一種空氣凈化裝置以及空氣凈化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種空氣凈化裝置以及空氣凈化方法，該裝置包括混合筒、氣液分離漏斗、沉淀筒、噴口管和絮凝劑儲罐，所述噴口管穿設(shè)在混合筒的側(cè)壁上，且噴口管沿混合筒切線方向向混合筒內(nèi)輸入空氣，噴口管的輸入端連接有文丘里管，文丘里管的空氣入口連接至風(fēng)機(jī)，文丘里管的循環(huán)水入口通過循環(huán)水管連接至氣液分離漏斗側(cè)壁的循環(huán)水出口，循環(huán)水管還通過三通連接至絮凝劑儲罐；氣液分離漏斗的頂部設(shè)有排氣口管，氣液分離漏斗內(nèi)部設(shè)置有電導(dǎo)電極以及消旋器，電導(dǎo)電極一端與空氣?水檢測儀連接。該裝置高效、靈巧、不易堵塞，不僅可以掐住許多行業(yè)PM2.5產(chǎn)生的源頭，而且可以對已經(jīng)被PM2.5污染的空氣進(jìn)行有效地凈化，同時(shí)可以大量地節(jié)約水資源。
【專利說明】
一種空氣凈化裝置以及空氣凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空氣凈化裝置以及利用該裝置進(jìn)行空氣凈化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，隨著我國工業(yè)化、機(jī)動(dòng)車、建筑業(yè)的發(fā)展，霧霾天氣有明顯的增多趨勢，已引起政府和民眾的高度重視。引起霧霾天氣的原因，除了天氣因素外，就是空氣中存有大量的PM2.5。
[0003]產(chǎn)生PM2.5的源頭之一是采礦、鋼鐵、水泥、化工、食品生產(chǎn)企業(yè)等，廣泛使用旋風(fēng)分離器及通風(fēng)設(shè)施，而這些設(shè)備的尾氣中含有大量的PM2.5?，F(xiàn)有除去尾氣中PM2.5的方法，有三種，一是用布袋或?yàn)V布、濾材過濾;二是在噴淋塔中，讓噴淋的水霧與尾氣逆流接觸收集PM2.5于水，而后靜置、沉降、回收上層清水，PM2.5通過沉淀除去;三是用風(fēng)機(jī)通過噴頭直接把含有粉塵的空氣通入水中。前者設(shè)備簡單、省錢，但對PM2.5的去除能力極其有限；后者雖然比較徹底，但設(shè)備體積龐大、造價(jià)高，噴頭也容易堵塞;第三種方法，雖然比第一種方法有效，但由于在水中氣泡不易被撕裂、破碎，因此對PM2.5的去除不夠徹底。
[0004]產(chǎn)生PM2.5的源頭之二是機(jī)動(dòng)車。機(jī)動(dòng)車在柏油馬路上高速通行，除了排氣管會排出一些PM2.5外，恐怕更重要的原因還在于車輪與路面摩擦、飛速旋轉(zhuǎn)，會把塵埃磨碎產(chǎn)生PM2.5并將其與空氣充分混合形成氣凝膠。馬路清掃車一邊噴水、一邊清掃或?yàn)⑺嚍⑺?，雖然表面上看起來當(dāng)時(shí)空氣似乎清新了點(diǎn)，但從根本上說，這只不過是“PM2.5挪屁股”，對清除PM2.5幾乎沒有任何貢獻(xiàn)，卻還要消耗大量的人力、動(dòng)力和寶貴的水資源。
[0005]產(chǎn)生PM2.5的源頭之三是燃煤、揚(yáng)塵及其他，但不管怎么說，都存在一個(gè)空氣凈化問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種空氣凈化裝置以及空氣凈化方法，該裝置高效、靈巧、不易堵塞，不僅可以掐住許多行業(yè)PM2.5產(chǎn)生的源頭，而且可以對已經(jīng)被PM2.5污染的空氣進(jìn)行有效地凈化，同時(shí)可以大量地節(jié)約水資源。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種空氣凈化裝置，包括混合筒、氣液分離漏斗、沉淀筒、噴口管和絮凝劑儲罐，所述混合筒由一體結(jié)構(gòu)的圓柱筒部分以及分別位于圓柱筒部分兩端的圓臺部分構(gòu)成，且兩個(gè)圓臺部分通過其小徑端分別與氣液分離漏斗和沉淀筒連接，所述噴口管穿設(shè)在混合筒的側(cè)壁上，且噴口管沿混合筒切線方向向混合筒內(nèi)輸入空氣，噴口管的輸入端連接有文丘里管，文丘里管具有一個(gè)空氣入口和一個(gè)循環(huán)水入口，文丘里管的空氣入口連接至風(fēng)機(jī)，文丘里管的循環(huán)水入口通過循環(huán)水管連接至氣液分離漏斗側(cè)壁的循環(huán)水出口，所述循環(huán)水管還通過三通連接至絮凝劑儲罐;所述氣液分離漏斗的頂部設(shè)有排氣口管，氣液分離漏斗內(nèi)部設(shè)置有電導(dǎo)電極以及套設(shè)在電導(dǎo)電極上的消旋器，電導(dǎo)電極的一端穿過氣液分離漏斗并伸入混合筒內(nèi)部，電導(dǎo)電極的另一端穿出氣液分離漏斗并與空氣-水檢測儀連接。
