氣體內雜質的凈化分離裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣體凈化領域，尤其是涉及一種氣體內雜質的凈化分離裝置及方法。
【背景技術】
[0002]空氣凈化技術分為工業廢氣凈化技術和家用空氣凈化技術。
[0003]目前在國際國內針對工業廢氣處理，有機廢氣處理的方法主要有物理法、化學法、生物法，包括吸附、直接燃燒、催化燃燒、化學氧化、生物濾池等處理手段，現階段我國目前針對廢氣處理工藝主要有:隔離法、燃燒法、吸收法、冷凝法、等離子低溫催化氧化法、靜電吸附法等。
[0004]例如，柴油尾氣凈化的主流技術為采用柴油顆粒過濾器(Diesel ParticulateFilter)進行過濾，具體是指將其安裝在柴油車排氣系統中，設置在排氣管尾段，使用蜂窩式過濾，使用催化劑來再生燃燒沉積的碳粒，從而降低排氣中顆粒物(PM)的裝置，簡稱DPF。
[0005]DPF能夠有效地凈化排氣中70 %——90 %的顆粒，是凈化柴油機顆粒物最有效、最直接的方法之一，已在國際上實現了商品化。
[0006]DPF安裝在柴油機排氣管上，排氣通過時，PM被濾芯吸附過濾。但隨著工作時間的增加，濾芯內部PM增加，導致排氣背壓升高，將影響柴油機的動力性和經濟性。清除濾芯上的PM被稱作DPF的再生。DPF面臨的最大挑戰就是再生問題。
[0007]缺點:初次投入成本過高，其需要復雜的電控設備及稀有金屬催化劑，導致其成本難以下降，使得柴油車的成本增加一至兩萬，我國進入該領域的研究時間較短，DPF成熟的技術大都掌握在國外的手中，同時由于DPF中PM重生所用稀有金屬催化劑會被二氧化硫毒化，導致催化劑效率下降，使得DPF凈化效率下降，而我的柴油現階段硫含量過高，達到1000ΡΡΜ，而國外的柴油中硫含量標準僅為50PPM。
[0008]目前，家用空氣凈化的主流技術為過濾技術和靜電集塵技術。
[0009]在過濾技術中，根據功能的不同可以分為集塵濾網、去甲醛濾網、活性炭濾網以及HEPA濾網等。過濾技術的優勢在于結構簡單，通常是濾網+風機，缺點是濾網的壽命有限，當使用一定時間后，用戶必須及時更換濾網，特別是HE P A濾網。例如在空氣質量相對好的地區，用戶更加愿意選擇采用過濾技術的產品，但是在空氣污染濃度較大的地區，濾網的實際使用壽命要短得多。
[0010]靜電集塵技術是利用高壓靜電吸附的原理，將空氣中的污染物去除由于采用靜電集塵技術的產品配備發電極和集塵網，集塵網可以通過水洗的方式清潔，所以采用這類技術的產品也被稱為“無耗材”產品。采用靜電技術的產品市場占比不高。靜電集塵技術并沒有大規模發展的根本原因在于對臭氧濃度的控制，當室內臭氧濃度達到一定比例時，將對人體健康帶來危害。
[0011]另外，最好的HEPA濾網的單次過濾效率可以達到99%，但是靜電集塵技術單次只能達到70%，靜電除塵是。例如在PM2.5濃度達到300的區域，HEPA過濾網一般要3個月更換一次，但是靜電集塵技術產品的集塵網必須每周水洗一次，否則停留在上面的污染物會導致二次污染。
【發明內容】
[0012]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種氣體內雜質的凈化分離裝置，包括主管道、物料儲存罐、噴頭、物料收集罐和過濾裝置；
[0013]所述主管道包括依次連通的進氣段、雜質吸附段、物料收集段和排氣段;所述物料儲存罐底部通過進料管道與噴頭進液端連通，所述噴頭出液端與雜質吸附段的管壁連通，所述物料收集罐與雜質收集段連通，所述雜質收集段和排氣段之間設置有用于過濾裝置。
[0014]進一步的，所述物料儲存罐與噴頭進液端連通的進料管道上設置有輸送栗。
[0015]進一步的，所述物料收集罐通過出液管道與物料儲存罐連通，所述出液管道上設置有輸送栗。
