氣體內(nèi)雜質(zhì)的凈化分離裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體凈化領(lǐng)域，尤其是涉及一種氣體內(nèi)雜質(zhì)的凈化分離裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣凈化技術(shù)分為工業(yè)廢氣凈化技術(shù)和家用空氣凈化技術(shù)。
[0003]目前在國際國內(nèi)針對(duì)工業(yè)廢氣處理，有機(jī)廢氣處理的方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法，包括吸附、直接燃燒、催化燃燒、化學(xué)氧化、生物濾池等處理手段，現(xiàn)階段我國目前針對(duì)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(shù)為采用柴油顆粒過濾器(Diesel ParticulateFilter)進(jìn)行過濾，具體是指將其安裝在柴油車排氣系統(tǒng)中，設(shè)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(jī)顆粒物最有效、最直接的方法之一，已在國際上實(shí)現(xiàn)了商品化。
[0006]DPF安裝在柴油機(jī)排氣管上，排氣通過時(shí)，PM被濾芯吸附過濾。但隨著工作時(shí)間的增加，濾芯內(nèi)部PM增加，導(dǎo)致排氣背壓升高，將影響柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。清除濾芯上的PM被稱作DPF的再生。DPF面臨的最大挑戰(zhàn)就是再生問題。
[0007]缺點(diǎn):初次投入成本過高，其需要復(fù)雜的電控設(shè)備及稀有金屬催化劑，導(dǎo)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(jìn)入該領(lǐng)域的研究時(shí)間較短，DPF成熟的技術(shù)大都掌握在國外的手中，同時(shí)由于DPF中PM重生所用稀有金屬催化劑會(huì)被二氧化硫毒化，導(dǎo)致催化劑效率下降，使得DPF凈化效率下降，而我的柴油現(xiàn)階段硫含量過高，達(dá)到1000ΡΡΜ，而國外的柴油中硫含量標(biāo)準(zhǔn)僅為50PPM。
[0008]目前，家用空氣凈化的主流技術(shù)為過濾技術(shù)和靜電集塵技術(shù)。
[0009]在過濾技術(shù)中，根據(jù)功能的不同可以分為集塵濾網(wǎng)、去甲醛濾網(wǎng)、活性炭濾網(wǎng)以及HEPA濾網(wǎng)等。過濾技術(shù)的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單，通常是濾網(wǎng)+風(fēng)機(jī)，缺點(diǎn)是濾網(wǎng)的壽命有限，當(dāng)使用一定時(shí)間后，用戶必須及時(shí)更換濾網(wǎng)，特別是HE P A濾網(wǎng)。例如在空氣質(zhì)量相對(duì)好的地區(qū)，用戶更加愿意選擇采用過濾技術(shù)的產(chǎn)品，但是在空氣污染濃度較大的地區(qū)，濾網(wǎng)的實(shí)際使用壽命要短得多。
[0010]靜電集塵技術(shù)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(shù)的產(chǎn)品配備發(fā)電極和集塵網(wǎng)，集塵網(wǎng)可以通過水洗的方式清潔，所以采用這類技術(shù)的產(chǎn)品也被稱為“無耗材”產(chǎn)品。采用靜電技術(shù)的產(chǎn)品市場占比不高。靜電集塵技術(shù)并沒有大規(guī)模發(fā)展的根本原因在于對(duì)臭氧濃度的控制，當(dāng)室內(nèi)臭氧濃度達(dá)到一定比例時(shí)，將對(duì)人體健康帶來危害。
[0011]另外，最好的HEPA濾網(wǎng)的單次過濾效率可以達(dá)到99%，但是靜電集塵技術(shù)單次只能達(dá)到70%，靜電除塵是。例如在PM2.5濃度達(dá)到300的區(qū)域，HEPA過濾網(wǎng)一般要3個(gè)月更換一次，但是靜電集塵技術(shù)產(chǎn)品的集塵網(wǎng)必須每周水洗一次，否則停留在上面的污染物會(huì)導(dǎo)致二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氣體內(nèi)雜質(zhì)的凈化分離裝置，包括主管道、物料儲(chǔ)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(jìn)氣段、雜質(zhì)吸附段、物料收集段和排氣段;所述物料儲(chǔ)存罐底部通過進(jìn)料管道與噴頭進(jìn)液端連通，所述噴頭出液端與雜質(zhì)吸附段的管壁連通，所述物料收集罐與雜質(zhì)收集段連通，所述雜質(zhì)收集段和排氣段之間設(shè)置有用于過濾裝置。
[0014]進(jìn)一步的，所述物料儲(chǔ)存罐與噴頭進(jìn)液端連通的進(jìn)料管道上設(shè)置有輸送栗。
[0015]進(jìn)一步的，所述物料收集罐通過出液管道與物料儲(chǔ)存罐連通，所述出液管道上設(shè)置有輸送栗。
[0016]進(jìn)一步的，還包括溫度調(diào)節(jié)器，所述溫度調(diào)節(jié)器安裝在雜質(zhì)吸附段、物料儲(chǔ)存罐或者進(jìn)料管道上。
