基于胺改性金属骨架碳吸附材料的船舶用空气净化器

1.本实用新型涉及船舶用空气净化器技术领域，特别是指一种基于胺改性金属骨架碳吸附材料的船舶用空气净化器。


背景技术：

2.船舶工业是国家的命脉之一，全球每年有上亿人次在江河湖海中通过客船出行。在整个航行周期中，生活船舱普遍通风不足，其co2浓度超过人体适宜值后，室内人员便会出现不同程度的中毒症状。传统的空气净化器主要立足于除尘、杀菌、净味，可以智能调节室内co2浓度的净化器还未能广泛投入市场，并且在资源相对缺乏的独立船舶上运行时能耗较高。本实用新型对此通过优化设计，提出采用一种高效的胺改性金属骨架碳吸附材料，并通过应用较节能的微波加热技术，设计出一种船用可智能调节co2浓度的空气净化器，同时净化器富集的co2可以通过特定管道被后续储存与利用，实现节能减排。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于胺改性金属骨架碳吸附材料的船舶用空气净化器。
4.该空气净化器为箱体结构，箱体左侧设置空气入口，右侧为气体出口，箱体上面和底面安装微波器，箱体内左右两侧均安装风扇，左右两个风扇中间设置多层吸附净化单元，左侧风扇和多层吸附净化单元之间安装紫外线消毒灯，多层吸附净化单元由云母隔板分隔，每一层吸附净化单元左侧上部设置有电磁阀的空气入口，每一层吸附净化单元右侧下部留有气体出口，气体出口处安装二氧化碳浓度传感器。
5.其中，气体出口处设置网状隔板作为洁净空气出口，网状隔板一侧安装能够开合的带管道的密封板，该管道作为二氧化碳脱附出口。
6.吸附净化单元不少于两层。
7.吸附净化单元为三层复合结构，自上而下为hepa网、活性炭吸附层和ss筛网。
8.ss筛网嵌入式封装胺改性金属骨架材料颗粒。
9.箱体正面设有旋钮式开关，便于打开箱体对吸附净化单元进行更换。
10.生活舱室中的高浓度co2空气进入该空气净化器后，首先由紫外线消毒灯进行杀菌消毒，后续进入独立的吸附单元。一级hepa网吸附层可以吸附较大颗粒污染物；二级活性炭吸附层可以去除异味及较小颗粒污染物；三级ss筛网作为co2吸附层进行二氧化碳吸附，其嵌入的胺改性金属骨架碳吸附材料在较佳吸附温度下实现高吸收效率。
11.本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
12.上述方案中，该净化器集净化空气污染物、吸附捕集co2功能为一体，结合浓度传感器实现室内co2浓度的智能调节，并可推广至其他人居密闭空间进行应用。相比传统电加热，微波加热技术较节能；装置工作时施加的紫外场与微波场可充分作用于流进装置的空气，提高净化器的工作效率；吸附单元的各级吸附层可根据具体需要，设置一层或多层吸附
网，使空气被各级充分净化；各吸附单元外部有旋转式开关，便于分别替换各单元超过使用寿命的吸附网。
附图说明
13.图1为本实用新型的基于胺改性金属骨架碳吸附材料的船舶用空气净化器结构示意图；
14.图2为本实用新型的基于胺改性金属骨架碳吸附材料的船舶用空气净化器内部结构示意图；
15.图3为本实用新型的基于胺改性金属骨架碳吸附材料的船舶用空气净化器吸附净化单元的三层净化结构示意图。
16.其中：1-洁净空气出口；2-二氧化碳脱附出口；3-风扇；4-紫外线消毒灯；5-吸附净化单元；6-电磁阀；7-微波器；8-云母隔板；9-二氧化碳浓度传感器；10-hepa网；11-活性炭吸附层；12-ss筛网。
具体实施方式
17.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
18.本实用新型提供一种基于胺改性金属骨架碳吸附材料的船舶用空气净化器。
