一種新型納米空氣凈化裝置

魏啟明

南京啟明光環境科技有限公司 江蘇南京 210011美國納米醫學研究院 美國華盛頓 21042

本項目是一種新型納米空氣污染防范與凈化系統（Nanotechnology AirTreatmentSystem,NATS技術），是以納米材料為核心制作成的納米PM2.5顆粒過濾產品，是本團隊經過數年研發出來的新型污染治理和防范產品。本產品是一種深度處理PM2.5顆粒的納米過濾系統，使空氣達到優質水平（PM2.5顆粒小于50微克/立方米）。本項目的總體目標是建成新型納米空氣污染防范與凈化系統的示范工程，將PM2.5的排放量有效地控制在最低水平，力求在短期內明顯提高和改善我國的空氣質量水平并使空氣質量達到優質水平，保護人民的身體健康，促進國民經濟發展。

以下是關于本項目的創新核心技術的優點與傳統技術的缺點的對比和創新點。

一、材料配方技術：納米高分子溶膠材料調配配方技術

本項目研發出了特定的納米材料配方，控制納米纖維直徑和表面親和力，首次針對霧霾處理提出和研發納米無紡布材料（Polypropylene tincture,poly ethylene terephthalate)。經過反復多次大量試驗，研發了特定的納米溶膠調配配方（核心專利技術）；掌握了納米纖維的直徑和表面親和力。突破了傳統材料的限制；增大了通透性，降低了氣降壓（納米濾網的氣降壓為800Pa，而微米濾網的氣降壓為2600Pa，比納米級濾網的多了3倍）。這個技術比起傳統技術來可以使納米纖維成為均勻的狀態，突破了技術瓶頸，找到了納米材料的配方，使這個納米纖維的生產變為可行。而傳統技術因為沒有這個配方，所以只能生產微米級的纖維，比納米級纖維粗25倍，使阻力明顯增加，過濾的效率減低。（微米濾片的纖維直徑為5微米，比表面積是0.01m2/g,而納米濾片的纖維直徑是200納米，比表面積是62.5m2/g，納米濾片比微米濾片的比表面積增加了6000倍）。所以本技術所調制的材料配方對于制作納米纖維濾網有非常重要的作用。

二、過程處理技術：納米纖維數控靜電紡絲床技術

靜電紡絲納米濾網的量產是國際上公認的技術瓶頸,這主要是因為靜電射流太細,噴絲射流之間相互干擾從而導致產量過小。采用高壓靜電紡絲法制備納米纖維濾網，對摻入了超細的無紡布纖維膜進行機械加固，制備出添加超細的無紡布，最后進行納米生態基的加工。本技術是由聚合物材料為起點到制成納米生態基產品的新型生產方法。該項目技術方案是配方高分子制備溶膠（晴綸和聚丙烯酊）——陣列靜電噴絲孔噴絲---機械輔助接收制納米無紡布和納米濾網。本技術在美國勞倫斯國家實驗室通過中試，可日產納米濾片2000片。本技術使用了高分子制備溶膠技術，進一步應用陣列靜電噴絲孔噴絲技術，機械制做出納米無紡布和納米濾網結構，使納米材料應用在本產品中，使用數控靜電紡絲床來進一步低成本大規模連續生產納米濾網，突破了技術瓶頸。

三、系統管理技術：新型納米空氣污染防范與凈化系統

本技術使用新型納米空氣污染防范于凈化系統，使大型企業的排出煙道的廢氣經過納米過濾網的凈化達到優質空氣的水平。另外也可以將本產品應用在住家的室內納米空氣凈化器中，通過納米纖維濾網的過濾作用，使室內的空氣達到優質空氣的水平。這項技術的應用大幅度改變了空氣污染的水平，使PM2.5的濃度明顯下降，通過納米濾網的過濾達到優質凈化空氣的目的，可以明顯降低污染空氣對于人的肺部污染和侵害的程度，可以預測對于減少肺部的損害，降低肺癌的發病率都有非常重要的關系。整個創新技術比起傳統技術來具有使用方便，價格合理，PM2.5的過濾效果好（納米濾片的PM2.5過濾率為99.5%，而微米濾片的PM2.5過濾率只有30%左右），氣降壓明顯降低，阻力很小，可以反復使用，使空氣達到優質空氣的水平，長久使用可以降低污染空氣對人體肺部的損害，可以預測明顯降低肺癌的發病率，增加人們的健康水平。

四、循環使用技術：納米空氣凈化自動反吹系統和粉塵處理系統

（1）采用空氣凈化自動反吹系統：包括空氣過濾自動監控系統，空氣自動反吹裝置和納米空氣濾過材料交換系統。（2）采用靜電與蒸汽粉塵處理系統研究：反吹后應用靜電系統和蒸汽系統，有效收集PM2.5粉塵并進行處理，防止空氣二次污染。使用本產品可以使煙道的排出廢氣中 PM2.5的含量從超過300微克/立方米下降到50微克/立方米以下，達到優質空氣的水平。本產品的空氣過濾自動監控系統和空氣自動反吹裝置和納米空氣濾過材料交換系統以及靜電與蒸汽粉塵處理系統是本產品的一個重要的創新點。本產品經過空氣自動監控系統可以看到納米濾網的過濾程度和阻塞程度，在達到一定程度以后這個系統會讓納米濾網進行自動翻轉和反吹系統運轉，在反吹后應用靜電系統和蒸汽系統有效收集PM2.5粉塵并進行處理，防止空氣二次污染。這個技術增加了納米濾網的反復使用壽命，這些優點都是傳統技術所不具備的，也是本產品比傳統技術來非常明顯的優勢技術。