[发明专利]一种净化复合空气污染物的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种净化复合空气污染物的装置和方法。

背景技术

改革开放30余年，我国经济和工业的高速发展，大气环境遭到严重破坏。以大气“雾霾”、PM2.5和“臭氧”等为特征的大气污染日益严峻，给大气环境和人民健康带来极大危害，是我国目前最为突出、民众最为关注和政府最感棘手的环境问题。当今人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后，以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。中国环境保护协会有关数据统计表明：90%白血病患儿家中曾进行过豪华装修，每年210万儿童死于豪华装修；80%的家庭装修甲醛超标；美国专家检测发现，在室内空气中存在500多种VOCs，其中致癌物质就有20多种，如甲醛、苯和甲苯等。现代人生活和工作在室内环境中的时间已达到全天的80%～90%；人体空气摄入质量占摄入总量的75%以上。一般来说，人呼吸系统的免疫力比起消化系统要脆弱很多，因此，空气质量对人健康的重要性是不言而喻的，夏天高温条件下，空气中光化学反应增强，会产生较多的细小颗粒的二次污染物；而因为湿度大，低层风速小，空气中的污染物会和水分相结合，PM2.5非常容易积累且不易扩散，“夏季雾霾”就产生了。相比秋冬季节，夏季雾霾对肺部的伤害会更严重，因为气温高容易孳生细菌，这些细菌会黏附在空气中的小颗粒上，悄无声息地溜进人们的呼吸道，危及健康。此外监测显示，2016年的“臭氧”成首要污染物的次数在加剧，加拿大职业健康与安全中心（CCOHS）提出，臭氧会刺激和损害鼻粘膜和呼吸道，引发胸闷咳嗽、咽喉肿痛，哮喘。并有可能导致肺功能减弱、肺气肿和肺组织损伤，且这些损伤往往是不可修复的。空气污染物呈现复合型特点，污染物包括颗粒物、气态分子和微生物病毒等。

目前空气净化技术功能单一、功效有限，主要集中于颗粒物去除，而对于致癌、致病的苯系物和甲醛等人体危害更严重的气态污染物以及传染性病菌缺乏有效及经济的方法消除。如吸附法仅能对部分气态污染物进行富集而非降解，吸附饱和后无法继续工作，且易滋生细菌。近年新兴的负离子技术亦仅能去除可吸入颗粒物，而等离子体技术存在能耗高和臭氧副产物等不足。单独UV或臭氧技术是常见的空气消毒方法，但其氧化能力有限，无法杀灭许多顽固细菌病毒和降解气体分子污染物。此外，UV存在无法照射到区域，而臭氧残余若不消除会产生二次污染。现有技术均存在固有缺陷，要实现对复合污染物的处理需要结合大量的处理手段，结构复杂且成本较高，难以满足当前空气污染净化的迫切要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种净化复合空气污染物的装置。

本发明的第二个目的提供利用上述装置进行空气净化的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：

一种净化复合空气污染物的装置，依次包括静电除尘模块、复合催化模块和风机；所述复合催化模块为在分子筛、活性炭、碳纤维、二氧化钛、二氧化硅、氧化铝或凹凸棒土载体上负载有锰氧化物为主剂，还原态贵金属为助剂的催化剂层；其中锰氧化物的负载量为载体质量的0.1～20%；还原态贵金属的负载量为载体质量的0～1%，所述还原态贵金属选自铂、钯、金、银中的一种或者两种，或者两种以上。

该装置利用臭氧催化氧化、甲醛纳米催化氧化和臭氧分解的协同作用来净化复合空气污染物。

优选地，所述还原态贵金属的负载量为载体质量的0.05～1%。

优选地，所述装置的上下壁上均匀设有多个卡槽，所述静电除尘模块、复合催化模块通过紧挨着装置的上下壁上的卡槽组合而成。

优选地，所述静电除尘模块中有静电场高压控制调节器，可用于调节静电场的电压，所述静电除尘模块的电压为2～30kv。

当空气污染物中挥发性有机污染物浓度较高时，可以通过增加复合催催化剂层的数量或者通过调节静电场高压控制调节器，调高电压，以提高催化功能。

因此，优选地，所述复合催化剂层的层数为1层，或者2层，或者2层以上。

优选地，所述静电除尘模块的电压为2～30kv；当空气污染物浓度较高时，调节其静电除尘模块的电压为8kv～30kv，空气污染物浓度较低时，静电除尘模块的电压为2kv～8kv。

优选地，所述复合催化模块的制备方法为：

S1. 根据所需负载量，将一定量锰氧化物的前驱体溶于去离子水中；

S2. 在剧烈搅拌状态下倒入载体，并在超声条件下超声浸渍1～60min；