一種半濕式靜電氣體除塵凈化裝置制造方法
【專利摘要】一種半濕式靜電氣體除塵凈化裝置，屬于除塵、廢氣治理和環境保護【技術領域】。該裝置采用平行于氣流方向的電暈極對氣流中的粉塵進行荷電，并將電暈極設置在圓盤型收塵極之間，圓盤型收塵極盤面平行于氣流方向，在傳動軸作用下不斷轉動，盤面下半部分浸沒于水溶液中，隨著轉動其上不斷有液膜存在，這樣顯著提高了該半濕式靜電除塵裝置對于PM2.5甚至以下的顆粒的捕捉效率，非常適合用于室內空氣凈化。
【專利說明】一種半濕式靜電氣體除塵凈化裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種采用濕式靜電法的含塵氣體凈化裝置，屬于電除塵、廢氣治理和環境保護【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的高速發展，我國大中城市、經濟發達地區和基礎工業密集區域的灰霾空氣污染日漸嚴重。隨著我國對于SOx和NOx排放的限制日趨嚴格、相關環保技術和裝置不斷投入使用，我國大氣環境中SOx和NOx的污染物排放總量增幅放緩，然而，從目前的監測結果看，我國長三角、珠三角和京津冀各片區的灰霾污染反而日趨嚴重，已經嚴重威脅到了民眾的身體健康和經濟的可持續發展。隨著當前對于灰霾污染溯源研究的深入，人們已經發現，當前中國大氣灰霾中PMlO顆粒份額日漸減小，PM2.5甚至PMl.0顆粒大大增力口，這些顆粒大多源于VOCs、NOx和SO2的多重排放的耦合作用，其消光能力強、毒性大，已經成為我國最為嚴重的大氣環境污染問題。
[0003]由于治理工業氣體排放涉及到眾多污染行業，其治理難度非常大，因此很多專家認為，大氣空氣質量的改觀起碼需要十年才能看到好轉，因此，對室內空氣的凈化目前成為保護我國民眾人身健康最有效和最直接的手段。
[0004]針對室內空氣凈化的除霾方案一般選擇HEPA過濾膜，這是一種非常高效的空氣過濾材料，甚至可以去除PMl.0以下的微細顆粒，是目前最成熟也最廣泛使用的空氣凈化方法，然而，這種方法的缺點也是顯而易見的，HEPA膜的空氣阻力很大，因此為了獲得足夠的風量，HEPA 一般需要配備較大的風機，這帶來了更大的電耗和噪音；此外，HEPA在有效過濾了粉塵顆粒后，大量附著在粉塵顆粒表面的細菌也會在HEPA表面繁殖，因此HEPA必須定期更換，對于空氣污染嚴重的區域，HEPA的壽命很短，這都帶來了更高的成本。
[0005]采用電除塵的方案進行室內空氣凈化的技術也有一定的應用，該技術方案模仿工業電除塵的裝置:先使用電暈極對氣流中顆粒進行荷電，再利用電性相反的收塵極對顆粒進行捕捉。該方法由于沒有任何濾過材料，因此氣阻很低，很容易實現大風量的空氣處理，但其缺點也是很明顯的:第一，這種方法中電暈極有產生臭氧二次污染的可能；第二，這種方法已經被證明對于PM2.5及以下顆粒非常低效，因此單一使用普通電除塵的技術方案難以實現對室內空氣中微細顆粒的充分凈化。
[0006]濕式電除塵是在干式電除塵基礎上逐漸發展成熟的一項新型除塵技術，該技術與干式電除塵不同的地方是通過溢流或噴霧的方法在集塵極板面上形成一層流動的水膜，任何因為靜電力而到達收塵極表面的顆粒都會被水膜捕捉，所以這種方法極大的提高了電除塵方法對于微細顆粒的捕捉效果。然而由于同樣使用高壓靜電，所以電暈極和收塵極之間必須間隔足夠大，兩者的排布也非常講究，以避免發生電擊穿的事故。因此這種技術方案在對設備體積和安全性要求極端苛刻的家用空氣凈化領域尚沒有取得應用。
[0007]采用水洗的方法去除室內空氣中的顆粒也是一種已投入應用的技術方案，該方案是將空氣吹過較大的濕潤表面，將其中的顆粒粘附在固體表面上，再通過水洗的方法將顆粒去除。這種方案對于較大的灰塵顆粒、纖維和花粉有一定作用，但對于目前我國空氣中的PM2.5甚至以下的顆粒則非常低效，因為這些微細顆粒隨空氣流動性非常好，利用慣性分離的方法幾乎不能加以去除。
[0008]噴霧水洗也是去除室內空氣中微細顆粒的備選方案，該方案是用噴嘴將水噴出霧化，霧化的小霧滴對和空氣接觸時對其中的顆粒物進行捕捉，最后在通過除霧將空氣中顆粒物去除。這種方法很類似自然大氣中降雨消霾的過程，但其缺點也非常明顯:第一，這種方法需要使用噴嘴，需要一定壓力的液體或氣體，這會帶來額外的設備投資，也帶來一定的噪音；第二，這種方法會引發室內空氣“過度加濕”的問題，在濕度較高的雨季會使人感到不適；第三，用于噴霧的洗滌水往往是普通的自來水，對于含有礦物質較多的水而言，噴霧會強制水份蒸發，導致水中礦物質變為空氣中的塵埃顆粒，增大室內顆粒物濃度。
