PT2072920E

PT2072920E - Sistema de purificação de ar

Info

Publication number: PT2072920E
Application number: PT07123923T
Authority: PT
Inventors: Yiu Wai Chan; Sui Chun Law
Original assignee: Akos Advanced Technology Ltd
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2011-11-03
Also published as: ES2371206T3; EP2072920B1; US9375670B2; EP2072920A1; CN101469897A; ATE517296T1; US8778272B2; DK2072920T3; US20140311339A1; US20090162255A1; CN101469897B

Description

1

DESCRICAO “Sistema de Purificação de Ar”

Campo Técnico A invenção diz respeito a um sistema de purificação de ar.

Antecedentes da Invenção

Os poluentes em espaços interiores são geralmente classificados em duas categorias com base na sua dimensão física e propriedades: os poluentes na fase gasosa e os poluentes na fase de partículas. Os poluentes na fase gasosa são moléculas químicas ou vapores que são de tamanho molecular. Os poluentes na fase de partículas são partículas de matéria ou bactérias que se podem ter entre alguns e uma centena de mícrones.

Tradicionalmente, a purificação do ar envolve a utilização de HEPA, ionizador, precipitador electrostático para a remoção de partículas de matéria e bactérias no ar.

Para reduzir ainda mais os poluentes na fase gasosa, são sempre utilizados materiais adsorventes como carvão activado e crivos moleculares. Estes filtros de remoção de gases são colectivamente agrupados como filtros de adsorção. Os filtros de adsorção são geralmente caracterizados por uma resistência elevada ao fluxo de ar do filtro quando muito próximos. Em alguns casos, é utilizando um filtro fotocatalisador juntamente com UV para decomposição de compostos orgânicos voláteis. Os filtros de remoção de gases que utilizam este método em que ocorre a reacção de decomposição na superfície do catalisador são agrupados colectivamente como filtros catalisadores. Alguns filtros catalisadores são geralmente caracterizados por uma baixa resistência ao fluxo de ar do filtro.

Num sistema convencional de purificação do ar, é utilizado um ventilador para extrair ou ventilar o ar de montante para jusante. Geralmente, o ar é captado para passar através das primeiras camadas de partículas de matéria para remoção de bactérias no ar e, posteriormente, através de camadas na posição a jusante para a remoção de poluentes na fase gasosa. 2

Esta concepção de camada a camada permite que os poluentes na fase gasosa sejam removidos de forma eficaz apenas na fase inicial. Como nenhum filtro de partículas seria capaz de remover por completo as partículas de matéria, as partículas de matéria não removidas cairiam na segunda, terceira, quarta camada e assim sucessivamente. Os filtros de adsorção para remoção de gases tornam-se ineficazes na fase posterior porque ficaram saturados anteriormente e devido à obstrução na superfície de adsorção pelas partículas de matéria acumuladas. Se for utilizado um filtro catalisador, deixa de funcionar correctamente e é incapaz de decompor as moléculas dos poluentes na fase gasosa. Isso ocorre porque as partículas de matéria acumuladas provenientes das camadas a montante contaminam a superfície do catalisador, impedi-o de absorver reagente para a reacção. Como tal, a superfície catalítica fica venenosa e ineficaz. A concepção tradicional de remoção de partículas de matéria e poluentes na fase gasosa através de um ventilador único também cria um problema fundamental. A taxa elevada de fluxo de ar é benéfica apenas para a remoção de partículas de matéria. A taxa elevada de fluxo de ar aumenta o número de vezes que as partículas passam pelo filtro de partículas e, portanto, o número de partículas retidas é maior. No entanto, a taxa elevada de fluxo de ar é desfavorável para a remoção na fase gasosa. Isso ocorre porque a adsorção e absorção de poluentes na fase gasosa no filtro de adsorção ou adesão de poluentes na superfície do filtro catalisador para decomposição química requer tempo. Funcionam melhor apenas com uma taxa de fluxo de ar lento, o que prolonga o tempo de permanência. Por outras palavras, existe uma contradição sobre a "necessidade ideal de taxa de fluxo de ar" para a remoção de partículas de matéria e remoção de poluentes na fase gasosa.

Como resultado, as técnicas tradicionais de purificação de ar que têm como alvo a remoção de partículas de matéria e poluentes na fase gasosa requerem a utilização de camadas sobre camadas e a inclusão de um ventilador único. Isto leva a problemas que: encurtam a vida útil dos filtros de remoção de gases e a eficácia do filtro de remoção de partículas; o filtro de remoção de gases nunca pode ser optimizado ao mesmo tempo.

