旋風式荷電水霧空氣凈化除塵方法及其系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種空氣凈化領域，特別涉及一種去除密閉或敞開體系空氣中PM2.5和PMlO細顆粒污染物，同時能夠除菌及脫除酸性氣體的旋風式荷電水霧空氣凈化除塵方法。
【背景技術】
[0002]微塵(特別是PMlO及以下微塵包括PM2.5等顆粒物)大量存在于空氣中；并且，隨著社會經濟的發展，能源消費水平不斷提高，化石燃料燃燒和汽車尾氣排放出大量的細顆粒物，其中以PM2.5最為典型。PM2.5是環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5 μ m的顆粒物，它能較長時間懸浮于空氣中。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。傳統的除塵裝置如旋風、靜電、布袋等對粒徑較大的粉塵顆粒有較好的除去效果，但對細顆粒物，特別是粒徑小于2.5 μ m的PM2.5作用甚微。近年來，報道的PM2.5去除主要采用過濾和團聚技術。過濾雖然可以去除大多數的細顆粒物，但需要經常更換濾板，濾板材料價格貴，成本高，僅適用于小型室內空氣凈化。化學團聚技術由于采用高分子化學物質，一是成本高，二是容易造成二次污染。水霧具有降塵的作用，當水霧粒徑與空氣中細顆粒物的粒徑相當時，效果較為明顯，但現有的水霧除塵裝置缺乏收塵裝置，對降PM2.5僅有短暫作用，水霧一旦蒸發，PM2.5又會產生，沒有從根本上消除PM2.5對空氣的污染影響。另外，空氣中除了 PM2.5等顆粒污染物外，還含有一定量的二氧化硫等酸性氣體、細菌等有害成分。現有的除塵凈化裝置，僅限于去除細顆粒物，對空氣中的細菌特別是酸性氣體沒有任何去除作用。
[0003]現有技術中，較多的去除較大顆粒的方案，但同時適用于PMlO及以下顆粒的方案并沒有，導致大氣中微塵造成較大的環境問題。
[0004]因此，需要一種凈化方法以及系統，不但能夠去除大氣中較大顆粒污染物，還能對PMlO及以下顆粒物形成有效去除。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種旋風式荷電水霧空氣凈化除塵方法及其系統，不但能夠去除大氣中較大顆粒微塵污染物，還能高效率的去除密閉或敞開體系空氣中PMlO及以下，尤其是PM2.5的細顆粒污染物，還具有殺菌抑菌、洗去空氣中含有的微量酸性氣體的作用。
[0006]本發明的一種旋風式荷電水霧空氣凈化除塵方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0007]a.將水霧化成能夠與微塵混合的細水霧，該細水霧與含微塵的空氣混合并形成含塵荷電氣霧；
[0008]b.將含塵荷電氣霧進行旋風分離形成潔凈空氣相和含塵固液相；
[0009]進一步，步驟a中，將水霧化成能夠與PMlO及以下微塵混合的細水霧并與空氣混合形成含塵氣霧，對含塵氣霧加載靜電形成含塵荷電氣霧；
[0010]進一步，還包括步驟C，將步驟b的含塵固液相經固液分離后，液相循環使用；步驟b中旋風分離后的潔凈空氣相進行除霧處理；
[0011]進一步，步驟a中，能夠與PMlO及以下微塵混合的細水霧粒徑為1_150μπι;細水霧與空氣的體積比為0.001?0.2 ;所述荷電電壓為1-150KV ；
[0012]進一步，步驟b中，旋風分離的進口風速為10_35m/s ；
[0013]進一步，步驟a中，細水霧與含PMlO及以下微塵的空氣混合后加載靜電形成含塵荷電氣霧后進一步混合；
[0014]進一步，步驟a中，能夠與PMlO及以下微塵混合的細水霧粒徑為1_50μπι ;細水霧與空氣的體積比為0.05?0.1 ;荷電電壓為10-100KV ;步驟b中，旋風分離的進口風速為15_25m/s ；
[0015]進一步，步驟b中，在旋風分離前將含塵荷電氣霧中的多余荷電進行去除。
[0016]本發明還公開一種適用于PMlO及以下的旋風式荷電水霧空氣凈化除塵系統，包括水霧發生器、靜電發生器和旋風水霧分離器，含PMlO及以下微塵的空氣先經水霧發生器與水霧混合后經靜電發生器處理并形成荷電氣霧，荷電氣霧進入旋風水霧分離器進行強制分離；
[0017]進一步，所述靜電發生器與旋風水霧分離器之間設置有使荷電氣霧充分混合的混合反應器；所述水霧發生器所產生的水霧適合于與空氣中PMlO及以下微塵混合；所述混合反應器內設置有折流板或/和填料，并且混合反應器內設有捕集多余靜電的靜電捕集網。