[0009]縱觀所有這些技術，我國室內空氣除霾領域亟待一種低氣阻、高通量、低噪音、不需更換組件的高效除霾技術方案。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于通過一種簡單的方法獲得具有低氣阻、高通量的高效除塵裝置。該裝置具備濕式靜電除塵的優勢，同時簡單易行，不會引入液體噴霧裝置，不用更換任何組件，只需定期更換水箱中的水便可，另外也不會發生加濕過度的情況。
[0011]本發明的目的是通過如下的技術方案實現的:將空氣通過沿著空氣流動方向設置的多條電暈極，對空氣中的顆粒進行荷電，每個電暈極設置在兩個表面平行于電暈極的金屬圓盤形收塵極之間，多個金屬圓盤形收塵極同心平行排列，中間由傳動軸連接，其下部浸沒于水槽中，圓盤電極不斷轉動，保證其表面有均勻的水膜覆蓋。
[0012]本空氣除塵凈化裝置的特征還在于:收塵極圓盤的直徑在5cm?80cm之間，收塵極盤片的間距在8mm?IOOmm之間；在水槽中灌注的水溶液是抗菌劑的水溶液，抗菌劑是十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、三氯生、醋酸洗必泰、苯扎溴銨、苯扎氯銨、山梨酸鉀、吡啶硫酮鈉、吡啶硫酮鋅、吡啶硫酮銅、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、溴化1-丙基-3-甲基咪唑、碘化1-丙基-3-甲基咪唑、氯化1- 丁基-3-甲基咪唑、溴化1- 丁基-3-甲基咪唑、碘化1-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、溴化1-癸基-3-甲基咪唑、碘化1-癸基-3-甲基咪唑、氯化1-芐基-3-甲基咪唑、溴化1-芐基-3-甲基咪唑、碘化1-芐基-3-甲基咪唑、氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十二烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十四烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十四烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十六烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十六烷基-3-甲基咪唑、對氯間二甲酚、二溴海因、溴氯海因、二氯海因、5，5-二甲基海因當中的任意一種或任意幾種的任意比例的混合物。
[0013]本發明所公開的空氣除塵凈化裝置，沒有任何過濾材料，其氣阻很小，同時由于收塵極下半部分浸沒于液面下，而且收塵極不斷轉動，可以保證收塵極表面不斷有水膜覆蓋，從而高效捕捉粉塵顆粒，另外，被捕捉的粉塵顆粒可以在收塵極旋轉至液面下時被洗滌進入水槽中，對于目前空氣中常見的硝酸鹽顆粒、硫酸鹽顆粒、銨鹽顆粒都會立即溶解于水槽中的水溶液里，避免其逃逸和再次進入氣流中。此外，由于水槽中的水溶液含有抗菌劑，可以有效殺滅附著在粉塵顆粒表面的細菌，給居室提供清潔和生物安全的空氣，而且抗菌劑溶液可以保證水槽中不會產生藻類，在細菌易于滋生的季節也不會產生異味和變質。在冬季流感多發的季節，可以將少量抗流感藥物溶于水槽中，這樣可以降低居室內人群感染流感的風險。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]該裝置模塊如圖1和圖2所示，圖1為裝置的正視圖，圖2為裝置的斜視圖，為了清楚起見，圖2只畫出了電暈極、收塵極、高壓電源電極導架和水箱，沒有畫出氣流通道和高壓電源，另外，圖2僅僅畫出了三根電暈極和四片收塵極的情況，這并不對本技術方案的電暈極和收塵極的數量構成限制，在電暈極和收塵極間隔排列的前提下，只要空間允許，電暈極和收塵極的數量可以隨意增多。水槽中的液面以接近傳動軸但不要超過傳動軸軸心高度為宜，以便于在傳動軸端口處實現密封。圖1和圖2中各部分的名稱如下:
[0015]1:電暈極；2:收塵劑；3:水槽；4:高壓電源電極導架；5:傳動軸；6含塵氣流；7潔凈氣流。
【具體實施方式】
[0016]本發明的目的是通過如下的技術方案實現的:將空氣通過沿著空氣流動方向設置的多條電暈極，對空氣中的顆粒進行荷電，每個電暈極設置在兩個表面平行于電暈極的金屬圓盤形收塵極之間，多個金屬圓盤形收塵極同心平行排列，中間由傳動軸連接，其下部浸沒于水槽中，圓盤電極不斷轉動，保證其表面有均勻的水膜覆蓋。