Para resolver o problema acima descrito, o pedido de patente japonesa 2004-74859 tem uma concepção especial que utiliza um amortecedor para a mudança do caminho de fluxo de ar e ramifica a jusante num caminho de eléctrodos de 3 geração de iões ou num filtro baseado na concentração de pó no ambiente. Se for utilizado um filtro catalisador no lugar da abertura a jusante 9b, a concepção preserva o filtro catalítico activo. Isto porque o amortecedor fecha o filtro catalisador e permite apenas a remoção de pó. Quando o nível de concentração de pó é baixo, o amortecedor fecha o filtro de remoção de pó e abre o filtro catalisador. No entanto, a concepção é inflexível e incapaz de funcionar adequadamente se o ambiente estiver poluído com ambas as concentrações elevadas de poluentes na fase gasosa e na fase de partículas. Além disso, na concepção, está instalado um ventilador na posição a montante. O ar é ventilado para um filtro em vez de ser extraído para um filtro. O filtro com resistência elevada ao fluxo de ar do filtro é indesejável porque o ar iria regressar para trás em vez de passar através do filtro suavemente quando o ar é ventilado para ele.

Relativamente à Figura 1, é apresentado um sistema de purificação do estado da técnica anterior. No sistema de purificação do estado da técnica anterior, é utilizado um ventilador 1 para extrair ou ventilar o ar 6 de montante para jusante. Geralmente, o ar passa através das primeiras camadas 2-3 de partículas de matéria para remoção de bactérias no ar e, posteriormente, através das camadas 4-5 na posição a jusante para a remoção de poluentes na fase gasosa.

Relativamente à Figura 2, é apresentado um sistema de purificação do estado da técnica anterior modificado de acordo com o princípio divulgado em pedido de patente japonesa 2004-74859. O pedido de patente japonesa 2004-74859 tem uma concepção especial que utiliza um amortecedor 7 para a mudança do caminho de fluxo de ar e ramifica a jusante num caminho de eléctrodos de geração de iões ou num filtro baseado na concentração de pó no ambiente. É utilizado um filtro catalítico 8 em vez da abertura a jusante e um filtro de remoção de pó em vez do "filtro"

Resumo da Invenção

Num primeiro aspecto, é fornecido um sistema de purificação de ar composto por: uma secção de tratamento de Poluentes na Fase de Partículas (PPP) com: uma entrada de ar e uma saída de ar; um filtro de remoção de partículas; e 4 um ventilador para extrair ar da entrada de ar da secção de tratamento de PPP para passar através do filtro de remoção de partículas e sair pela saída de ar da secção de tratamento de PPP; uma secção de tratamento de Poluentes na Fase Gasosa (GPP) instalada a jusante do filtro de remoção de partículas da secção de tratamento de PPP, possuindo a secção de tratamento de GPP: uma entrada de ar e uma saída de ar; um filtro de remoção de gases com resistência elevada ao fluxo de ar do filtro; e um ventilador localizado a jusante do filtro de remoção de gases para extrair o ar da entrada de ar da secção de tratamento de GPP para passar através do filtro de remoção de gases e sair pela saída de ar da secção de tratamento de GPP; em que fluxos de ar da secção de tratamento de GPP e da secção de tratamento de PPP são dirigidos pelo seu respectivo ventilador; e uma parte do ar que sai da saída de ar da secção de tratamento de PPP é dirigida através da entrada de ar da secção de tratamento de GPP. A secção de tratamento de PPP é composta por uma estrutura para alojar o filtro de remoção de partículas e o ventilador. A secção de tratamento de GPP é composta por uma estrutura para alojar o filtro de remoção de gases e o ventilador. A velocidade dos ventiladores para as secções de tratamento de PPP e GPP é pré-programada e ajustada para funcionar a velocidades ideais.

Pelo menos um sensor de fase gasosa e pelo menos um sensor de fase de partículas pode ser incluído. A velocidade dos ventiladores para as secções de tratamento de GPP e PPP é controlada através de pelo menos uma unidade central de processamento, a unidade de processamento central determina a velocidade com base nas concentrações dos poluentes na fase gasosa e poluentes na fase de partículas detectados no ar, e a unidade de processamento central instalada no sistema ou remota do sistema através de outro dispositivo de monitorização do ar. 5 O filtro de remoção de gases está completamente cheio e hermeticamente acondicionado com material para adsorção e/ou absorção de poluentes na fase gasosa. O material é qualquer um do grupo composto por: crivos moleculares, zeólita, óxidos de metais, materiais zeolíticos complementares, carvão activado e qualquer combinação dos mesmos. O filtro de remoção de gases é uma combinação de um filtro de remoção de gases com baixa resistência ao fluxo de ar do filtro e um pré-filtro com resistência elevada ao fluxo de ar. O filtro de remoção de gases com baixa resistência ao fluxo de ar do filtro é um catalisador que contém material fotocatalisador revestido sobre o substrato de superfície e é irradiado por um esterilizador UV para a decomposição de poluentes na fase gasosa. O pré-filtro com resistência elevada do fluxo de ar é um filtro de partículas de alta eficiência.

