[发明专利]光催化剂保护

说明书

技术领域

本发明涉及空气处理模块，并且更具体涉及使用冠状放电装置从空气调节气流中去除污染物来保护空气处理模块中的光催化剂。

背景技术

空气处理模块通常用于汽车、商业以及住宅加热、通风以及空调（HVAC）系统以便移动并净化空气。通常，流经空气处理模块的空气流包括痕量污染物，例如生物物种（biospecies）、灰尘、微粒、气味、一氧化碳、臭氧、半挥发性有机化合物（SVOC）、挥发性有机化合物（VOC），例如甲醛、乙醛、甲苯、丙醇、丁烯以及含硅VOC。

通常，过滤器和光催化剂用于通过去除和/或破坏污染物来净化空气流。典型的过滤器包括从空气流物理分离污染物的过滤介质。典型的光催化剂包括涂覆二氧化钛的整料(monolith)，例如蜂巢，以及紫外光源。二氧化钛作为光催化剂进行操作以便在被紫外光照射时破坏污染物。紫外光的光子被二氧化钛吸收，并且激发电子从价带到导带，因而在价带产生空穴并在导带增加电子。激发的电子与氧气反应，而剩余在价带的空穴与水反应，形成活性羟基（hydroxyl radical）。当空气流中的污染物流经蜂巢并吸附到二氧化钛覆层上时，羟基攻击并将污染物氧化成水、二氧化碳以及其它物质。紫外光还可以杀死被辐射的气流中生物物种。

不利的是，典型的空气处理模块过滤器的污染物容量有限。一旦达到污染物容量，过滤器不会从空气流物理分离附加污染物。那么，空气流中的污染物流经过滤器并被光催化剂氧化。当光催化剂氧化含硅VOC或SVOC以便在光催化剂表面上形成硅基玻璃时是特别麻烦的。硅基玻璃可以将二氧化钛与通过的空气流隔离，由此钝化二氧化钛。在严重情况下，在达到过滤器的污染物容量两周内光催化剂的大部分催化活性消失。为了防止光催化剂钝化，可以在达到污染物容量之前更换过滤器或者使用附加过滤器来物理分离更大量的污染物，然而在短时间间隔内更换过滤器以及持续监测过滤器所需的维护是高成本并且不方便的。

因而，需要更有效保护光催化剂不受钝化污染物影响的空气处理模块。

发明内容

概括说来，本发明是一种用于保护空气处理系统中的光催化剂不受由特定污染物氧化引起的钝化的系统和方法。

本发明提供了一种用于处理包含污染物的气流的气体处理系统，包括：设置在气流路径内的过滤器；与所述过滤器流体连通的光催化剂，所述光催化剂可在打开状态和关闭状态之间操作；以及与所述光催化剂流体连通的等离子装置，所述等离子装置定位成处理所述气流路径中的污染物；其中，在第一模式当所述光催化剂处于打开状态时所述过滤器保持所述气流中的至少一部分污染物，并随后在第二模式当所述光催化剂处于关闭状态时所述过滤器选择性释放所述污染物，并且所述等离子装置定位在所述过滤器附近以便化学转化所述过滤器释放的污染物，所述气体处理系统还包括控制器，其用于切换到所述第二模式并再生所述过滤器。

在一个实施例中，所述等离子装置定位在所述光催化剂的上游。

在一个实施例中，所述等离子装置定位在所述过滤器的下游。

在一个实施例中，所述过滤器包括加热器，并且所述加热器加热所述过滤器以便选择性释放所述污染物。

在一个实施例中，包括与所述等离子装置流体连通的臭氧破坏材料，所述臭氧破坏材料至少从所述等离子装置接收臭氧。

在一个实施例中，所述过滤器至少包括从所述气流吸附所述污染物的活性碳以便在所述气流接触所述活性碳时保持所述污染物。

在一个实施例中，所述等离子装置是与所述光催化剂流体连通的多个等离子装置中的一个。

本发明还提供了一种上述气体处理系统防止该气体处理系统中的气体处理构件接收气流路径中的选定污染物的方法，包括以下步骤：（a）当所述气体处理构件处于所述第一模式时将所述污染物保持在所述气流路径中；（b）当所述气体处理构件处于所述第二模式时将所述污染物释放到所述气流路径；以及（c）将所述污染物化学转化成不同的化学转化污染物，其中，所述气体处理构件包括所述光催化剂和相关光源以便当所述相关光源打开或关闭时分别激活或去活所述光催化剂，并且所述第一模式包括所述光源打开，而所述第二模式包括所述光源关闭。

在一个实施例中，所述步骤（b）包括当所述气流路径中的气流大约为零时释放所述污染物，而所述步骤（c）包括当所述气流路径中的气流大约为零时化学转化所述污染物。

在一个实施例中，所述步骤（a）包括将所述污染物吸附到吸附介质上。

在一个实施例中，所述步骤（b）包括加热所述吸附介质。