[0008]作為本發(fā)明一種空氣凈化裝置的進(jìn)一步優(yōu)化，所述混合筒的圓柱筒部分以及兩個(gè)圓臺部分的高徑比均5 1:5。
[0009]作為本發(fā)明一種空氣凈化裝置的進(jìn)一步優(yōu)化，所述消旋器通過吊筋固定在氣液分離漏斗內(nèi)部。
[0010]作為本發(fā)明一種空氣凈化裝置的進(jìn)一步優(yōu)化，所述循環(huán)水管上的三通進(jìn)口端通過進(jìn)液管和蠕動(dòng)栗連接至絮凝劑儲罐。
[0011]作為本發(fā)明一種空氣凈化裝置的進(jìn)一步優(yōu)化，所述循環(huán)水管上在三通與文丘里管之間設(shè)有單向閥和流量計(jì)。
[0012]作為本發(fā)明一種空氣凈化裝置的進(jìn)一步優(yōu)化，所述沉淀筒的頂部設(shè)有氣閥，沉淀筒的側(cè)面設(shè)有放水閥。
[0013]作為本發(fā)明一種空氣凈化裝置的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的消旋器包括分別套設(shè)在電導(dǎo)電極上的導(dǎo)流板、擋氣錐和集水盤，導(dǎo)流板沿圓周方向具有四個(gè)葉片;所述擋氣錐為中空圓臺形結(jié)構(gòu)，且擋氣錐位于電導(dǎo)電極與導(dǎo)流板的葉片之間；所述的集水盤位于導(dǎo)流板和擋氣錐的下方，且集水盤上設(shè)有集水出口管。
[0014]利用上述裝置進(jìn)行空氣凈化的方法:向氣液分離漏斗內(nèi)加入循環(huán)水至沒過消旋器，開啟風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)混合筒內(nèi)的循環(huán)水在氣液分離漏斗、循環(huán)水管、文丘里管以及噴口管之間進(jìn)行循環(huán)，并且根據(jù)待凈化空氣的全塵含量及風(fēng)機(jī)的流量調(diào)節(jié)絮凝劑的加入量，由風(fēng)機(jī)帶入的待凈化空氣與含有絮凝劑的循環(huán)水混合后，空氣中的固體顆粒物聚集形成絮狀物，空氣、絮狀物和循環(huán)水在混合筒中經(jīng)旋轉(zhuǎn)離心分離后，絮狀物沿下部筒壁被離心、縮水最后沉積在沉淀筒中，循環(huán)水沿上部筒壁上行，由循環(huán)水出口和循環(huán)水管進(jìn)入文丘里支管進(jìn)入再利用，被凈化的空氣則沿混合筒上部中心軸方向向上到達(dá)消旋器下部，而后被分成中心和外環(huán)兩股，經(jīng)過消旋器失去旋轉(zhuǎn)速度并降低其中水蒸氣的分壓，最后經(jīng)凈化空氣排氣管排出。
[0015]作為本發(fā)明一種空氣凈化的方法的進(jìn)一步優(yōu)化，當(dāng)開始栗入絮凝劑時(shí)，控制循環(huán)水的體積流量為空氣體積流量的1/8?1/5。
[0016]作為本發(fā)明一種空氣凈化的方法的進(jìn)一步優(yōu)化，絮凝劑溶液流量中的絮凝劑的質(zhì)量為風(fēng)機(jī)流量中的固含量的0.01?0.03%。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有下述優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
本發(fā)明提供的空氣凈化裝置高效、靈巧、不易堵塞，并具有普適性，不僅可以掐住許多行業(yè)PM2.5產(chǎn)生的源頭，而且可以對已經(jīng)被PM2.5污染的空氣進(jìn)行有效地凈化，同時(shí)可以大量地節(jié)約水資源。
[0018]本發(fā)明使用范圍廣，可與旋風(fēng)分離器及其它通風(fēng)設(shè)備對接，清除它們尾氣中的PM2.5；在本發(fā)明風(fēng)機(jī)入口加裝一個(gè)大顆粒物的濾網(wǎng)將其安裝在傳統(tǒng)馬路清掃車上，就可以去除馬路上存在的PM2.5;而且，本發(fā)明造價(jià)低，維修方便。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A處的截面俯視圖； 圖3為本發(fā)明啟動(dòng)初期的狀態(tài)示意圖；