Um pré-filtro para partículas finas de pó a montante do filtro de remoção de gases pode ser incluído. O pré-filtro para o filtro de partículas finas de pó é um filtro de partículas de eficiência elevada ou outro pré-filtro que filtra as partículas finas de pó que são incapazes de serem tratadas pela secção de tratamento de PPP.

Pelo menos um dispositivo de geração de espécies de oxigénio reactivo a montante do filtro de remoção de gases na secção de tratamento de GPP pode ser incluído.

Os dispositivos de geração de espécies de oxigénio reactivo são um qualquer ou a combinação de: ionizador, geração de ozono, esterilizador UV, um dispositivo que gera radical hidroxilo ou um dispositivo que gera oxidantes. A secção de Tratamento de PPP pode ser disposta em qualquer das configurações sendo composta por: 6 (i) um filtro de remoção de partículas em que a resistência ao fluxo do ar do filtro é baixa e o ventilador instalado a montante ou a jusante do filtro de remoção de partículas na secção de tratamento de PPP; (ii) um filtro de remoção de partículas em que a resistência ao fluxo do ar do filtro é elevada e o ventilador está instalado a jusante do filtro de remoção de partículas na secção de tratamento de PPP; e (iii) a combinação de diferentes filtros de remoção de partículas instalados onde um filtro de partículas tem uma resistência elevada ao fluxo de ar do filtro e o ventilador está instalado a jusante do filtro de remoção de partículas na secção de tratamento de PPP.

As saídas de ar das secções de tratamento de PPP e GPP entram novamente na entrada de ar da secção de tratamento de PPP para repetir o tratamento. A presente invenção permite que o tratamento de poluentes na fase de partículas e poluentes na fase gasosa seja concluído de forma eficaz, inteligente e ecológica. O problema tradicional da fácil contaminação do filtro de remoção de gases devido à acumulação de partículas de pó não filtradas é resolvido. Além de aumentar a vida útil do filtro de remoção de gases, o desempenho e a eficiência de remoção de poluentes na fase gasosa e na fase de partículas são também reforçados. Isto porque as posições dos ventiladores são seleccionadas especificamente em função das características da resistência ao fluxo de ar do filtro. Além disso, submetidas ao níveis de poluentes as resistências específicas do fluxo de ar do, as taxas de fluxo de ar através do filtro de remoção de gases e do filtro de remoção de partículas são ajustadas de modo a alcançar as suas taxas ideais sem interferir umas com as outras. A invenção fornece um método e aparelho de sistema de purificação de ar inovador, inteligente e ecológico. As principais características: secção de tratamento de Poluentes na Fase Gasosa (GPP) e a secção de Tratamento de Poluentes na Fase de Partículas (PPP). A secção de tratamento de GPP está instalada a jusante do filtro de remoção de partículas da secção de tratamento de PPP. A secção de tratamento de PPP inclui uma entrada de ar e uma saída de ar. Uma parte, mas não a totalidade, do ar que sai da saída do ar através do filtro de remoção de partículas da secção de tratamento de PPP entra na entrada de ar para a secção de tratamento de GPP. 7

Tanto as secções de tratamento de PPP como de GPP têm ventiladores que ventilam a taxas específicas. Os ventiladores estão instalados num local específico submetidos aos níveis de resistência do fluxo de ar dos filtros e concentração dos poluentes. A eficácia do tratamento de poluentes na fase de partículas e poluentes na fase gasosa é, portanto, melhorada e optimizada.

