阅读说明：本技术 一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法及设备 (Air purification method and equipment for obtaining hydroxyl free radicals based on high-voltage discharge ) 是由 赵岳虎 赵凯 刘华年 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明属于废气处理技术领域,公开了一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法,包括步骤：利用外部环境温度与半导体凝水器,制取低于外部环境温度的冷凝水,使冷凝水定向移动至高压放电电极处；所述冷凝水在风力与高压电场作用下形成水气泡,与所述高压放电电极端接触放电产生羟基自由基；按照带有水气泡的冷凝空气水定向移动的方向将所述羟基自由基输出至外部环境中。本发明利用半导体原理在空气中获取冷凝水,使冷凝水定向移动、移动中形成水气泡与放电的电极接触,产生羟基自由基,使羟基自由基按从放电后产生的高级氧化剂群定向移动方向移动输出与外部环境的阳离子结合达到降尘、除菌、除味、除醛等效果,从而净化空气。(The invention belongs to the technical field of waste gas treatment, and discloses an air purification method for obtaining hydroxyl radicals based on high-voltage discharge, which comprises the following steps: preparing condensed water with the temperature lower than the external environment temperature by using the external environment temperature and the semiconductor water condenser, and enabling the condensed water to directionally move to the high-voltage discharge electrode; the condensed water forms water bubbles under the action of wind power and a high-voltage electric field, and the water bubbles are in contact with the end of the high-voltage discharge electrode to discharge to generate hydroxyl radicals; the hydroxyl radicals are transported out to the external environment in the direction of the directional movement of the water of the condensed air with water bubbles. The invention obtains condensed water in the air by utilizing the semiconductor principle, the condensed water moves directionally, water bubbles are formed in the movement of the condensed water and are contacted with a discharging electrode to generate hydroxyl radicals, and the hydroxyl radicals move in the directional movement direction of a high-grade oxidant group generated after discharging and are output to be combined with cations in the external environment, so that the effects of dust fall, sterilization, odor removal, aldehyde removal and the like are achieved, and the air is purified.)

一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法及设备

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法及设备。

背景技术

一般来说，室内空气中的污染物一般包括VOCs、细颗粒物、细菌和病毒等。VOCs指的是甲醛、苯、甲苯等挥发性有机化合物，长期居住在挥发性有机化合物污染的室内，可引起慢性中毒，损害人体系统，甚至引发白血病。其中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，也就是我们常说的PM2.5的危害比较大，能通过呼吸道直接到达肺部而沉积，危害人体，当其中含有细菌或有毒物质时，更能引发癌症等疾病，对人体健康产生极大的威胁。

水氧离子就是羟基自由基(OH-)，它是自然界已知物质中最具活性的物质(氧化电位是2.7伏)。羟基自由与细菌接触，能迅速获取细菌蛋白质中的氢原子即打断碳键；与有机物接触，同样以打断打断碳键的方式使其降解。利用这种技术可以净化水和空气。

水氧离子是活性物极强的物质，对细菌和TVOC有极强的杀灭和降解能力。它的存在周期极短，因此难以量化、无法储存、无法运送，边生产边使用是净化应用技术的唯一手段。

产生水氧离子的方法：

1.气相放电法

在空气两端施以高压，电场中的空气被电离成等离体，这个等离子中包含有大量臭氧在内的氧化物质。空气中的氢含量极低近乎于零，理论上气相放电所能产生的水氧离子含量微乎其微。

2.液相放电法

在水(液体)的两端加高电压，将水离子化为等离子体。水被离子化后一部分羟基自由基组合可能生成大量的水氧离子。

两种方法的比较：

1)气相放电法可以产生大量的氧化物质，但极难生成水氧离子。液相放电法则能产生更多的水氧离子。可见在净化领域液相放电具有更强的净化能力。

2)相对于气相放电，液相放电需要水，也要更高的电压，更强的电流，才能生成水氧离子。用来净化空气不方便、不经济、也不符合低碳环保。综上，气相法生成的水氧离子太少，净化能力差。液相法生成的水氧离子虽然多，但经济成本高，使用不方便，应用前景也不好。

因此，有必要提供一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法及设备，以解决现有的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法，包括步骤：

使冷凝水定向移动至高压放电电极处；

所述冷凝水在风力与高压电场作用下形成水气泡，与所述高压放电电极端接触放电产生羟基自由基；

按照带有水气泡的冷凝空气水定向移动的方向将所述羟基自由基输出至外部环境中，使所述羟基自由基与所述外部环境中的阳离子结合。

作为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法优选地，所述的使冷凝水定向移动至高压放电电极之前包括步骤：

利用外部环境温度与半导体凝水器，制取低于外部环境温度的冷凝水。

作为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法优选地，所述的利用外部环境温度与半导体凝水器，制取低于外部环境温度的冷凝水之后包括步骤：