圖4為本發(fā)明正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)示意圖；
圖5為本發(fā)明中消旋器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為圖5中沿A-A’方向的剖視圖；
圖7為圖5中沿B-B’方向的剖視圖；
圖8為本發(fā)明中空氣-水檢測儀面板示意圖；
附圖標(biāo)記:1、混合筒，11、筒壁，102、噴口，2、氣液分離漏斗，3、沉淀筒，4、噴口管，5、風(fēng)機(jī)，6、文丘里管，7、循環(huán)水管，8、三通，9、絮凝劑儲罐，10、端蓋，11、排氣口管，12、加水口，13、空氣-水檢測儀，14、電導(dǎo)電極，15、消旋器，1501、導(dǎo)流板，150101、導(dǎo)流板上擋板，1502、擋氣錐，150201、擋氣錐上底，150202、擋氣錐下底，150203、連接筋，1503、集水盤，150301、集水盤上口外檐，150302、集水盤上口內(nèi)檐，150303、集水盤下口外檐，1504、集水出口管，1505、外環(huán)凈化空氣流向，1506、中心凈化空氣流向，1507、空氣內(nèi)出口，1508、空氣外出P，16、氣閥，17、放水閥，18、吊筋，19、進(jìn)液管，20、蠕動(dòng)栗，21、單向閥，22、流量計(jì)，23視鏡，24控制閥，25、噴口管座。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的內(nèi)容更明顯易懂，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]如圖所示，一種空氣凈化裝置，包括混合筒1、氣液分離漏斗2、沉淀筒3、噴口管4和絮凝劑儲罐9，所述混合筒I由一體結(jié)構(gòu)的圓柱筒部分以及分別位于圓柱筒部分兩端的圓臺部分構(gòu)成，且兩個(gè)圓臺部分通過其小徑端分別與氣液分離漏斗2和沉淀筒3連接，所述噴口管4穿設(shè)在混合筒I的側(cè)壁上，且噴口管4沿混合筒I切線方向向混合筒I內(nèi)輸入空氣，噴口管4的輸入端連接有文丘里管6，文丘里管6具有一個(gè)空氣入口和一個(gè)循環(huán)水入口，文丘里管6的空氣入口連接至風(fēng)機(jī)5，文丘里管6的循環(huán)水入口通過循環(huán)水管7連接至氣液分離漏斗2側(cè)壁的循環(huán)水出口，所述循環(huán)水管7還通過三通8連接至絮凝劑儲罐9;所述氣液分離漏斗2的頂部設(shè)有排氣口管11，氣液分離漏斗2內(nèi)部設(shè)置有電導(dǎo)電極14以及套設(shè)在電導(dǎo)電極14上的消旋器15，電導(dǎo)電極14的一端穿過氣液分離漏斗2并伸入混合筒I內(nèi)部，電導(dǎo)電極14的另一端穿出氣液分離漏斗2并與空氣-水檢測儀13連接。
[0022]所述的消旋器15包括分別套設(shè)在電導(dǎo)電極14上的導(dǎo)流板1501、擋氣錐1502和集水盤1503，導(dǎo)流板1501沿圓周方向具有四個(gè)葉片;所述擋氣錐1502為中空圓臺形結(jié)構(gòu)，且擋氣錐1502位于電導(dǎo)電極14與導(dǎo)流板1501的葉片之間;所述的集水盤1503位于導(dǎo)流板1501和擋氣錐1502的下方，且集水盤1503上設(shè)有集水出口管1504。所述的吊筋18與集水盤1503的上口外檐150301連接。
[0023]為了使本發(fā)明具有更好的實(shí)施效果，所述混合筒I的圓柱筒部分以及兩個(gè)圓臺部分的高徑比均S 1:5;沉淀筒3的頂部設(shè)有氣閥16，沉淀筒3的側(cè)面設(shè)有放水閥17。所述消旋器15通過吊筋18固定在氣液分離漏斗2內(nèi)部。所述循環(huán)水管7上的三通8進(jìn)口端通過進(jìn)液管19和蠕動(dòng)栗20連接至絮凝劑儲罐9，循環(huán)水管7上在三通8與文丘里管6之間設(shè)有單向閥21和流量計(jì)22。所述氣液分離漏斗側(cè)面設(shè)有一個(gè)視鏡23，沉淀筒的側(cè)面也設(shè)有一個(gè)視鏡23。