Quando há um nível de pó elevado, o ventilador para a secção de tratamento de GPP pode ser retardado ou desligado. Como tal, o filtro de remoção de gases é protegido contra contaminação e, portanto, a vida útil do filtro de remoção de gases é aumentada. A presente invenção minimiza a necessidade de substituição frequente do filtro de remoção de gases. A maior eficácia e vida útil do filtro resulta na redução do tamanho do sistema e permite que o sistema seja utilizado num sistema de purificação de ar de dimensões reduzidas. É fornecido um método para a purificação do ar que abrange a utilização de uma secção de tratamento de Poluentes na Fase de Partículas (PPP) e uma secção de tratamento de Poluentes na Fase Gasosa (GPP). A secção de tratamento de PPP é construída por um filtro de partículas concebido especificamente para a remoção de poluentes na fase de partículas. A secção de tratamento de PPP inclui um ventilador, uma entrada de ar e uma saída de ar. O filtro de partículas é qualquer um ou a combinação de: FIEPA, Precipitador Electrostático e ionizador. O ar é extraído para a secção de tratamento de PPP por um ventilador através da entrada de ar e, posteriormente, através do filtro de partículas e sai através da saída. A jusante do filtro de remoção de partículas da secção de tratamento de PPP, a secção de tratamento de GPP remove os poluentes na fase gasosa. Uma parte, mas não a totalidade, do ar que sai da saída do ar através do filtro de remoção de partículas da secção de tratamento de PPP entra na entrada de ar para a secção de tratamento de GPP. O ar, total ou parcialmente, sai de ambas de qualquer das saídas de ar das secções de tratamento de PPP e GPP e volta a entrar na entrada de ar das secções de tratamento de PPP para repetir os processos de tratamento. A secção de tratamento de GPP tem um ventilador a jusante e um filtro de remoção de gases com resistência elevada ao fluxo de ar do filtro. O filtro de remoção de gases está completamente cheio e hermeticamente acondicionado com material para a adsorção de poluentes na fase gasosa. O material é composto por crivos moleculares, zeólita, óxidos de metais, materiais zeolíticos complementares, carvão activado ou a sua combinação. Para facilitar ainda mais a reacção catalítica, também pode ser incluído um dispositivo de geração de espécies de oxigénio reactivo a montante do filtro de remoção de gases na secção de tratamento de GPP. Os dispositivos de geração de espécies de oxigénio reactivo é qualquer ou a combinação de ionizador, geração de ozono, esterilizador UV, um dispositivo que gera o radical hidroxilo, um dispositivo que gera oxidantes. O filtro de remoção de gases com resistência elevada ao fluxo de filtro pode ser uma combinação de (i) um filtro de remoção de gases com resistência baixa ao fluxo de ar do filtro e (ii) um pré-filtro com resistência elevada ao fluxo de ar. O filtro de remoção de gases com baixa resistência ao fluxo de ar do filtro pode ser um catalisador que contém material fotocatalisador revestido sobre o substrato de superfície e ser irradiado por um esterilizador UV para a decomposição de poluente na fase gasosa. O pré-filtro com resistência elevada ao fluxo de ar pode ser um filtro de partículas de alta eficiência. Para facilitar ainda mais a reacção catalítica, pode ser incluído um dispositivo de geração de espécies de oxigénio reactivo a montante do filtro de remoção de gases na secção de tratamento de GPP. Os dispositivos de geração de espécies de oxigénio reactivo é qualquer ou a combinação de ionizador, geração de ozono, esterilizador UV, um dispositivo que gera o radical hidroxilo, um dispositivo que gera oxidantes. A velocidade do ventilador é ajustada em resposta à resistência do fluxo de ar do filtro de partículas. A velocidade pode ser alterada dinâmica e automaticamente a uma velocidade ideal para a remoção de partículas com base nas alterações da resistência ao fluxo de ar da concentração do filtro de pó detectada. A velocidade também pode ser alterada com base na configuração pré-programada, de acordo com nas necessidades dos locais onde o sistema de purificação de ar é instalado. As ventilações também podem ser controladas por uma unidade de processamento central. A unidade de processamento central determina a velocidade dos ventiladores com base nas concentrações dos poluentes na fase gasosa e poluentes na fase de partículas. A unidade de processamento central pode ser instalada tanto no interior do sistema como num local remoto que é controlado por outro dispositivo de monitorização do ar. A taxa de fluxo de ar para o ventilador da secção de tratamento de PPP é proporcional à concentração da concentração de pó. 9

Rppp Q [D]

Rppp = taxa de fluxo de ar do ventilador na secção de tratamento de PPP

[D] = concentração de partículas de matéria, pó ou partículas inaláveis em suspensão

No entanto, a taxa de fluxo de ar para o ventilador da secção de tratamento de GPP nem sempre é igual à da secção de tratamento de PPP. Isto porque quando a velocidade da taxa de fluxo de ar é muito elevada, o tempo de permanência dos poluentes gasosos no filtro de remoção de gases seria muito curto e, portanto, mais difícil de serem retidos e adsorvidos ou absorvidos na superfície do catalisador ou entrarem nos poros do catalisador para uma reacção química posterior. A velocidade do ventilador da secção de tratamento de GPP pode ser adaptada para definir certos valores, com base em testes práticos, submetido a diferentes tipos e espessuras de filtros de adsorção ou catalisadores, tipos e taxas da reacção química, concentração de poluentes na fase gasosa, etc.