[0018]本發明的有益效果:本發明的旋風式荷電水霧空氣凈化除塵方法及其系統，利用荷電水霧耦合旋風水霧分離的原理并結合特定的方式方法，能夠有效去除空氣中的顆粒微塵污染物(包括大顆粒微塵)，還能去除空氣中PMlO及以下的可吸入顆粒污染，尤其是針對PM2.5去除效果最好，去除效率可高達97%以上，對空氣中存在的二氧化硫等酸性氣體可實現超過98%的去除效率；其通過采用細水霧和電荷的捕集作用將空氣中的細顆粒物捕捉，細水霧經過凝聚長大后經旋風水霧分離去除，在該過程中又可產生適量氧化劑對空氣起到殺菌、抑菌作用，對空氣中含有的二氧化硫等酸性氣體有明顯的脫除效果。分離后的固液相可重新回收利用，不會對凈化空氣造成二次污染，既環保又節約經濟成本。另外，使用該方法的裝置具有結構簡便、運行簡單、維護方便的特點，可用于公共場館、辦公場所、企業生產車間、家居等封閉體系的空氣凈化，還可用于敞開空間的空氣凈化、除塵，或者是用于燃煤電廠、冶煉廠、水泥廠、生物質及生活垃圾焚燒發電廠的煙氣處理，避免PMlO及以下微塵進入大氣，具有較好的環保效果。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述:
[0020]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]本實施例的一種旋風式荷電水霧空氣凈化除塵方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0022]a.將水霧化成能夠與微塵(空氣中懸浮的所有微塵，包括大顆粒微塵和PM2.5及以下)混合的細水霧，該細水霧與含微塵的空氣混合并形成含塵荷電氣霧；能夠與微塵混合的細水霧具有確定的粒徑，針對空氣中含有微塵的濃度和主體粒徑即能確定，而特定粒徑的細水霧通過特定結構的水霧發生器即能實現，在此不再贅述。
[0023]b.將含塵荷電氣霧進行旋風分離形成潔凈空氣相和含塵固液相；采用細水霧和電荷的捕集作用將空氣中的細顆粒物捕捉，細水霧經過凝聚長大后經旋風水霧分離去除，在該過程中又可產生適量氧化劑對空氣起到殺菌、抑菌作用，對空氣中含有的二氧化硫等酸性氣體有明顯的脫除效果。
[0024]本實施例中，步驟a中，將水霧化成能夠與PMlO及以下微塵混合的細水霧并與空氣混合形成含塵氣霧，對含塵氣霧加載靜電形成含塵荷電氣霧；通過氣霧對微塵顆粒(PM10及以下，包括PM2.5)進行附著后使其荷電，使含塵氣霧的荷電充分富集，實現空氣中的微塵顆粒實現高效率的捕集，提高凈化效率；同時，可充分利用靜電對空氣進行有效殺菌；當然，本實施例中的水霧對大顆粒微塵同樣具有較好的混合去除效果，具有對去除大顆粒微塵和PM2.5及以下微塵的作用。
[0025]本實施例中，還包括步驟C，將步驟b的含塵固液相經固液分離后，液相循環使用；步驟b中旋風分離后的潔凈空氣相進行除霧處理；凈化后的空氣經除霧處理后排出，避免攜帶有微塵的霧氣對凈化后的空氣造成二次污染，含塵固液相經固液分離后可繼續用于霧化，達到循環使用的目的，既環保又經濟。
[0026]本實施例中，步驟a中，能夠與PMlO及以下微塵混合的細水霧粒徑為1_150 μπι ;細水霧與空氣的體積比(霧氣比)為0.001?0.2;所述荷電電壓為1-1501^;通過控制細水霧與含塵空氣的體積比確保含塵空氣中的顆粒污染物均被細水霧粒有效附著，提高霧化效果和荷電效果，進而提高凈化效率；上述范圍的參數之間相互協調和作用，更能適用于PMlO及以下微塵與水霧進行混合并利用靜電進行集聚，通過控制參數使細水霧粒更容易附著于含塵空氣中的PMlO及以下顆粒污染物，并增大含塵空氣中的顆粒污染物的附著有效面積，進而增大顆粒污染物的粒徑，便于后續進行旋風分離，進而提高顆粒污染物的凈化效率；當然，本實施例中的水霧對大顆粒微塵同樣具有較好的混合去除效果。
[0027]本實施例中，步驟b中，旋風分離的進口風速為10-35m/s ;該風速更能適應于PMlO及以下的空氣微塵形成的荷電氣霧進行旋風分離，達到較好的分離效果，并確保提供相對較大慣性離心力使液相和氣相分離，進而提高分離效率。
[0028]本實施例中，步驟a中，細水霧與含PMlO及以下微塵的空氣混合后加載靜電形成含塵荷電氣霧后進一步混合；充分混合后極大地增加了微塵與水霧之間的集聚，便于對含塵荷電氣霧進行有效的捕集以加強后續的旋風分離效果。
[0029]本實施例中，步驟a中，優選為，能夠與PMlO及以下微塵混合的細水霧粒徑為1-50 μπι;細水霧與空氣的體積比為0.05?0.1 ;荷電電壓為10-100KV ;步驟b中，旋風分離的進口風速為15-25m/s ;本實施例的上述參數，進一步適應于PM2.5的分離，使PM2.5能夠充分與水霧形成結合，便于后續配合以合適的旋風分離速度，達到較好的分離效果。
[0030]本實施例中，步驟b中，在旋風分離前將含塵荷電氣霧中的多余荷電進行去除，避免多余的荷電對旋風分離的干擾影響分離效果，以及避免多余的荷電對旋風分離設備造成影響，進而影響旋風分離設備的使用效果。
[0031]本發明還公開了用于上述方法的適用于PMlO及以下的旋風式荷電水霧空氣凈化的除塵系統，包括水霧發生器1、靜電發生器2和旋風水霧分離器3，含PMlO及以下微塵的空氣先經水霧發生器I與水霧混合后經靜電發生器2處理并形成荷電氣霧，荷電氣霧進入旋風水霧分離器3進行強制分離；由水霧發生器I產生的水霧與利用送風裝置引入待處理的含塵空氣混合后流經靜電發生器2形成含塵荷電氣霧，含塵荷電氣霧經充分混合后進入旋風水霧分離器3進行離心沉降分離，送風裝置可以為風機6，