19.如图1、图2所示，该空气净化器为箱体结构，箱体左侧设置空气入口，右侧为气体出口，箱体上面和底面安装微波器7，箱体内左右两侧均安装风扇3，左右两个风扇中间设置多层吸附净化单元5，左侧风扇和多层吸附净化单元5之间安装紫外线消毒灯4，多层吸附净化单元5由云母隔板8分隔，每一层吸附净化单元左侧上部设置有电磁阀6的空气入口，每一层吸附净化单元右侧下部留有气体出口，气体出口处安装二氧化碳浓度传感器9。
20.如图1，气体出口处设置网状隔板作为洁净空气出口1，网状隔板一侧安装能够开合的带管道的密封板，该管道作为二氧化碳脱附出口2。洁净空气出口1和二氧化碳脱附出口2能够自动转换。
21.吸附净化单元5不少于两层。
22.如图3所示，吸附净化单元5为三层复合结构，自上而下为hepa网10、活性炭吸附层11和ss筛网12。
23.ss筛网12嵌入式封装胺改性金属骨架材料颗粒。
24.该箱体正面设有旋钮式开关，便于打开箱体对吸附净化单元进行更换。
25.具体的，该空气净化器中的风扇3能够提高通气量，并能对加热后的高温空气降温；紫外线消毒灯4对入口空气进行消毒处理；吸附净化单元5用于吸附空气中污染物及二氧化碳，吸附单元水平放置，彼此间相互独立；电磁阀6用于控制空气流动；微波器7用于对吸附净化单元5进行加热，以达到相应吸附及解吸条件；云母隔板8便于两个微波器发出的微波能够透过隔板充分作用于三个吸附单元；二氧化碳浓度传感器9用于检测二氧化碳浓度以便实时与控制系统反馈。
26.在吸附净化单元中，hepa网10用于吸附较大颗粒污染物；活性炭吸附层11用于去除异味及较小颗粒污染物；ss筛网12用于封装胺改性金属骨架颗粒以吸附co2。胺改性金属
骨架碳吸附材料主要为tepa-mg/dobdc-40等。同时，胺改性金属骨架还可以推广为mil-101-ed(乙二胺)-0.18、聚乙烯亚胺改性铝-富马酸金属有机骨架等其它碳吸附材料。每级的吸附网不只固定为一层，可根据具体需要，各级均能叠加多层吸附网实现充分吸附。
27.具体应用中，生活舱室中的高浓度co2空气进入空气净化器后，首先由紫外线消毒灯4进行杀菌消毒，后续进入独立的吸附净化单元5，每层吸附单元位于最上端的进气口保证气体可流经全部吸附层：一级吸附层为hepa网10，可吸附空气中大颗粒粉尘污染物；二级吸附层为活性炭吸附层11，可去除异味并二次吸附；三级吸附层为co2吸附层，胺改性金属骨架材料制成颗粒状镶嵌在ss筛网12上。开启微波器7进行短暂加热，可以使碳吸附材料达到适宜的吸附温度。经三层吸附后的洁净空气由各吸附单元底端的出口处排出。每个吸附净化单元出口处安装二氧化碳浓度传感器9进行二氧化碳浓度检测，当出口处浓度达到设定值时，说明吸附已经饱和，关闭此单元，开启下一单元进行吸附，单元入口处需与出口处进行联动控制；当全部单元吸附饱和后，开启微波器7进行整体脱附，微波加热到吸附材料的解吸温度时三个吸附单元进风口关闭，右侧风扇保持开启，全部单元进行统一脱附，脱附产生的高浓度二氧化碳经由二氧化碳脱附出口2排出后进行储存利用，不与洁净空气混合，保证产物纯度，利用率高。
28.该装置整体分级吸附，统一解吸，吸附与解吸均采用高效节能的微波加热技术替代传统电加热达到相应条件。通过二氧化碳浓度传感器9监测出口处的co2浓度确定各单元吸附饱和之后，空气净化器进行co2的脱附过程，高浓度的co2通过净化器可自动转换的管道排入到储气瓶或其它可直接利用co2的场景，实现人居密闭空间的空气净化及co2资源回收利用。
29.其中，co2脱附过程为：二氧化碳浓度传感器9监测出口处的co2浓度确定各单元吸附饱和之后，空气净化器开启微波加热进行co2脱附过程，高浓度co2通过二氧化碳脱附出口排出进行后续利用，实现高效节能的空气净化及co2资源回收。
30.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。