能耗低、可重復使用等諸多優(yōu)點。研宄發(fā)現(xiàn)納米打02光催化劑具有無毒無害，對環(huán)境友好且便宜等特點，在水體和空氣的凈化處理中都有巨大潛力，因此被廣泛使用于光催化氧化的催化劑。但是這種材料也有一些缺點限制它的廣泛應(yīng)用，其中一個缺點便是反應(yīng)物必須吸附在納米1102光催化劑表面才能發(fā)生催化反應(yīng)，以往的非粉末狀納米T12光催化劑催化劑雖能發(fā)生氧化降解作用，但是接觸面積仍有限制，導致純納米T12光催化劑催化效率受限，處理效果無法達到最優(yōu)狀態(tài)。
[0004]目前，已有大量UV光源用于催化氧化過程，然而光源的能耗較大，無法達到節(jié)能、高效的目的。已有研宄表明，光催化氧化納米1102光催化劑表面會生成活性物質(zhì)，而該種活性物質(zhì)在沒有光照的條件下仍能保持幾秒的活性，即在黑暗條件下能利用富余的活性物質(zhì)的能量進行降解去除過程，處理同樣濃度的污染物，間歇控制照明周期所需的光能較持續(xù)照明所需的光能更小，達到高效節(jié)能的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種采用納米T12催化氧化丙酮的空氣凈化系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中T1jIj用率低、光源照射能耗大的技術(shù)問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:采用納米T12催化氧化丙酮的空氣凈化系統(tǒng)，包括光催化反應(yīng)器、用于產(chǎn)生丙酮氣體反應(yīng)混合物的預處理系統(tǒng)和用于產(chǎn)生間歇平行光束的光照控制系統(tǒng)，所述光催化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有粉末狀納米T12，光催化反應(yīng)器上開設(shè)有供間歇平行光束進入的石英窗，光催化反應(yīng)器的出氣口和進氣口之間順序連接有循環(huán)泵、丙酮氣體檢測儀和循環(huán)氣閥，所述循環(huán)泵的進氣口還與所述預處理系統(tǒng)連接，所述丙酮氣體檢測儀的出氣口還連接有排氣閥；丙酮氣體檢測儀檢測丙酮氣體濃度，超過設(shè)定的空氣排放標準值，則打開循環(huán)氣閥、關(guān)閉排氣閥，否則關(guān)閉循環(huán)氣閥、打開排氣閥。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，所述光照控制系統(tǒng)包括電腦控制系統(tǒng)、脈沖發(fā)生器、放大器、示波器、與石英窗對應(yīng)設(shè)置的UV-LED、設(shè)于UV-LED和石英窗之間的石英冷凝器和由UV-LED照射導通的光電二極管；脈沖發(fā)生器的輸出端、UV-LED的輸出端分別與示波器的兩個信號輸入端連接，其中與UV-LED的輸出端相連的信號輸入端還與所述光電二極管的負極連接，光電二極管的正極接地，光電二極管的兩端還并聯(lián)有負載阻抗；UV-LED的輸出端還通過電流控制電阻器與示波器連接，電流控制電阻器與示波器連接的電節(jié)點接地；所述脈沖發(fā)生器由電腦控制系統(tǒng)控制產(chǎn)生高頻矩形信號傳至放大器，放大器輸出矩形脈沖電流至 UV-LED0
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述預處理系統(tǒng)包括:混合室、水飽和裝置、丙酮飽和裝置和用于去除空氣中CO2、水和顆粒物的空氣凈化器，空氣凈化器的出氣口連接有三條氣路:第一條氣路通過水飽和裝置、第一質(zhì)量流量控制器與混合室連通；第二條氣路通過第二質(zhì)量流量控制器與混合室連通；第三條氣路通過減壓器、丙酮飽和裝置、和第三質(zhì)量流量控制器與混合室連通；混合室的出氣口與所述循環(huán)泵的進氣口連通。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述排氣閥的出氣口還連接有1102回收過濾裝置。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述光催化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有支撐玻璃，所述粉末狀納米T12均布于支撐玻璃的上表面。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述納米T12的堆積密度為lmg/cm2，光照面積為9.1cm20
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達到的有益效果是:
[0013]1、利用高頻矩形脈沖進行間歇控制UV-LED照明周期，通過脈沖信號的形狀可以計算、控制和調(diào)節(jié)工作周期，充分利用UV-LED光激活的活性物質(zhì)的降解能力，具有節(jié)能高效的作用；
[0014]2、空氣經(jīng)預處理后進入反應(yīng)系統(tǒng)，能有效防止雜質(zhì)顆粒破壞裝置，延長裝置使用年限；
[0015]3、光催化反應(yīng)器中，可通過控制循環(huán)泵的循環(huán)次數(shù)使反應(yīng)氣體達標排放，呈粉末狀的納米T12光催化劑在噴入氣流的作用下懸浮分散在空中，能有效地增加催化劑與污染物的接觸面積，增大催化反應(yīng)效率，提高凈化效果；
[0016]4、出流氣體經(jīng)T12回收過濾裝置后排放，能有效去除空氣中殘留的T12納米顆粒，不僅使空氣更加潔凈安全，而且能回收使用納米打02光催化劑，避免資源浪費。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是UV-LED系統(tǒng)高效節(jié)能原理圖。
[0019]圖3是UV-LED光催化降解丙酮氣體效率曲線圖。
[0020]圖4是消耗光能與丙酮濃度關(guān)系曲線圖。
[0021]圖中:1、脈沖發(fā)生器；2、放大器；3、供電機組；5、示波器；9、石英冷凝器；10、石英窗；11、光催化反應(yīng)器；12、支撐玻璃；13、循環(huán)泵；14、空氣凈化器；15、水飽和裝置；16、第二質(zhì)量流量控制器；17、減壓器；18、丙酮飽和裝置；19、第一質(zhì)量流量控制器；20、混合室；21、第三質(zhì)量流量控制器；22、丙酮氣體檢測儀；23、排氣閥；24、循環(huán)氣閥；25、T12回收過濾裝置；26、電腦控制系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明包括三大部分:光催化反應(yīng)器和動力控制系統(tǒng)、光照控制系統(tǒng)和預處理系統(tǒng)。
[0024]光催化反應(yīng)器11和動力控制系統(tǒng)包括:光催化反應(yīng)器11，光催化反應(yīng)器11內(nèi)設(shè)有支撐玻璃12，粉末狀納米1102均布于支撐玻璃12的上表面，優(yōu)選的納米T1 2的堆積密度為lmg/cm2。光催化反應(yīng)器11上開設(shè)有供間歇平行光束進入的石英窗10，光照面積為9.1cm2O光催化反應(yīng)器11的出氣口和進氣口之間順序連接有循環(huán)泵13、丙酮氣體檢測儀22和循環(huán)氣閥24，丙酮氣體檢測儀22的出氣口還連接有排氣閥23，排氣閥23通過T12回收過濾裝置25連接排氣管。工作時，丙酮氣體檢測儀22檢測丙酮氣體濃度，超過設(shè)定的空氣排放標準值