[0024]利用上述裝置進(jìn)行空氣凈化的方法:向氣液分離漏斗內(nèi)加入循環(huán)水至沒過消旋器，開啟風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)混合筒內(nèi)的循環(huán)水在氣液分離漏斗、循環(huán)水管、文丘里管以及噴口管之間進(jìn)行循環(huán)，并且根據(jù)待凈化空氣的全塵含量及風(fēng)機(jī)的流量調(diào)節(jié)絮凝劑的加入量，由風(fēng)機(jī)帶入的待凈化空氣與含有絮凝劑的循環(huán)水混合后，空氣中的固體顆粒物聚集形成絮狀物，空氣、絮狀物和循環(huán)水在混合筒中經(jīng)旋轉(zhuǎn)離心分離后，絮狀物沿下部筒壁被離心、縮水最后沉積在沉淀筒中，循環(huán)水沿上部筒壁上行，由循環(huán)水出口和循環(huán)水管進(jìn)入文丘里支管進(jìn)入再利用，被凈化的空氣則沿混合筒上部中心軸方向向上到達(dá)消旋器下部，而后被分成中心和外環(huán)兩股，經(jīng)過消旋器失去旋轉(zhuǎn)速度并降低其中水蒸氣的分壓，最后經(jīng)凈化空氣排氣管排出。
[0025]當(dāng)開始栗入絮凝劑時(shí)，控制循環(huán)水的體積流量為空氣體積流量的1/8?1/5;絮凝劑溶液流量中的絮凝劑的質(zhì)量為風(fēng)機(jī)流量中的固含量的0.01?0.03%。
[0026]本發(fā)明中，循環(huán)水管上、噴口管的入口端以及沉淀筒與混合筒的連接處均設(shè)有控制閥24。
[0027]做為本發(fā)明較好的【具體實(shí)施方式】，所述氣液分離漏斗上端口接一個(gè)柱體，柱體上端口以法蘭連接了一個(gè)端蓋，端蓋上設(shè)有排氣口管和加水口。在氣液分離漏斗和柱體之間設(shè)有一個(gè)法蘭，法蘭之間設(shè)有一個(gè)法蘭圈，法蘭圈內(nèi)側(cè)焊接有三根伸向漏斗下口的吊筋，用以固定凈化空氣的消旋器，在漏斗側(cè)壁下部沿切線方向設(shè)有循環(huán)水出口。沉淀筒下部容積較大，上部容積較小，兩部分通過活接口連成一體?；旌贤驳纳蠄A臺筒出口通過一個(gè)活接口連接氣液分離漏斗。
[0028]本發(fā)明的工作原理是，含有固體顆粒物的空氣，在壓力風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，先使空氣通過文丘里管的支管吸入含有絮凝劑的循環(huán)水，對空氣中的全塵(PM2.5、PM10及更大的固體顆粒)進(jìn)行潤濕、絮凝，而后經(jīng)設(shè)置在混合筒的柱筒側(cè)壁的循環(huán)水噴口，沿切線方向驅(qū)動(dòng)其中的循環(huán)水旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心分離作用。在混合筒中，離心分離作用，一方面使空氣流被旋轉(zhuǎn)的循環(huán)水撕裂、分散;另一方面，絮凝物因密度最大，將沿混合筒的下圓臺內(nèi)壁滾動(dòng)、下沉，按照角動(dòng)量守恒原理
L=mRi2 ω ι= η?Γ22ω2=定值 ①
或 L=mviRi=mv2r2=定值②
其中，L為流體質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量，m為流體質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，Ri為旋轉(zhuǎn)流體質(zhì)點(diǎn)的入口半徑，r2為旋轉(zhuǎn)流體質(zhì)點(diǎn)的出口半徑，ω i為旋轉(zhuǎn)流體質(zhì)點(diǎn)在入口處的轉(zhuǎn)速、ω 2為旋轉(zhuǎn)流體質(zhì)點(diǎn)在出口處的轉(zhuǎn)速，Vi為旋轉(zhuǎn)流體質(zhì)點(diǎn)在入口處的線速度、V2為旋轉(zhuǎn)流體質(zhì)點(diǎn)在出口處的線速度由①式可得
ω2/ωι=(Κι/Γ2)2③
由②式可得V2/Vi=Ri/r2④
由于仏是^的數(shù)十倍甚至更高，因此，由③式可知，《2是《1的數(shù)十倍的平方倍，由④式可知，V2是Vl的數(shù)十倍。