Na presente invenção, os ventiladores estão instalados num local específico para manter um desempenho ideal do sistema de purificação de ar.

Na secção de tratamento de PPP, o ventilador está instalado com base na resistência ao fluxo de ar do filtro de remoção de partículas. (i) Se estiver instalado um filtro de remoção de partículas em que a resistência ao fluxo de ar do filtro é baixa, o ventilador deve se instalado a montante ou a jusante do filtro de remoção de partículas na secção de tratamento de PPP. (ii) Se estiver instalado um filtro de remoção de partículas, cuja resistência ao fluxo de ar do filtro é elevada. O ventilador deve ser instalado a jusante do filtro de remoção de partículas da secção de tratamento de PPP. (iii) Se estiver instalada uma combinação de diferentes filtros de remoção de partículas, um filtro de partículas tem uma resistência elevada ao fluxo de ar do filtro. O ventilador deve ser instalado a jusante do filtro de remoção de partículas da secção de tratamento de PPP. 10

Breve Descrição dos Esquemas A seguir é apresentado um exemplo da invenção com referência aos esquemas de acompanhamento, em que: A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de purificação de ar do estado da técnica anterior; A Figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema de purificação de ar do estado da técnica anterior modificada com base no princípio divulgado em pedido de patente japonesa 2004-74859; A Figura 3 é um diagrama esquemático da presente invenção de acordo com uma primeira concretização; A Figura 4 é um diagrama esquemático da presente invenção de acordo com uma segunda concretização; A Figura 5 é um diagrama esquemático da presente invenção de acordo com uma terceira concretização; A Figura 6 é um diagrama esquemático da presente invenção de acordo com uma quarta concretização; A Figura 7 é um diagrama esquemático da presente invenção de acordo com uma quinta concretização; A Figura 8 é um diagrama esquemático da presente invenção de acordo com uma sexta concretização; A Figura 9 é um diagrama esquemático da presente invenção de acordo com uma sétima concretização; A Figura 10 é um diagrama esquemático da presente invenção de acordo com uma oitava concretização; A Figura 11 é uma comparação gráfica sobre a vida útil do filtro de remoção de gases utilizando (I) a primeira concretização da presente invenção e (II) purificação de ar do estado da técnica anterior exibido na Figura 1; A Figura 12a é uma comparação gráfica sobre a eficiência de remoção dos poluentes na fase gasosa utilizando (I) a primeira concretização da presente invenção e (II) sistema de purificação de ar do estado da técnica anterior exibido na Figura 2; e A Figura 12b é uma comparação gráfica sobre a eficiência de remoção dos poluentes na fase de partículas utilizando (I) a primeira concretização da presente invenção e (II) sistema de purificação de ar do estado da técnica anterior exibido na Figura 2. 11

Descrição Detalhada dos Esquemas

Relativamente à Figura 3, é ilustrada uma primeira concretização da presente invenção. É fornecido um sistema de purificação de ar. O sistema geralmente inclui: uma secção 9 de tratamento de Partículas na Fase de Partículas (PPP) 9 e uma secção 10 de tratamento de Poluentes na Fase Gasosa (GPP). A secção 9 de tratamento de Poluentes na Fase de Partículas (PPP) inclui: uma entrada de ar 14 e uma saída de ar 15, um filtro de remoção de partículas 11 e um ventilador 12. A secção 10 de tratamento de Poluentes na Fase Gasosa (GPP) está instalada a jusante do filtro de remoção de partículas 11 da secção 9 de tratamento de PPP. A secção de tratamento de GPP inclui: uma entrada de ar 19 e uma saída de ar 20, um filtro de remoção de gases 16 com resistência elevada ao fluxo de ar do filtro, e um ventilador 17, localizado a jusante do filtro de remoção de gases 16 e para extrair ar da entrada de ar 19, passando pelo filtro de remoção de gases 16 para a saída de ar 20. Os fluxos de ar da secção de tratamento de GPP 9 e a secção de tratamento de PPP 10 são dirigidos pelo seu respectivo ventilador 12, 17. Uma parte da saída de ar 15 do tratamento PPP da secção de tratamento de PPP 9 funciona como uma entrada de ar 19 para a secção de tratamento de GPP 10. Não pode ser extraído ar para a secção de tratamento de GPP 10 sem passar pelo filtro de remoção de gases 16 na secção de tratamento de GPP 10. O filtro de remoção de gases 16 está completamente cheio e hermeticamente acondicionado com material para a adsorção de poluentes na fase gasosa. Este material é composto por crivos moleculares, zeólita, óxidos de metais, materiais zeolíticos complementares, carvão activado ou a sua combinação.