对所述冷凝水进行雾化形成细小水分子并使其雾化成泡状，形成带有水气泡的冷凝空气水。

作为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法优选地，所述高压放电电极端的电压控制在1.2kv-4kv，频率为1K-12KHZ及以上。

本发明还提供一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化设备，包括：

风机，所述风机用于使冷凝水定向移动至高压放电电极处；

所述高压放电电极，用于将所述冷凝水电离产生羟基自由基。

作为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化设备优选地，包括：半导体凝水器，所述半导体凝水器用于利用外部环境温度与半导体凝水器本身温度的温度差，制取低于外部环境温度的冷凝水。

作为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化设备优选地，包括：雾化器，所述雾化器用于对所述冷凝水进行雾化形成细小水分子并使其雾化成泡状，形成带有水气泡的冷凝空气水。

作为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化设备优选地，所述风机还用于按照带有水气泡的冷凝空气水定向移动的方向将所述羟基自由基输出至外部环境中，使所述羟基自由基与所述外部环境中的阳离子结合。

作为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化设备优选地，还包括变压器，所述变压器与外部电源连接，用于将低电压转换为高电压至所述高压放电电极进行高压放电。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：利用半导体原理在空气中获取冷凝水，使冷凝水定向移动、移动中形成水气泡与放电的电极接触，产生羟基自由基，使羟基自由基按从放电后产生的高级氧化剂群定向移动方向移动输出与外部环境的阳离子结合达到降尘、除菌、除味、除醛等效果，从而净化空气。

附图说明

图1为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法的流程图之一；

图2为本发明一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法的流程图之二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2所示，本发明提供如下技术方案：一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化方法，包括步骤：

S100使冷凝水定向移动至高压放电电极处；

S200所述冷凝水在风力与高压电场作用下形成水气泡，与所述高压放电电极端接触放电产生羟基自由基；

S300按照带有水气泡的冷凝空气水定向移动的方向将所述羟基自由基输出至外部环境中，使所述羟基自由基与所述外部环境中的阳离子结合。

具体地，所述的S100使冷凝水定向移动至高压放电电极之前包括步骤：

S10利用外部环境温度与半导体凝水器，制取低于外部环境温度的冷凝水。

具体地，所述的S10利用外部环境温度与半导体凝水器，制取低于外部环境温度的冷凝水之后包括步骤：

S20对所述冷凝水进行雾化形成细小水分子并使其雾化成泡状，形成带有水气泡的冷凝空气水。

具体地，所述高压放电电极端的电压控制在1.2kv-4kv，频率为1K-12KHZ及以上。

本发明还提供一种基于高压放电获取羟基自由基的空气净化设备，包括：

风机，所述风机用于使冷凝水定向移动至高压放电电极处；

所述高压放电电极，用于将所述冷凝水电离产生羟基自由基。

具体地，包括：半导体凝水器，所述半导体凝水器用于利用外部环境温度与半导体凝水器本身温度的温度差，制取低于外部环境温度的冷凝水。

值得说明的是，半导体凝水器也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合；半导体凝水器的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一半导体凝水器上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料(碲化铋)，这个半导体元件在电路上是用串联形式连接组成，半导体凝水器的工作原理是：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料连结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。半导体凝水器内部是由上百对电偶联成的热电堆，以达到增强制冷(制热)的效果。

具体地，包括：雾化器，所述雾化器用于对所述冷凝水进行雾化形成细小水分子并使其雾化成泡状，形成带有水气泡的冷凝空气水。

具体地，所述风机还用于按照带有水气泡的冷凝空气水定向移动的方向将所述羟基自由基输出至外部环境中，使所述羟基自由基与所述外部环境中的阳离子结合。

具体地，还包括变压器，所述变压器与外部电源连接，用于将低电压转换为高电压至所述高压放电电极进行高压放电。

本发明的工作原理及使用流程：利用半导体原理在空气中获取冷凝水，使冷凝水定向移动、移动中形成水气泡与放电的电极接触，产生羟基自由基，使羟基自由基按从放电后产生的高级氧化剂群定向移动方向移动输出与外部环境的阳离子结合达到降尘、除菌、除味、除醛等效果，从而净化空气。

本发明包括半导体凝水器，其利用外部环境与半导体凝水器本身温度差，半导体凝水器表面温度低于外部温度即可获得冷凝水；通过变压器与外部电源连接，将低电压转换为高电压至所述放电电极，通过电极输出高电压；通过风机从外部环境中获取气体，将冷凝水吹至放电电极处使两者接触，获取羟基自由基，并将所述羟基自由基吹入外界环境中，使羟基自由基与外部环境的阳离子结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。