[0029]這表明，絮凝物在繞混合筒軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和線速都將逐步增加，從而擠出其中的大部分水分使其體積收縮、密度進(jìn)一步增加、促進(jìn)其沉降，最后落入柱形沉淀筒底部，與此同時(shí)，空氣因密度最小，被離心作用集中到混合筒的軸心上部，形成一個(gè)梨形“空氣球”，在壓力推動(dòng)下，空氣通過雙錐柱筒上部出口的中心到達(dá)凈化空氣的消旋器下面，而后被分成中心和外環(huán)兩股，經(jīng)過消旋器失去旋轉(zhuǎn)速度并降低其中水蒸氣的分壓，最后經(jīng)凈化空氣從排氣口管排出，而循環(huán)水層則因密度居中而位于絮凝物層和“空氣球”之間，在壓力推動(dòng)下，沿混合筒的上部出口的內(nèi)壁，到達(dá)氣液分離漏斗下部，而后沿設(shè)置在其側(cè)面的切線方向的循環(huán)水出口、經(jīng)控制閥、三通、單向閥、文丘里管的循環(huán)水入口進(jìn)入下一次循環(huán)。同樣道理，在混合筒的上圓臺中，循環(huán)水和空氣在向上移動(dòng)的過程中，轉(zhuǎn)速和線速也會逐步增加，空氣中更小的固體微粒會因離心力增加而被甩到水層、并進(jìn)一步到達(dá)上圓臺壁，旋轉(zhuǎn)的水流和重力作用會使它們沿上圓臺壁滾動(dòng)變大、下沉，最終到達(dá)沉淀筒。由此可見，本發(fā)明對空氣中的全塵包括PM2.5的清除是比較徹底的，還可以避免凈化空氣帶走大量的循環(huán)水。絮凝物在雙錐柱筒內(nèi)壁繞雙錐柱筒軸旋轉(zhuǎn)、自行滾動(dòng)、下沉，不但不會粘附筒壁，而且還有清理筒壁的作用。
[0030]本發(fā)明中空氣凈化裝置的具體使用方法為:
首先在常溫下配制絮凝劑(聚丙烯酰胺)溶液，濃度一般為0.1?0.3%，用量根據(jù)待處理空氣的全塵含量及高壓風(fēng)機(jī)18的流量確定，一般為空氣所含固體質(zhì)量的0.01?0.03%，而后按圖1組裝好設(shè)備，即可按以下步驟進(jìn)行空氣凈化。
[0031 ] 1、如圖1，開啟三個(gè)控制閥124和氣閥16，關(guān)閉放水閥17，從加水口 12加入循環(huán)水，當(dāng)循環(huán)水經(jīng)氣閥16溢出時(shí)，關(guān)閉氣閥16，繼續(xù)加入循環(huán)水，直到液面到達(dá)循環(huán)水視鏡23的底部附近為止。
[0032]2、如圖3，開啟流量計(jì)22和空氣-水檢測儀13，因電導(dǎo)電極14浸入水中，則其“紅燈-7K”指示燈亮，開啟高壓風(fēng)機(jī)5，利用高壓空氣驅(qū)動(dòng)混合筒I中的循環(huán)水旋轉(zhuǎn)，并通過循環(huán)水出口、控制閥、三通8、流量計(jì)22、單向閥21、文丘里管6進(jìn)行循環(huán)。
[0033]3、當(dāng)循環(huán)水在混合筒I中的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，如圖3所示，空氣以氣泡的形式，從混合筒I的頂部冒出，進(jìn)入氣液分離漏斗2到達(dá)消旋器15后，分兩股經(jīng)消旋器15逃逸，再溢出循環(huán)水面，從排氣口管11排出體系。
[0034]4、當(dāng)循環(huán)水在混合筒I中的轉(zhuǎn)速達(dá)到某一臨界值時(shí)，如圖4所示，空氣在混合筒I中形成空氣球，此時(shí)因電導(dǎo)電極14處于空氣中，故空氣-水檢測儀13的“綠燈-空氣”指示燈亮而“紅燈-7K”指示燈滅，這種情況下，空氣形成連續(xù)相，并進(jìn)入氣液分離漏斗2延伸到消旋器15，而后經(jīng)消旋器15被分成中心和外環(huán)兩股，經(jīng)過消旋器15失去旋轉(zhuǎn)速度并降低其中水蒸氣的分壓，最后經(jīng)凈化空氣排氣口管排出。
[0035]5、當(dāng)空氣-水檢測儀13的“綠燈-空氣”指示燈亮而“紅燈-7K”指示燈滅時(shí)，調(diào)節(jié)循環(huán)管上的控制閥，使循環(huán)水的體積流量為空氣體積流量的1/8?1/5，目的是減小混合流體的管道阻力，根據(jù)待處理空氣的全塵含量及高壓風(fēng)機(jī)5的流量確定蠕動(dòng)栗20的轉(zhuǎn)速流量，使絮凝劑溶液流量中的絮凝劑的質(zhì)量為高壓風(fēng)機(jī)5流量中的固含量的0.01?0.03%，啟動(dòng)蠕動(dòng)栗20，使絮凝劑溶液通過三通8進(jìn)入并與循環(huán)水混合，經(jīng)文丘里管6與含有粉塵的空氣混合，對空氣中的全塵進(jìn)行潤濕、吸附和初步混合。
