[发明专利]一种管状光催化空气净化器

说明书

技术领域

本发明涉及光催化空气净化领域，特别涉及一种管状光催化空气净化器。 

背景技术

由于建筑涂料、装饰材料的广泛使用，使得室内空气中的甲醒、甲苯、二甲苯等挥发性有机化合物浓度过高，危害人体健康。半导体型光催化材料不仅能够有效净化各种挥发性有机化合物，并且具有良好的杀菌和抑制病毒活性的能力，还不会产生危害人体健康的中间产物，在环境治理和能源开发方面备受关注。尤其是Ti0² 光催化材料，不仅具有反应条件温和、催化活性高、降解无选择性、廉价、无毒且可重复利用的特性，其所需的设备也具有结构简单、操作条件容易控制的优点。把Ti0² 光催化材料附着在管状结构内壁，在紫外光照射下， Ti0² 会产生光生空穴-电子对，空穴具有极强的氧化能力，电子具有极强的还原能力，能有效的将流经Ti0² 表面的气体污染物分解成CO₂ 和水蒸气，最终达到净化空气的目的。 

光催化反应器是研究光催化反应机理和催化剂活性的重要设备，但目前光催化反应器的有效设计一直制约着光催化技术在空气净化方面的应用。传统的管状光催化反应器，紫外光源位于反应器外管的轴线方向上，反应器外管内壁上的光催化剂受到均匀光照，从而保证较快的光催化反应速率。但传统的管状光催化反应器也有其明旱的缺点:首先，由于受外管尺寸的制约，管状反应器内的有效光催化反应面积明显不足，从而使得紫外光源利用率不高。其次，管轴方向上的紫外光源与反应器外管之间距离经常会布置不合理，这样就导致管内大部分气流没有与光催化剂接触就直接流出反应器(气体短流)，使得光催化剂表面的反应一传质效率明显低下。要想、充分利用管状光催化反应器在空气净化方面的优势，就必须增大反应器内的有效反应面积以提高光源利用率，并优化反应器内结构以防止气体短流和提高光催化剂表面的反应一传质能力。如何解决这些问题，将直接影响管状光催化反应器的实际应用价值。 

发明内容

本发明涉及一种新型管状光催化空气净化器，其特点在于能够克服现有的管状光催化反应器设计中存在的反应器内的有效光催化反应面积不足、反应气体容易受光源与外管间距布置不合理的影响而出现管内短流的缺点，提供一种有效反应面积大、紫外光源利用率高、光催化剂表面的反应一传质能力强、结构简单的管状光催化空气净化器。 

实现所述目的之技术方案是这样一种管状光催化空气净化器，它包括净化器外管、紫外灯管、透明套管、轴向肋片、光催化剂、前盖、后盖、进气口和出气口。净化器外管内壁和轴向肋片表面均涂有光催化剂;前盖和后盖分别在净化器外管的前端和末端;透明套管位于净化器外管的管轴线方向上;紫外灯管放置在透明套管内，透明套管不影响紫外光透过，透明套管把紫外灯管和反应气体隔离开;轴向肋片固定在透明套管外表面，轴向肋片与透明套管为一体结构，且轴向肋片沿净化器外管半径方向均匀分布;轴向肋片将净化器外管和透明套管之间的空间分割成若干条截面积相同的气体远道，轴向肋片的数量为3-7片，气体通道的数量为3-7 条:轴向肋片端部的三角形工艺缺口，又将各条气体通道连通，使气体依次流过各条气体通道;进气口与首条气体通道的起始端连通，出气口与最后一条气体通道的末端连通:净化器外管的内壁和轴向肋片的表面带有不连续的增涡纹理，能增强气体流过时的纵向涡流强度。 

所述的工艺缺门位于轴向肋片的一端，呈三角形，是将轴向肋片外侧边角剪切后得到的。设计这样的工艺缺口，是因为三角形的工艺缺口与其他形式(如长方形)的缺口相比，三角形的工艺缺不会影响轴向肋片与透明套管一体结构的牢固性;同时反应气体通过三角形的工艺缺口所产生的流体扰动强度更大，使反应气体在后面的气体通道内与光催化剂的接触效率更高。 

所述的光催化剂是纳米级Ti0² 光催化剂。可通过现有方法，例如溶胶-凝胶法、喷涂法和刷浆法等将光催化剂负载在净化器外管内壁和轴向肋片表面上。 

进气口在前盖上。当气体通道的数量为奇数时，出气口在后盖上;当气体通道的数量为偶数时，出气口在前盖上。