[0017]進(jìn)一步的，所述主管道的內(nèi)壁上設(shè)有防護(hù)層。
[0018]進(jìn)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(fā)明還公開了一種利用上述的氣體內(nèi)雜質(zhì)的凈化分離裝置進(jìn)行雜質(zhì)凈化分離的方法，包括如下步驟:
[0020]S1，向主管道內(nèi)通入具有一定流速的攜帶雜質(zhì)的氣體，通過噴頭向管道內(nèi)噴入霧狀的表面附著液體的熱釋電材料微粒，在管道內(nèi)形成過濾幕，使氣體的雜質(zhì)在穿過過濾幕過程中充分與熱釋電材料微?；旌辖佑|；
[0021]S2，在過濾幕產(chǎn)生攔截過濾作用的同時(shí)，在主管道內(nèi)相應(yīng)的溫度與壓力變化下，熱釋電材料微粒產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)，其表面靜電場對(duì)氣體中的雜質(zhì)進(jìn)行主動(dòng)吸附，同時(shí)微粒的表面層液體對(duì)雜質(zhì)產(chǎn)生粘附作用；
[0022]S3，通過過濾裝置對(duì)吸附有雜質(zhì)的熱釋電材料微粒進(jìn)行過濾，使吸附有雜質(zhì)的熱釋電材料微粒因重力掉落至物料收集罐內(nèi)；
[0023]S4，利用輸送栗將物料收集罐內(nèi)的吸附有雜質(zhì)的熱釋電材料微粒輸送至物料儲(chǔ)存罐內(nèi)，在物料儲(chǔ)存罐內(nèi)進(jìn)行雜質(zhì)分離后，對(duì)熱釋電材料微粒進(jìn)行再循環(huán)利用。
[0024]進(jìn)一步的，利用主管道內(nèi)雜質(zhì)氣體的溫度變化或物料儲(chǔ)存罐處安裝溫度調(diào)控裝置，使熱釋電材料微粒在管道內(nèi)產(chǎn)生溫度變化，發(fā)生熱釋電效應(yīng)，產(chǎn)生表面靜電場。
[0025]進(jìn)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?；蛞澡F粉為核、電氣石微粒為殼的復(fù)合微粒。
[0026]本發(fā)明還公開了一種利用上述的氣體內(nèi)雜質(zhì)的凈化分離裝置進(jìn)行雜質(zhì)凈化分離的另一種方法，包括如下步驟:
[0027]S1，向主管道內(nèi)通入具有一定流速的攜帶雜質(zhì)的氣體，通過噴頭向管道內(nèi)噴入霧狀的表面附著液體的磁性材料微粒，在管道內(nèi)形成過濾幕，使氣體的雜質(zhì)在穿過過濾幕過程中充分與磁性材料微?；旌辖佑|過濾，微粒的表面層液體對(duì)雜質(zhì)產(chǎn)生粘附作用；
[0028]S2，利用磁控制段的磁力作用，對(duì)混合氣體中的磁性材料微粒的運(yùn)動(dòng)方向及位移進(jìn)行控制，調(diào)整過濾微粒幕在管道內(nèi)的排列密度和排列方向，使磁性材料微粒對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行充分吸附，并富集于雜質(zhì)收集段，通過過濾裝置對(duì)吸附有雜質(zhì)的磁性材料微粒進(jìn)行再次過濾，使吸附有雜質(zhì)的磁性材料微粒因重力或慣性作用掉落至物料收集罐內(nèi)；
[0029]S3，利用輸送栗將物料收集罐內(nèi)的吸附有雜質(zhì)的磁性材料微粒輸送至物料儲(chǔ)存罐內(nèi)，在物料儲(chǔ)存罐內(nèi)進(jìn)行雜質(zhì)分離后，對(duì)磁性材料微粒進(jìn)行再循環(huán)利用。
[0030]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果有:
[0031]1、攔截加主動(dòng)吸附；
[0032]在溫度和壓力變化下，熱釋電微粒產(chǎn)生靜電場對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行主動(dòng)吸附，并結(jié)合液體吸附的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行多種吸附;并且靜電場的主動(dòng)吸附作用，對(duì)亞微米以下的微粒產(chǎn)生突出的吸附作用。
[0033]2、廉價(jià)，先期投資少；
[0034]無需復(fù)雜電控裝置，相對(duì)車輛凈化領(lǐng)域的DPF技術(shù)的稀有金屬催化劑，其不會(huì)產(chǎn)生硫中毒失效，且初始費(fèi)用低于十分之一，相比靜電捕集技術(shù)，其體積小、初始投資低、耗能及運(yùn)營成本低。
[0035]3、液體凈化；
[0036]得益于固液二態(tài)凈化，本技術(shù)可以通過液體種類的選擇，實(shí)現(xiàn)多種目的，如PM過濾、產(chǎn)生負(fù)離子、甲醛吸附，除硫除硝等。
[0037]4、負(fù)離子凈化；
[0038]由于熱釋電材料本身的性質(zhì)，在產(chǎn)生高強(qiáng)靜電場的同時(shí)，電離空氣中的水，產(chǎn)生有益健康的負(fù)離子，負(fù)離子的產(chǎn)生也可作用于空氣的凈化。
[0039]5、節(jié)能節(jié)材；
[0040]相比其他濕法凈化，微粒液體將因?yàn)殪o電場的吸附作用而產(chǎn)生聚集，從而節(jié)約用料，其耗材的產(chǎn)生主要在于液體。
【附圖說明】
[0041 ]為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下