[0036]6、含有絮凝劑、循環(huán)水的氣流到達(dá)混合筒I后，被旋轉(zhuǎn)的循環(huán)水撕裂、破碎后與循環(huán)水先強(qiáng)制混合，而后又因離心作用與循環(huán)水、吸附有空氣中的全塵的絮凝劑簡稱為絮凝物，下同分離。
[0037]7、絮凝物因密度最大，將沿混合筒I的下圓臺內(nèi)壁滾動(dòng)、下沉，按照角動(dòng)量守恒原理，其繞混合筒I軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和線速都將逐步增加，從而擠出其中的大部分水分使其體積收縮、密度進(jìn)一步增加、促進(jìn)其沉降，最后落入柱形沉淀筒底部；與此同時(shí)，空氣因密度最小，被離心作用集中到混合筒I的軸心上部形成空氣球，在壓力推動(dòng)下，空氣通過混合筒I上部出口的中心到達(dá)凈化空氣的消旋器15下面，而后被集水盤1503下沿分成中心和外圍兩股氣流，中心氣流在擋氣錐1502和導(dǎo)流板1501共同作用下，在集水盤1503上方以相反的旋轉(zhuǎn)方向交匯，導(dǎo)致過飽和的水蒸氣凝結(jié)成水，落到集水盤1503中，而后從集水出口管1504回歸循環(huán)系統(tǒng)，而排出了 PM2.5和過量水分的凈化空氣則從空氣排氣管11排出系統(tǒng);循環(huán)水層則因密度居中而位于絮凝物層和“空氣球”之間，在壓力推動(dòng)下，沿混合筒I的上部出口的內(nèi)壁，到達(dá)漏斗下部，而后沿設(shè)置在其側(cè)面的切線方向的循環(huán)水出口、經(jīng)控制閥、三通8、流量計(jì)22、單向閥21、文丘里管6進(jìn)入下一次循環(huán)。
[0038]8、在混合筒I的上圓臺中，循環(huán)水和空氣在向上移動(dòng)的過程中，轉(zhuǎn)速和線速也會逐步增加，空氣中更小的固體微粒會因離心力增加而被甩到水層、并進(jìn)一步到達(dá)上圓臺壁，旋轉(zhuǎn)的水流和重力作用會使它們沿上圓臺壁滾動(dòng)變大、下沉，最終到達(dá)沉淀筒。
[0039]9、當(dāng)通過沉渣視鏡觀察到沉渣的界面到達(dá)沉渣視鏡的中上部時(shí)，關(guān)閉混合筒I與沉淀筒3之間的控制閥，開啟氣閥16后，再開啟放水閥17，收集完放出的循環(huán)水后，關(guān)閉放水閥17和氣閥16。
[0040]1、打開沉淀筒的活接口，清除沉淀筒3中的沉淀后，將沉淀筒3復(fù)原位，開啟控制閥，并把上述收集的循環(huán)水通過加水口 12加入到系統(tǒng)中。
[0041 ] 11、通過循環(huán)水視鏡觀察，當(dāng)循環(huán)水界面降到循環(huán)水視鏡下部后，及時(shí)補(bǔ)充循環(huán)水。
[0042]12、短時(shí)間停止使用，只需關(guān)閉流量計(jì)22、蠕動(dòng)栗20、空氣-水檢測儀13、高壓風(fēng)機(jī)5即可;長期停用則還應(yīng)放出循環(huán)水，清凈沉淀筒，而后將設(shè)備復(fù)原。
[0043]實(shí)施例1:
本實(shí)施例的設(shè)備主要參數(shù)
1、高壓風(fēng)機(jī):出口直徑50mm，極限壓力為160kPa，當(dāng)出口壓力為0.7363kPa時(shí)，流量68m3/h0
[0044]2、蠕動(dòng)栗:流量0.2mL/轉(zhuǎn)，0-100轉(zhuǎn)/min，可調(diào)。
[0045]3、混合筒I透明塑料:柱高78.5mm，內(nèi)徑471.2mm高徑比=0.1667，圓臺高58.9mm，圓臺上底內(nèi)徑61.2_，噴口2-2，寬X高=25mmX 78mm。
[0046]實(shí)驗(yàn)對象、試劑
1、實(shí)驗(yàn)粉塵納米碳酸鈣，準(zhǔn)備12.0g。
[0047]2、絮凝劑聚丙烯酰胺溶液濃度:1.0ppm，配制100mL。
[0048]3、蒸飽水 28.6kg
測試儀器:空氣質(zhì)量檢測儀BR-AiR-329，測量范圍0-999yg/m3。
[0049]實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
