[发明专利]微孔鼓泡式空气净化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体净化装置，属于环保技术和家用电器的技术领域，可以应用于家用或商用空气净化器。

背景技术

空气净化器是去除空气中的各种固态、气态污染物的净化装置，常用的空气净化技术有过滤技术、吸附技术、吸收技术、等离子技术、负离子技术、化学催化、光催化、静电集尘、臭氧技术等。这些技术中的高效过滤技术和吸附技术性能稳定，但滤材寿命短，需要定期更换，使用成本很高；催化技术、等离子技术、静电技术针对特定污染源的净化效果较好，使用局限性很大，通常应用于复合型净化器，很少单独使用。

湿式净化不仅是重要的工业废气处理技术，近年来在家用和商用空气净化产品中也得到广泛应用。湿式净化通过水或其它吸收液与气体的接触，利用液滴和颗粒物之间的惯性碰撞、扩散、拦截等作用捕集尘粒，可以有效去除0.1～20微米的液态或固态污染物，也能通过吸收去除气态污染物。湿式洗涤净化最常用的技术路线是将水以水滴、水雾的状态直接喷淋到气体流经的通道，或喷洒在气流通道中的滤网、滤芯、加湿盘上形成液膜，通过气液接触捕获和吸收空气中的污染物，其典型应用如：中国专利“加湿器及空气净化器(CN101532712)”、“具有加湿功能的空气净化器(CN101301555)”、“空气净化器及凝结器(CN101639250)”、“一种圆锥形内螺旋吸水式水洗空气净化装置(CN201218573Y)”。但喷淋方法通常气液接触面积小，接触时间短，因而一次通过净化效率并不高，常与其它技术组合使用。湿式洗涤净化的另一种技术路线是鼓泡法，将空气压入水中鼓泡，如中国专利“旋流式空气净化器(CN101737210A)”；或用空气冲激液面起泡，如中国专利“一种冲激式室内空气净化器(CN101498483)”。鼓泡方法气液接触较为充分，但气相阻力要达到500～1000Pa以上，需要高静压风机甚至气泵进行气体输送，很难投入实际应用。夏普公司开发的净离子群技术与传统的湿式净化方法不同，将空气中的水分子电离成H自由基和OH自由基，再包裹水分子，对细菌、病毒具有很强的灭活能力，例如中国专利“杀菌方法、离子发生元件、离子发生装置和空气调节装置(CN101396567)”。

在工业废气处理中，喷淋式净化工艺依靠水泵的动力将水提升后通过喷淋头、雾化头向下喷淋，或喷洒在挡板上形成水帘流下，空气在风机抽吸下自下而上流动，与液相逆流接触。操作条件为气体流速0.5～2m/s，耗水量0.5～1.5L/m3，压力损失100～500Pa，其结构简单，阻力小，但设备庞大，耗水量大，除尘效率较低。一种自激式净化工艺，气流转弯向下冲击水面后，通过S形通道节流激起大量的水花，由于尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作用，使含尘气体得以净化。操作条件为气体流速10～20m/s，耗水量0.05～0.1L/m3，压力损失1000～1500Pa，除尘效率可达95％，其结构紧凑，占地面积小，负荷适应性好，耗水量少，但压力损失很大。一种板式塔洗涤净化工艺，塔板上分布大量气孔供气相通过，气液接触在塔板上的鼓泡层进行，液相由水泵泵送从塔顶向下喷淋，气流穿过液层时形成大量气泡并不断破裂和更新，在鼓泡区将粉尘捕集下来，常采用多层塔板以提高净化效率。操作条件为气体流速1～3m/s，耗水量0.1～0.3L/m3，压力损失300～1000Pa。板式塔按孔径分为小孔筛板(3～8mm)和大孔筛板(10～25mm)。小孔筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液；大孔筛板则易漏液，要求的操作压力高，传质效率也较低。筛板塔较好地兼顾了处理通量、净化性能和运行能耗，但其结构较复杂、操作弹性小、安装要求高。

与工业废气处理不同，家用和类似用途的空气净化器对于气相阻力的要求较为苛刻。由于噪音、结构等因素对风机的限制，家用空气净化器的气相阻力要求通常为100～200Pa，压降达到300～500Pa就很难进入实际应用，更高的压降基本已无法实施。鼓泡式净化技术中气体穿过鼓泡层需要克服液位的压力，气相阻力很高，因而在家用空气净化器中尚未得到成功应用。

发明内容

因此，本发明是为解决上述问题而提出的，目的是提供一种新型的微孔鼓泡式空气净化器，显著增大气液接触效率、减小气相阻力，通过强化传质操作达到很高的空气净化效率，减小系统的压降和能耗，其结构简单、操作稳定、便于维护。