[发明专利]净化含氧气体的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种净化含氧气体的方法和设备。更具体地说，本发明涉及这样一种净化含氧气体的方法和设备，通过所述的方法和设备，不仅可使空气消毒或除臭以及可使优选用于清洁房间的空气净化，而且也可使空气中所含的难分解的有机化合物和空气的无机污染物例如Nox、Sox、CO和NH₃分解，从而使它们变成无害的。

背景技术

作为净化含氧气体(为了简便，下文有时称为空气)的方法，迄今(1)用臭氧发生设备在空气中产生臭氧以及然后扩散的方法，(2)用杀菌灯使空气进行消毒的方法以及(3)使用安装在清洁房间或其他地方的HEPA(高效颗粒空气)过滤器或化学过滤器的方法是已知的。

但是，存在这样一些问题，(1)的臭氧扩散法释放出对人体有害的臭氧，(2)的方法不能即时使大量空气消毒，因为这一方法在原理上使用波长为254纳米的紫外线，因此不能形成活性氧，而且(2)的方法在杀菌灯的阴影部分中没有效果；以及使用HEPA过滤器的(3)的方法仅细菌被过滤器捕获，没有消毒作用，并且它有这样一些缺点以致当使用化学过滤器时，需要长的时间来更换过滤器，尽管可产生消毒作用；而当超过适于更换过滤器的时间时，与预期的相反，细菌不断繁殖。此外，当难分解的有机化合物含在要处理的空气中时，用上述的方法不可能分解和除去这些有机化合物例如含氯的芳族化合物。

发明内容

本发明的一个目的是解决上述传统的技术中存在的问题以及提供这样一种净化空气的方法和设备，用这一方法和设备大量要处理的空气(为了简便起见，下文有时将“要处理的”一词省去)可即时消毒、除臭和净化，并可再次得到对人体和牲畜无害的空气。本发明的另一目的是要提供这样一种净化空气的方法和设备，用这一方法和设备，在难分解的有机化合物中的碳原子之间的链例如单键、双键、三键可断裂使所述化合物分解成低分子量化合物，例如碳酸气和水，甚至当难分解的有机化合物含在空气中时。

本发明净化空气的方法的特征是，在含有氧化钛的光催化剂存在下用紫外线照射空气。更具体地说，本发明净化空气的方法包括第一步，用短波长(例如≥110纳米，但＜200纳米)紫外线照射空气，使空气中产生臭氧；第二步，用中波长(≥200纳米，但＜300纳米)的紫外线照射在第一步中处理过的空气，以便形成活性氧；以及第三步，用长波长(≥300纳米，但＜380纳米)的紫外线进一步照射在第二步中处理过的空气，以便使活性氧转变成基态的氧分子，至少第二步和/或第三步在光催化剂存在下进行。在空气中产生臭氧的步骤不限于上述紫外线照射的步骤，还包括在空气中进行无声放电的步骤。

光催化剂通常包含光半导体颗粒，例如二氧化钛。当需要时，光催化剂含有这样的颗粒，其中金属例如银细颗粒作为电极负载在光半导体颗粒上。作为光半导体颗粒，可使用本专业中大家熟悉的四方晶系的氧化钛颗粒(锐钛矿型或金红石型)，但特别希望使用斜方晶系的氧化钛颗粒或其他金属细颗粒负载的斜方晶系氧化钛颗粒。作为斜方晶系的氧化钛颗粒，板钛矿颗粒是最优选的。不同晶系的氧化钛颗粒或与氧化钛不同的光半导体颗粒可一起使用。

在本发明的方法中，在上述第三步中处理过的空气优选进一步用红外线灯发出的射线(通常为或主要为红外射线)或用卤灯发生的射线(主要为近红外射线)照射空气来干燥。在这方面，虽然本发明的方法可用于净化各种含氧气体，但所述的方法最好用于净化空气。

本发明净化空气的设备包括第一处理室有提供空气的设备和在空气中产生臭氧的设备，例如用短波长(≥110纳米，但＜200纳米)紫外线照射空气的设备；与第一处理室相连的第二处理室，有用中波长(≥200纳米，但＜300纳米)紫外线照射第一处理室提供的空气的设备；与第二处理室相连的第三处理室，有用长波长(≥300纳米，但＜380纳米)紫外线照射第二处理室提供的空气的设备，以及将第三处理室内处理过的空气排放到设备外的设备，第二处理室和/或第三处理室有光催化剂。

作为在所述设备中使用的光催化剂，就本发明的方法来说，可使用与上述相同的或类似的设备。

本发明的设备在上述第三处理室中优选装有一干燥室，其中安装有两部分一部分用红外灯发出的射线照射含氧气体，而另一部分用卤灯发出的射线照射含氧气体。

虽然本发明的设备也可用于净化各种含氧气体，但所述的设备最好用于净化空气。

附图简介

图1为说明本发明净化空气的设备的一个例子的示意图。

图中所示的符号分别表示如下设备、部件、部分等。