[0017]本發明公開一種半濕式靜電氣體除塵凈化裝置，該裝置包括電暈極、圓盤形收塵極、水箱，高壓電源，多個圓盤形收塵極由傳動軸連接，軸向排列，其間排布絲狀電暈極，電暈極方向平行于氣流方向，并與圓盤形收塵極的傳動軸垂直，電暈極和圓盤形收塵極分別接通高壓電源的不同電極，圓盤形收塵極下半部分浸沒于水箱的液面下，圓盤形收塵極隨著傳動軸不斷轉動，含塵氣流在流經電暈極時其中粉塵被高壓荷電，荷電顆粒被電場力推向圓盤形收塵極并被其表面的液膜所粘附和捕捉，這些顆粒隨即在圓盤形收塵極旋轉進入水槽的液面之下時被洗脫進入水槽中的水溶液內，經洗滌干凈且表面帶有液膜的收塵極盤面則隨著傳動軸轉出水面繼續進行收塵。
[0018]本空氣除塵凈化裝置的特征還在于:收塵極圓盤的直徑在5cm?80cm之間，收塵極盤片的間距在8mm?IOOmm之間；在水槽中灌注的水溶液是抗菌劑的水溶液，抗菌劑是十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、三氯生、醋酸洗必泰、苯扎溴銨、苯扎氯銨、山梨酸鉀、吡啶硫酮鈉、吡啶硫酮鋅、吡啶硫酮銅、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、溴化1-丙基-3-甲基咪唑、碘化1-丙基-3-甲基咪唑、氯化1- 丁基-3-甲基咪唑、溴化1- 丁基-3-甲基咪唑、碘化1-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、溴化1-癸基-3-甲基咪唑、碘化1-癸基-3-甲基咪唑、氯化1-芐基-3-甲基咪唑、溴化1-芐基-3-甲基咪唑、碘化1-芐基-3-甲基咪唑、氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十二烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十四烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十四烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十六烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十六烷基-3-甲基咪唑、對氯間二甲酚、二溴海因、溴氯海因、二氯海因、5，5- 二甲基海因當中的任意一種或任意幾種的任意比例的混合物。
[0019]下面舉出幾個具體實施例，以進一步理解本發明:
[0020]實施例1:[0021]取10片直徑為20cm的鋁制圓片作為收塵極，固定于一傳動軸上，傳動軸直徑1cm，各盤片間隔2cm，將9根直徑為0.2mm的金屬絲作為電暈極設置于各收塵極之間，電暈極的導線方向與收塵極盤面方向平行，且距兩側收塵極盤面距離相等，將電暈極接通高壓電源正極，而收塵極則接通高壓電源負極，高壓電源負極良好接地，輸出電壓為20kV，收塵極下半部分盤面浸沒于水箱的液面中，水箱中溶液為1%苯扎溴銨溶液，液面距離傳動軸邊緣Icm,在水箱上部設置氣體流動箱體,氣體流動方向垂直于傳動軸方向，便獲得該靜電氣體除塵凈化裝置。
[0022]實施例2:
[0023]取20片直徑為IOcm的不銹鋼圓片作為收塵極，固定于一傳動軸上，傳動軸直徑Icm,各盤片間隔0.8cm,將19根直徑為0.2mm的金屬絲作為電暈極設置于各收塵極之間，電暈極的導線方向與收塵極盤面方向平行，且距兩側收塵極盤面距離相等，將電暈極接通高壓電源負極，而收塵極則接通高壓電源正極，高壓電源正極良好接地，輸出電壓為30kV，收塵極下半部分盤面浸沒于水箱的液面中，水箱中溶液為1%吡啶硫酮鈉溶液，液面距離傳動軸邊緣5mm,在水箱上部設置氣體箱體,氣體流動方向垂直于傳動軸方向，便獲得該靜電氣體除塵凈化裝置。
[0024]實施例3:
[0025]取8片直徑為5cm的鋁制圓片作為收塵極，固定于一傳動軸上，傳動軸直徑8mm，各盤片間隔1cm，將19根直徑為0.2_的金屬絲作為電暈極設置于各收塵極之間，電暈極的導線方向與收塵極盤面方向平行，且距兩側收塵極盤面距離相等，將電暈極接通高壓電源正極，而收塵極則接通高壓電源負極，高壓電源負極良好接地，輸出電壓為18kV，收塵極下半部分盤面浸沒于水箱的液面中，水箱中溶液為1%山梨酸鉀溶液，液面距離傳動軸邊緣5mm，在水箱上部設置氣體箱體，氣體流動方向垂直于傳動軸方向，便獲得該靜電氣體除塵凈化