Alguns ou todo o ar que sai das saídas de ar 15, 20 das secções de tratamento de PPP e GPP 9, 10 pode voltar a entrar na entrada de ar 14 da secção de tratamento de PPP 9 para repetição do tratamento.

Relativamente à Figura 4, é ilustrada uma segunda concretização. O sistema de purificação de ar é semelhante à Figura 1 e inclui um sensor na fase gasosa 24 e um sensor na fase de partículas 25. A velocidade dos ventiladores das secções de tratamento de GPP e PPP 9, 10 é controlada por uma unidade de processamento central 26. A unidade de processamento central 26 determina as velocidades com base nas concentrações dos poluentes na fase gasosa e poluentes na fase de partículas. 12

Relativamente à Figura 5, é ilustrada uma terceira concretização. O filtro de remoção de gases com resistência elevada ao fluxo de ar do filtro é a combinação de: um filtro de remoção de gases 28 com baixa resistência ao fluxo de ar do filtro e um pré-filtro 27 com resistência elevada ao fluxo de ar. O filtro de remoção de gases 28 é um catalisador que contém um material fotocatalisador revestido sobre o substrato de superfície e é irradiado por um esterilizador UV 29 para a decomposição de poluentes na fase gasosa.

Relativamente à Figura 6, é ilustrada uma quarta concretização. Está incluído um pré-filtro 30 para partículas finas de pó a montante do filtro de remoção de gases 16 semelhante à Figura 1. O pré-filtro (30) para o filtro de partículas finas de pó pode ser um filtro de partículas de alta eficiência ou outro pré-filtro que filtra as partículas finas de pó que são incapazes de serem tratadas pela secção de tratamento de PPP 9.

Relativamente à Figura 7, é ilustrada uma quinta concretização. É fornecido um dispositivo de geração de espécies de oxigénio reactivo 31 a montante do filtro de remoção de gases 16 na secção de tratamento de GPP 10 semelhante à Figura 1. O dispositivo de geração de espécies de oxigénio reactivo 31 é qualquer um do grupo composto por: ionizador, geração de ozono, esterilizador UV, um dispositivo que gera o radical hidroxilo e um dispositivo que gera oxidantes.

Relativamente à Figura 8, é ilustrada uma sexta concretização. É fornecido um filtro de remoção de partículas 32 com resistência elevada ao fluxo de ar. O ventilador 12 está instalado a jusante do filtro de remoção de partículas 32 na secção de tratamento de PPP 9.

Relativamente à Figura 9, é ilustrada uma sétima concretização. É fornecida uma combinação de filtro 32 com resistência elevada ao fluxo de ar e filtro 33 com baixa resistência ao fluxo de ar do filtro para filtros de remoção de partículas 32. O ventilador 12 está instalado a jusante dos filtros de remoção de partículas 32 na secção de tratamento de PPP 9.

Relativamente à Figura 10, é ilustrada uma oitava concretização. O sistema geralmente inclui: uma secção 9 de tratamento de Partículas na Fase de Partículas (PPP) 9 e uma secção 10 de tratamento de Poluentes na Fase Gasosa (GPP). A secção 9 de tratamento de Poluentes na Fase de Partículas (PPP) inclui: uma entrada de ar 14 e uma saída de ar 15, um filtro de remoção de partículas 11 13 e um ventilador 12. A secção de tratamento de GPP 10 está instalada a jusante do filtro de remoção de partículas 11 na secção de tratamento de PPP 9. A secção de tratamento de GPP 10 inclui: uma entrada de ar 19 e uma saída de ar 20, um filtro de remoção de gases 16 com resistência elevada ao fluxo de ar do filtro, e um ventilador 17, localizado a jusante do filtro de remoção de gases 16 e para extrair ar da entrada de ar 19, passando pelo filtro de remoção de gases 16 para a saída de ar 20. Os fluxos de ar da secção de tratamento de GPP 9 e a secção de tratamento de PPP 10 são dirigidos pelo seu respectivo ventilador 12, 17. Uma parte do ar que sai da saída do ar 15 através do filtro de remoção de partículas 11 da secção de tratamento de PPP entra na entrada de ar 19 da secção de tratamento de GPP 10. Não pode ser extraído ar para a secção de tratamento de GPP 10 sem passar pelo filtro de remoção de gases 16 na secção de tratamento de GPP 10. Nesta concretização, a estrutura 18 da secção de tratamento de GPP 10 está integrada na estrutura 13 da secção de tratamento de PPP 9, a jusante do filtro de remoção de pó 11.