根據(jù)本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)粉塵的的濃度和所購風(fēng)機(jī)5在本實(shí)施例出口壓力下的實(shí)測流量及蠕動(dòng)栗20的流量，將絮凝劑的濃度配制成1.0ppm，此時(shí)蠕動(dòng)栗20的轉(zhuǎn)速定為為17.3轉(zhuǎn)/min。用一根20mL的針管不帶針頭，先稱取其質(zhì)量為9.3652g，吸入納米碳酸鈣后再稱使總質(zhì)量318g，實(shí)際為 18.2522g。
[0050]開啟空氣質(zhì)量檢測儀電源，令其預(yù)熱10分鐘以上。
[0051 ] 具體操作過程如下。
[0052]1、如圖1，開啟三個(gè)控制閥和氣閥16，關(guān)閉放水閥17，從加水口 12加入循環(huán)水，當(dāng)循環(huán)水經(jīng)氣閥16溢出時(shí)，關(guān)閉氣閥16，繼續(xù)加完循環(huán)水28.6kg，通過循環(huán)水視鏡觀察，液面高出循環(huán)水視鏡底邊約I cm ο
[0053]2、如圖3，開啟流量計(jì)22和空氣-水檢測儀13，其“紅燈-7K”指示燈亮，開啟高壓風(fēng)機(jī)5，可以看到混合筒I中的循環(huán)水帶著氣泡旋轉(zhuǎn)，并通過循環(huán)水出口、控制閥、三通8、流量計(jì)22、單向閥21、文丘里管6進(jìn)行流動(dòng)，氣泡從排氣口管11排出。
[0054]3、約20秒后，如圖4所示，空氣-水檢測儀13的“綠燈-空氣”指示燈亮而“紅燈_7尺”指示燈滅，表明在混合筒I中形成了空氣球。
[0055]5、調(diào)節(jié)控制閥使循環(huán)水的體積流量為空氣體積流量的1/8?1/5，啟動(dòng)蠕動(dòng)栗20，讓針筒的出口對準(zhǔn)高壓風(fēng)機(jī)5的吸風(fēng)口，通過推拉針筒的活塞，把納米碳酸鈣送入系統(tǒng)，送入瞬間立即開始計(jì)時(shí)。
[0056]6、把空氣質(zhì)量檢測儀放入容積不小于2L的塑料袋中擠出其中的空氣，而后把塑料袋口對住排氣口管11收集一袋處理后的空氣，扎住塑料袋口，一分鐘后讀數(shù)，共收集3次，均沒有檢出。
[0057]7、在針筒中的碳酸鈣約剩Ig左右時(shí)，立即停止計(jì)時(shí)，用時(shí)10分23.31秒，再次對針筒稱重為10.1812g，可知加入系統(tǒng)的碳酸鈣為18.2522-10.1812=8.0710g。
[0058]8、關(guān)閉流量計(jì)22、蠕動(dòng)栗20、空氣-水檢測儀13、高壓風(fēng)機(jī)5，靜置過夜。
[0059]9、關(guān)閉沉淀筒3上部的控制閥，開啟氣閥16后，再開啟放水閥17，收集完放出的循環(huán)水后，關(guān)閉放水閥17和氣閥16，打開活接口，傾出上部清水后，用毛刷和少量上述清水洗滌轉(zhuǎn)移沉淀物，而后蒸發(fā)、烘干至恒重稱量，得碳酸鈣6.5617g，回收率為81.3%，把循環(huán)水全部回收。
[0060]10、重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)三次，碳酸鈣的回收率可達(dá)81.3%。
[0061]本說明書的實(shí)施例，僅用來說明本發(fā)明，實(shí)際上還可以在礦上、煤炭、火電、食品、化工、交通等許多行業(yè)應(yīng)用，因此在不違背本發(fā)明結(jié)構(gòu)、原理的情況下，相關(guān)專業(yè)人員很容易結(jié)合行業(yè)專業(yè)實(shí)際設(shè)計(jì)出本發(fā)明的各種變體，出現(xiàn)這種情況，本發(fā)明設(shè)計(jì)者認(rèn)為應(yīng)視為對本發(fā)明的侵權(quán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空氣凈化裝置，其特征在于:包括混合筒(I)、氣液分離漏斗(2)、沉淀筒(3)、噴口管(4)和絮凝劑儲罐(9)，所述混合筒(I)由一體結(jié)構(gòu)的圓柱筒部分以及分別位于圓柱筒部分兩端的圓臺部分構(gòu)成，且兩個(gè)圓臺部分通過其小徑端分別與氣液分離漏斗(2)和沉淀筒(3 )連接，所述噴口管(4 )穿設(shè)在混合筒(I)的側(cè)壁上，且噴口管(4)沿混合筒(I)切線方向向混合筒(I)內(nèi)輸入空氣，噴口管(4)的輸入端連接有文丘里管(6)，文丘里管(6)具有一個(gè)空氣入口和一個(gè)循環(huán)水入口，文丘里管(6)的空氣入口連接至風(fēng)機(jī)(5)，文丘里管(6)的循環(huán)水入口通過循環(huán)水管(7)連接至氣液分離漏斗(2)側(cè)壁的循環(huán)水出口，所述循環(huán)水管(7)還通過三通(8)連接至絮凝劑儲罐(9);所述氣液分離漏斗(2)的頂部設(shè)有排氣口管(11)，氣液分離漏斗(2)內(nèi)部設(shè)置有電導(dǎo)電極(14)以及套設(shè)在電導(dǎo)電極(14)上的消旋器(15)，電導(dǎo)電極(14)的一端穿過氣液分離漏斗(2)并伸入混合筒(I)內(nèi)部，電導(dǎo)電極(14)的另一端穿出氣液分離漏斗(2)并與空氣-水檢測儀(13)連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于:所述混合筒(I)的圓柱筒部分以及兩個(gè)圓臺部分的高徑比均5 1:5。3.如權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于:所述消旋器(15)通過吊筋(18)固定在氣液分離漏斗(2 )內(nèi)部。4.如權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于:所述循環(huán)水管(7)上的三通(8)進(jìn)口端通過進(jìn)液管(19)和蠕動(dòng)栗(20)連接至絮凝劑儲罐(9)。5.如權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于:所述循環(huán)水管(7)上在三通(8)與文丘里管(6)之間設(shè)有單向閥(21)和流量計(jì)(22)。6.如權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于:所述沉淀筒(3)的頂部設(shè)有氣閥(16)，沉淀筒(3)的側(cè)面設(shè)有放水閥(17)。7.如權(quán)利要求1所述的一種空氣凈化裝置，其特征在于:所述的消旋器(15)包括分別套設(shè)在電導(dǎo)電極(14)上的導(dǎo)流板(1501)、擋氣錐(1502)和集水盤(1503)，導(dǎo)流板(1501)沿圓周方向具有四個(gè)葉片;所述擋氣錐(1502)為中空圓臺形結(jié)構(gòu)，且擋氣錐(1502)位于電導(dǎo)電極(14)與導(dǎo)流板(1501)的葉片之間；所述的集水盤(1503)位于導(dǎo)流板(1501)和擋氣錐(1502 )的下方，且集水盤(1503)上設(shè)有集水出口管(1504)。8.利用權(quán)利要求1所述裝置進(jìn)行空氣凈化的方法，其特征在于: 向氣液分離漏斗內(nèi)加入循環(huán)水至沒過消旋器，開啟風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)混合筒內(nèi)的循環(huán)水在氣液分離漏斗、循環(huán)水管、文丘里管以及噴口管之間進(jìn)行循環(huán)，并且根據(jù)待凈化空氣的全塵含量及風(fēng)機(jī)的流量調(diào)節(jié)絮凝劑的加入量，由風(fēng)機(jī)帶入的待凈化空氣與含有絮凝劑的循環(huán)水混合后，空氣中的固體顆粒物聚集形成絮狀物，空氣、絮狀物和循環(huán)水在混合筒中經(jīng)旋轉(zhuǎn)離心分離后，絮狀物沿下部筒壁被離心、縮水最后沉積在沉淀筒中，循環(huán)水沿上部筒壁上行，由循環(huán)水出口和循環(huán)水管進(jìn)入文丘里支管進(jìn)入再利用，被凈化的空氣則沿混合筒上部中心軸方向向上到達(dá)消旋器下部，而后被分成中心和外環(huán)兩股，經(jīng)過消旋器失去旋轉(zhuǎn)速度并降低其中水蒸氣的分壓，最后經(jīng)凈化空氣排氣管排出。9.如權(quán)利要求8所述的空氣凈化的方法，其特征在于:當(dāng)開始栗入絮凝劑時(shí)，控制循環(huán)水的體積流量為空氣體積流量的1/8?1/5。10.如權(quán)利要求9所述的空氣凈化的方法，其特征在于:絮凝劑溶液流量中的絮凝劑的質(zhì)量為風(fēng)機(jī)流量中的固含量的0.01?0.03%。
【文檔編號】F24F5/00GK105953332SQ201610311671
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】李依真
【申請人】李依真