[发明专利]一种去除空气中化学污染物的空气净化组件

说明书

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，特别是涉及一种去除空气中化学污染物的空气净化组件。

背景技术

随着石油、煤等矿物质能源加速消耗，以及化石能源的不合理利用带来的日益严重的环境污染问题，寻找清洁的可再生能源已成为全世界关注的焦点。氢能源因其燃烧热量高、无污染、来源广，成为最理想的能源。对于氢能源的利用来说，以质子交换膜燃料电池(PEMFC)形式应用到新能源汽车上是氢能源应用的主要途径和最佳表现形式。但是，新能源汽车达到商业化所需的PEMFC寿命应大于5000小时，可目前车载PEMFC寿命尚不能满足该要求，其主要原因之一是空气中污染物会对催化剂材料产生不利影响而造成PEMFC中催化剂材料的耐久性不足。为了消除空气中有害气体对燃料电池的影响，最简单有效的方法之一就是在空气进入燃料电池阴极之前，采用空气过滤装置将有害气体吸附过滤去除。

离子交换纤维(IEF)是在离子交换树脂基础上发展起来的高效吸附材料，其具有外比表面积大、交换容量大和反离子在纤维骨架载体内传质距离短、反应速度快的特点，因此在离子交换与吸附过程中，比离子交换树脂具有明显的反应动力学优势，并使得离子交换与吸附这一常见的化学分离富集手段在普通气相环境下的实际应用成为可能。利用离子交换纤维交换吸附极性气体小分子的过程受工作体系湿度以及功能纤维本身所含水分的多少的影响。原思国教授研究表明：在温度28℃，相对湿度50％和90％的条件下，FFA-1弱碱性离子交换纤维对SO₂的穿透吸附容量分别为8mg/g和100mg/g，二者相差l0倍之多。前苏联研制的强碱性离子交换纤维在相对湿度20％和60％时，对SO₂的穿透吸附容量分别约为6mg/g和50mg/g，也相差8倍左右。可以看出，高湿度环境有利于离子交换纤维发挥交换吸附作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除空气中化学污染物的空气净化组件及方法，通过提供一种去除空气中化学污染物的空气净化组件，去除对催化剂有影响的污染物，克服因空气中污染物对PEMFC催化剂材料产生的不利影响而使PEMFC的耐久性不足的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种去除空气中化学污染物的空气净化组件，包括初级过滤装置、雾化空气加湿装置和化学污染物净化装置，所述雾化空气加湿装置位于初级过滤装置和化学污染物净化装置之间，所述初级过滤装置包括初效空气过滤层和中效空气过滤层，所述雾化空气加湿装置包括雾化空气加湿器腔体和雾化加湿器发生装置，所述化学污染物净化装置包括离子交换纤维层和活性炭层。

进一步地，所述初效空气过滤层为滤除50％-90％5μm以上颗粒物的PP棉或无纺布，所述中效空气过滤层为滤除20％-70％0.5μm以上颗粒物的PP棉或无纺布。

进一步地，所述雾化空气加湿装置加湿空气湿度的范围为20％-70％。

进一步地，所述离子交换纤维层为弱酸性离子交换纤维层、弱碱性离子交换纤维层其中之一或两者相互重叠。

进一步地，所述弱酸性离子交换纤维层是由聚丙烯腈纤维经预交联和水解反应制备的聚羧酸型离子交换纤维。

进一步地，所述弱酸性离子交换纤维层工作条件为温度0-80℃，湿度20％-70％，去除碱性气体。

进一步地，所述弱碱性离子交换纤维层为一种由聚丙烯腈纤维经氨基化反应制备的聚氨基型离子交换纤维。

进一步地，所述弱碱性离子交换纤维层工作条件为温度0-80℃，湿度20％-70％，去除酸性气体。

进一步地，所述活性炭层为比表面积1300㎡/g-2000㎡/g的活性炭颗粒或活性炭纤维，吸附空气中的一氧化碳等非极性物质。

进一步地，所述初级过滤装置、雾化空气加湿装置和化学污染物净化装置通过法兰连接，相邻两法兰之间用密封垫圈密封。

本发明具有以下有益效果：

本发明使用PP棉或无纺布作为初级过滤装置的滤层，材料制备简单、便宜易得，容易实现；利用离子交换纤维比表面积大、交换容量大和反离子在纤维骨架载体内传质距离短、反应速度快的特点，将其应用到空气净化组件中，可有效去除空气污染物；同时增加了雾化空气加湿器装置，保障离子交换纤维的有益效果。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明