Relativamente à Figura 11, é ilustrada uma comparação gráfica sobre a vida útil do filtro de remoção de gases 16 da primeira concretização (curva I 33) por oposição ao sistema de purificação de ar do estado da técnica anterior da Figura 1 (curva II 34). A comparação foi realizada num ambiente controlado onde foram acesos vinte cigarros em intervalos regulares de tempo. Os cigarros contêm poluentes na fase gasosa e poluentes na fase de partículas. A concentração de poluentes na fase gasosa é medida com um Composto Orgânico Volátil. Conforme apresentado na curva II 34, os poluentes na fase gasosa são removidos de forma eficaz apenas na fase inicial. Como nenhum filtro de partículas é capaz de remover completamente as partículas de matéria, as partículas de matéria não removidas caem na segunda, terceira, quarta camada, etc. Os filtros de adsorção para remoção de gases tornam-se ineficazes na fase posterior da curva II 34 porque a superfície de adsorção fica obstruída pelas partículas de matéria não removidas. O resultado da curva I 33 indica que a primeira concretização é capaz de prolongar a vida útil do filtro e manter o desempenho ideal até ao final da experiência.

Relativamente às Figuras 12a e 12b, foi realizada outra experiência num ambiente controlado onde foram acesos vinte cigarros ao mesmo tempo. Os cigarros contêm poluentes na fase gasosa e poluentes na fase de partículas. A concentração de poluentes na fase gasosa é medida com um Composto Orgânico 14

Volátil. A concentração de poluentes na fase de partículas foi medida com um dispositivo de medição de pó. A Figura 12a apresenta uma comparação da eficiência de remoção de poluentes na fase gasosa da primeira concretização (curva I 35) e o sistema de purificação de ar modificado do estado da técnica anterior da Figura 2 (curva II 36). A Figura 12b apresenta uma comparação da eficiência de remoção de poluentes na fase de partículas da primeira concretização (curva I 37) e o sistema de purificação de ar modificado do estado da técnica anterior da Figura 2 (curva II 38). O resultado indica que o sistema de purificação de ar modificado do estado da técnica anterior com base no princípio revelado no pedido de patente japonesa 2004-74859 é inflexível e incapaz de tratar adequadamente o ar se o ambiente estiver poluído com concentrações elevadas de ambos os poluentes na fase gasosa e poluentes na fase de partículas. A concentração de pó 38 e a concentração de gases poluentes 37 no meio ambiente não pode ser suprimida até ao nível mais baixo porque o sistema é incapaz de ser optimizado com apenas um ventilador.

No entanto, a primeira concretização demonstra uma eficiência elevada na fase gasosa 35 e poluentes na fase de partículas 37 durante toda a duração da experiência.

Os técnicos especializados nesta matéria irão apreciar o facto da invenção poder ser alvo de inúmeras variações e/ou modificações, como demonstrado nas concretizações específicas sem se afastar do âmbito da invenção, tal como definido pelas reivindicações em anexo. Como tal, as presentes concretizações devem ser consideradas em todos os aspectos ilustrativas e não restritivas.

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um sistema de purificação de ar composto por: uma secção de tratamento de Poluentes na Fase de Partículas (PPP) (9) com: uma entrada de ar e uma saída de ar; um filtro de remoção de partículas (11); e um ventilador (12) para extrair ar da entrada de ar da secção de tratamento de PPP para passar através do filtro de remoção de partículas e sair pela saída de ar da secção de tratamento de PPP; uma secção de tratamento de Poluentes na Fase Gasosa (GPP) (10) instalada a jusante do filtro de remoção de partículas (11) da secção de tratamento de PPP (9), possuindo a secção de tratamento de GPP: uma entrada de ar e uma saída de ar; um filtro de remoção de gases (16) com resistência elevada ao fluxo de ar do filtro; e um ventilador (17) localizado a jusante do filtro de remoção de gases para extrair o ar da entrada de ar da secção de tratamento de GPP para passar através do filtro de remoção de gases e sair pela saída de ar da secção de tratamento de GPP; em que fluxos de ar da secção de tratamento de GPP (10) e da secção de tratamento de PPP (9) são dirigidos pelo seu respectivo ventilador; e uma parte do ar que sai da saída de ar da secção de tratamento de PPP é dirigida através da entrada de ar da secção de tratamento de GPP.