>j-U ρ?α裝直。
[0026]實施例4:
[0027]取20片直徑為80cm的不銹鋼圓片作為收塵極，固定于一傳動軸上，傳動軸直徑3cm,各盤片間隔IOcm,將19根直徑為0.5mm的金屬絲作為電暈極設置于各收塵極之間，電暈極的導線方向與收塵極盤面方向平行，且距兩側收塵極盤面距離相等，將電暈極接通高壓電源正極，而收塵極則接通高壓電源負極，高壓電源負極良好接地，輸出電壓為40kV，收塵極下半部分盤面浸沒于水箱的液面中，水箱中溶液為1%溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑溶液，液面距離傳動軸邊緣1cm，在水箱上部設置氣體流動箱體，氣體流動方向垂直于傳動軸方向，便獲得該靜電氣體除塵凈化裝置。
[0028]實施例5:
[0029]取20片直徑為40cm的不銹鋼圓片作為收塵極，固定于一傳動軸上，傳動軸直徑2cm,各盤片間隔3cm,將19根直徑為0.2mm的金屬絲作為電暈極設置于各收塵極之間，電暈極的導線方向與收塵極盤面方向平行，且距兩側收塵極盤面距離相等，將電暈極接通高壓電源正極，而收塵極則接通高壓電源負極，高壓電源負極良好接地，輸出電壓為30kV，收塵極下半部分盤面浸沒于水箱的液面中，水箱中溶液為1%溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑溶液，液面距離傳動軸邊緣1cm，在水箱上部設置氣體流動箱體，氣體流動方向垂直于傳動軸方向，便獲得該靜電氣體除塵凈化裝置。
【權利要求】
1.一種半濕式靜電氣體除塵凈化裝置，包括電暈極、圓盤形收塵極、水箱，高壓電源，多個圓盤形收塵極由傳動軸連接，軸向排列，其間排布絲狀電暈極，電暈極方向平行于氣流方向，并與圓盤形收塵極的傳動軸垂直，電暈極和圓盤形收塵極分別接通高壓電源的不同電極，圓盤形收塵極下半部分浸沒于水箱的液面下，圓盤形收塵極隨著傳動軸不斷轉動，含塵氣流在流經電暈極時其中粉塵被高壓荷電，荷電顆粒被電場力推向圓盤形收塵極并被收塵極盤面上的液膜所粘附和捕捉，這些顆粒隨即在圓盤形收塵極旋轉進入水槽的液面之下時被洗脫進入水槽中的水溶液內，經洗滌干凈且表面帶有液膜的收塵極盤面則隨著傳動軸轉出水面繼續進行收塵。
2.一種半濕式靜電氣體除塵凈化裝置，其特征在于:收塵極圓盤的直徑在5cm?80cm之間，收塵極盤片的間距在8mm?IOOmm之間。
3.—種半濕式靜電氣體除塵凈化裝置，其特征在于:在水槽中灌注的水溶液是抗菌劑的水溶液，抗菌劑是十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、三氯生、醋酸洗必泰、苯扎溴銨、苯扎氯銨、山梨酸鉀、吡啶硫酮鈉、吡啶硫酮鋅、吡啶硫酮銅、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、溴化1-丙基-3-甲基咪唑、碘化1-丙基-3-甲基咪唑、氯化1-丁基-3-甲基咪唑、溴化1- 丁基-3-甲基咪唑、碘化1- 丁基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、溴化1-癸基-3-甲基咪唑、碘化1-癸基-3-甲基咪唑、氯化1-芐基-3-甲基咪唑、溴化1-芐基-3-甲基咪唑、碘化1-芐基-3-甲基咪唑、氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十二烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十四烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十四烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十六烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十六烷基-3-甲基咪唑、對氯間二甲酚、二溴海因、溴氯海因、二氯海因、5，5-二甲基海因當中任意一種或任意幾種的任意比例混合物。
【文檔編號】B03C3/53GK103878068SQ201410104461
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】劉海弟, 李偉曼, 李文輝, 陳運法 申請人:中國科學院過程工程研究所