[0016]進一步的，還包括溫度調節器，所述溫度調節器安裝在雜質吸附段、物料儲存罐或者進料管道上。
[0017]進一步的，所述主管道的內壁上設有防護層。
[0018]進一步的，還包括磁控裝置，所述磁控裝置安裝物料混合段上。
[0019]本發明還公開了一種利用上述的氣體內雜質的凈化分離裝置進行雜質凈化分離的方法，包括如下步驟:
[0020]S1，向主管道內通入具有一定流速的攜帶雜質的氣體，通過噴頭向管道內噴入霧狀的表面附著液體的熱釋電材料微粒，在管道內形成過濾幕，使氣體的雜質在穿過過濾幕過程中充分與熱釋電材料微粒混合接觸；
[0021]S2，在過濾幕產生攔截過濾作用的同時，在主管道內相應的溫度與壓力變化下，熱釋電材料微粒產生熱釋電效應，其表面靜電場對氣體中的雜質進行主動吸附，同時微粒的表面層液體對雜質產生粘附作用；
[0022]S3，通過過濾裝置對吸附有雜質的熱釋電材料微粒進行過濾，使吸附有雜質的熱釋電材料微粒因重力掉落至物料收集罐內；
[0023]S4，利用輸送栗將物料收集罐內的吸附有雜質的熱釋電材料微粒輸送至物料儲存罐內，在物料儲存罐內進行雜質分離后，對熱釋電材料微粒進行再循環利用。
[0024]進一步的，利用主管道內雜質氣體的溫度變化或物料儲存罐處安裝溫度調控裝置，使熱釋電材料微粒在管道內產生溫度變化，發生熱釋電效應，產生表面靜電場。
[0025]進一步的，所述熱釋電材料微粒包括但不限于電氣石微粒、鈦酸鋇陶瓷微粒或以鐵粉為核、電氣石微粒為殼的復合微粒。
[0026]本發明還公開了一種利用上述的氣體內雜質的凈化分離裝置進行雜質凈化分離的另一種方法，包括如下步驟:
[0027]S1，向主管道內通入具有一定流速的攜帶雜質的氣體，通過噴頭向管道內噴入霧狀的表面附著液體的磁性材料微粒，在管道內形成過濾幕，使氣體的雜質在穿過過濾幕過程中充分與磁性材料微粒混合接觸過濾，微粒的表面層液體對雜質產生粘附作用；
[0028]S2，利用磁控制段的磁力作用，對混合氣體中的磁性材料微粒的運動方向及位移進行控制，調整過濾微粒幕在管道內的排列密度和排列方向，使磁性材料微粒對雜質進行充分吸附，并富集于雜質收集段，通過過濾裝置對吸附有雜質的磁性材料微粒進行再次過濾，使吸附有雜質的磁性材料微粒因重力或慣性作用掉落至物料收集罐內；
[0029]S3，利用輸送栗將物料收集罐內的吸附有雜質的磁性材料微粒輸送至物料儲存罐內，在物料儲存罐內進行雜質分離后，對磁性材料微粒進行再循環利用。
[0030]采用上述技術方案，本發明產生的技術效果有:
[0031]1、攔截加主動吸附；
[0032]在溫度和壓力變化下，熱釋電微粒產生靜電場對雜質進行主動吸附，并結合液體吸附的優點，進行多種吸附;并且靜電場的主動吸附作用，對亞微米以下的微粒產生突出的吸附作用。
[0033]2、廉價，先期投資少；
[0034]無需復雜電控裝置，相對車輛凈化領域的DPF技術的稀有金屬催化劑，其不會產生硫中毒失效，且初始費用低于十分之一，相比靜電捕集技術，其體積小、初始投資低、耗能及運營成本低。
[0035]3、液體凈化；
[0036]得益于固液二態凈化，本技術可以通過液體種類的選擇，實現多種目的，如PM過濾、產生負離子、甲醛吸附，除硫除硝等。
[0037]4、負離子凈化；
[0038]由于熱釋電材料本身的性質，在產生高強靜電場的同時，電離空氣中的水，產生有益健康的負離子，負離子的產生也可作用于空氣的凈化。
[0039]5、節能節材；
[0040]相比其他濕法凈化，微粒液體將因為靜電場的吸附作用而產生聚集，從而節約用料，其耗材的產生主要在于液體。
【附圖說明】
[0041 ]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下