2. O sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a secção de tratamento de PPP é composta por uma estrutura (13) para alojar o filtro de remoção de partículas e o ventilador.

3. O sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a secção de tratamento de GPP é composta por uma estrutura (18) para alojar o filtro de remoção de gases e o ventilador.

4. O sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a velocidade dos ventiladores para as secções de tratamento de PPP e GPP é pré-programada e ajustada para funcionar a velocidades ideais.

5. De acordo com a reivindicação 1, o sistema é composto ainda por pelo menos um sensor de fase gasosa (24) e pelo menos um sensor de fase de partículas (25).

6. O sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a velocidade dos ventiladores para as secções de tratamento de GPP e PPP é controlada através de pelo menos uma unidade central de processamento (26), a unidade de processamento central determina a velocidade com base nas concentrações dos poluentes na fase gasosa e poluentes na fase de partículas detectados no ar, e a unidade de processamento central instalada no sistema ou remota do sistema através de outro dispositivo de monitorização do ar. 2

7. O sistema de acordo com a reivindicação 1, em que o filtro de remoção de gases está completamente cheio e hermeticamente acondicionado com material para adsorção e/ou absorção de poluentes na fase gasosa.

8. O sistema de acordo com a reivindicação 7, em que o material é qualquer um do grupo composto por: crivos moleculares, zeólita, óxidos de metais, materiais zeolíticos complementares, carvão activado e qualquer combinação dos mesmos.

9. O sistema de acordo com a reivindicação 1, em que o filtro de remoção de gases é uma combinação de um filtro de remoção de gases (28) com baixa resistência ao fluxo de ar e um pré-filtro (27) com resistência elevada ao fluxo de ar.

10. O sistema de acordo com a reivindicação 9, em que o filtro de remoção de gases com baixa resistência ao fluxo de ar é um catalisador que contém material fotocatalisador revestido sobre o substrato de superfície e é irradiado por um esterilizador UV para a decomposição de poluentes na fase gasosa.

11. O sistema de acordo com a reivindicação 9, em que o pré-filtro com resistência elevada do fluxo de ar é um filtro de partículas de alta eficiência.

12. O sistema de acordo com a reivindicação 1, é composto ainda por um pré-filtro (30) para partículas finas de pó a montante do filtro de remoção de gases.

13. O sistema de acordo com a reivindicação 12, em que o pré-filtro (30) para o filtro de partículas finas de pó é um filtro de partículas de eficiência elevada ou outro pré-filtro que filtra as partículas finas de pó que são incapazes de serem tratadas pela secção de tratamento de PPP.

14. O sistema de acordo com a reivindicação 1, sendo composto ainda por pelo menos um dispositivo de geração de espécies de oxigénio reactivo (31) a montante do filtro de remoção de gases na secção de tratamento de GPP.

15. O sistema de acordo com a reivindicação 14, em que os dispositivos de geração de espécies de oxigénio reactivo são um qualquer ou a combinação de: ionizador, geração de ozono, esterilizador UV, um dispositivo que gera um radical hidróxilo ou um dispositivo que gera oxidantes.

16. O sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a secção de tratamento de PPP está disposta em qualquer das configurações sendo composta por: (i) um filtro de remoção de partículas em que a resistência ao fluxo do ar do filtro é baixa e o ventilador instalado a montante ou a jusante do filtro de remoção de partículas na secção de tratamento de PPP; (ii) um filtro de remoção de partículas em que a resistência ao fluxo do ar do filtro é elevada e o ventilador está instalado a jusante do filtro de remoção de partículas na secção de tratamento de PPP; e (iii) a combinação de diferentes filtros de remoção de partículas instalados onde um filtro de partículas tem uma resistência elevada ao fluxo de ar e o ventilador está instalado a jusante do filtro de remoção de partículas na secção de tratamento de PPP. 3

17. O sistema de acordo com a reivindicação 1, em que as saídas de ar das secções de tratamento de PPP e GPP entram novamente na entrada de ar da secção de tratamento de PPP para repetir o tratamento.