[实用新型]一种空气净化模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种空气净化模块，具体地说，涉及一种蜂窝结构载体规整填充净化颗粒的空气净化结构。

背景技术

传统的空气净化用模块通常会采用固定床模式(如图2a所示)，即在通风截面的空腔中填装颗粒状净化材料，通风截面积和填装厚度由具体情况决定。由于净化材料在固定床内是无序填充的，所以虽然在单位体积内压缩装填了更多的净化材料，但同时也成倍数的增加了风阻，并且往往由于风阻过大，导致整个空气净化装置出风量过小，噪音过大。

由陶瓷或炭形成的蜂窝结构体(蜂窝陶瓷、蜂窝炭)，由于其结构特殊，具有较大的外表面积，空气从蜂窝孔道中通过，气流阻力很低，特别适合作为吸附材料，通常被用作负载催化剂的催化剂载体或空气净化吸附模块(如图2b所示)。

对于单纯的以蜂窝结构为载体表面涂覆催化剂的净化单元来说，气流以0.5-2.0m/s的线速度通过其内部时净化效果为佳，但在此线速度下气流经过其中的每一个表面平整的孔道时，对流传质效果不高，影响了整个净化单元的净化效果，在实用过程中表现不佳。由于同样的道理，用活性炭制作的蜂窝结构体，其吸附速率也不高，另外由于蜂窝体质量较小，其吸附容量也不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种传质效果好、净化效率高、气流阻力小的空气净化模块。

为实现上述目的，本实用新型提供的空气净化模块，是以蜂窝结构为载体，在蜂窝内呈规整排列填充有净化颗粒；蜂窝结构载体中的每一个蜂窝被隔墙所包围并作为气体流通的通道。

本实用新型的蜂窝结构载体可以是涂覆催化剂的陶瓷或活性炭；净化颗粒也可以是涂覆催化剂的陶瓷或活性炭。

本实用新型的蜂窝内的直径一般为净化颗粒的粒径1～5倍。

本实用新型的净化颗粒可以是各种形状的颗粒，比如：球形或圆柱形等。

本实用新型的效果尤其表现在两个方面，一是优化气流阻力，二是改善传质。

附图说明

图1a是本实用新型的俯视图；

图1b是图1a中模块侧面剖视的放大示意图；

图2a是背景技术的示意图；

图2b是图2a中B部分的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型的空气净化模块1，是一具有蜂窝结构载体。该空气净化模块1是采用涂覆有催化剂的陶瓷或活性炭等材料制成。本实用新型是将市售的催化剂(金属铂、钯)采用公知涂覆技术(比如：喷涂、浸渍等)以空气净化模块1质量比万分之五的比例涂覆在蜂窝结构载体上。蜂窝结构载体中的每一个蜂窝被隔墙2所包围并作为气体流通的通道(请参阅图1a)。

请继续参阅图1b所示，为图1a侧面放大示意图。在每一个蜂窝内，呈规整地排列着净化颗粒3。本实用新型的净化颗粒3可以采用与蜂窝结构载体1相同的材料。净化颗粒3为粒状体，比如圆柱形或球形等。

本实用新型的蜂窝内的等效孔径约为净化颗粒直径的1～5倍。

本实用新型的空气净化模块的最大优点，首先是优化气流阻力。与固定床相比，净化颗粒的排列方式明显具有规整性，其气流阻力大幅降低。与单纯的蜂窝体来说，净化颗粒的填装虽然增加了一些阻力，但是同时也增加了净化材料(吸附材料)的容量，可以在同样的装置体积内获得更大的吸附容量

本实用新型的空气净化模块的第二优点，是改善传质。本实用新型的净化材料均为球状或圆柱形颗粒，并规整纵向填充于蜂窝结构的每个孔道内，形成类似“糖葫芦串”的结构。一方面，净化颗粒的填装本身就增大了气流的接触面积，传质得以提高，另一方面，气流的传质效果与气流的流态密切相关，而气流的流态分为层流或者湍流。在层流对流传质情况下，流体速度和浓度成抛物线分布，从流体核心到壁面都存在速度和浓度的梯度，因而传质效果不高，并低于湍流传质。而在湍流对流传质情况下，由于流体核心的速度场和浓度场都已经比较均匀，对流传质的阻碍主要存在于贴壁的流体粘性底层中，因此对湍流传质所采取的主要强化措施是破坏边界层，即增加对边界层的扰动以减薄层流底层的厚度，使传质浓度差发生在更加贴近壁面的流体层中，增强传质能力。具体到本实用新型，层流气流在通过孔道时会遇到净化颗粒所形成的障碍物，随之流体的流态发生变化，转为湍流，并再接下来的过程中，不断改变流向而产生二次流及边界分离使传质效果得以增强。