CN101983099A

CN101983099A - 用于去除气体混合物的味道的设备和方法

Info

Publication number: CN101983099A
Application number: CN2007801005922A
Authority: CN
Inventors: 许盟来; 郑行芮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2011-03-02
Also published as: WO2009008835A1; US20100158750A1

Abstract

一种用于去除诸如污浊空气的气体混合物的气味的设备(101)，包括装置，以通过增加污浊空气的压力并增加氧化液体的表面面积，实现供应的污浊空气(107)与供应的氧化液体(106)相互作用。

Description

用于去除气体混合物的味道的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于污浊空气的除臭设备领域。

背景技术

释放到大气中的来自工业处理、下水道、分解床等的污浊空气导致味道污染。污浊空气中的有气味的气体可能包括易挥发的有机化合物(VOCs)、硫化氢(H₂S)等等。

从污浊空气去除这种臭气的方法包括气体吸附、催化分解等等。

吸附依靠臭气与吸附物之间比空气与吸附物之间更大的分子吸引力。这种吸附物的实例是活性碳。然而，这种吸附物需要繁重的维护工作，诸如通过加热以清除吸附分子的频繁再生。

催化转化器很昂贵。此外，代替被完全氧化，如果较大VOC分子部分分裂成更小VOC分子，催化转化器甚至可能促进有气味。因此，催化转化器在清洁臭气中并不总是可靠的。

为解决上述问题，臭氧已被用于氧化污浊空气中的臭气。臭氧是高氧化的，并且由于它是不稳定分子，它优选地随着时间分解成无害的氧气。此外，臭氧可容易地通过照射氧气获得，并能够连续供应并且具有低成本。一种特殊方法将臭氧应用于其中探测到污浊空气的环境中。然而，臭氧是高腐蚀性的，并且因此可用量由法律限制为不超过0.1ppm。因此，这个方法无法大范围使用。此外，这种方法难以控制，因为其性能取决于空气运动。

可选地，已使用臭氧水。通常，污浊空气被扇动横过供应自由下落臭氧水的结构，以氧化污浊空气中的臭气。然而，这种方法取决于污浊空气暴露于臭氧水的程度。使污浊空气与臭氧水自由地相互作用并不是充分可控的，以在氧化多数污浊空气中的臭气有效。

相应地，期望提供一种具有改进效率的清洁有味道气体中的污浊空气的设备和/或方法。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种去除气体混合物的气味的方法，包括步骤：提供氧化液体到容器；提供有气味的气体混合物到容器，使得：有味气体混合物在容器中加压，其中：有味气体混合物在压力下与氧化液体相互作用。

在第二方面，本发明提供了一种去除气体混合物的除臭设备，包括：容器；氧化液体的供应装置；气体入口，其被布置以将有味气体混合物引入容器；该容器被配置以使容器中的有味气体混合物保持受压，使得：有味气体混合物在压力下与氧化液体相互作用。

在第三方面，本发明提供了一种去除气体混合物的除臭设备，包括：容器；布置以将氧化液体供应到容器的装置；布置以将有味气体混合物引入容器的装置；该容设备有布置以将氧化液体形成液体膜的装置，使得：有味气体混合物与氧化液体的液体膜的表面相互作用。

附图说明

现在将参照附图通过实例描述本发明的实施例，其中相似标号代表相似部件并且其中：

图1显示了本发明的一个实施例；

图1a显示了当实施例并未完全操作时图1的实施例；

图1b显示了图1的实施例的变型；

图2是图1的实施例的一部分的放大横断面图；

图3显示了图1的实施例的变型；

图3a还显示了图1的实施例的变型；

图4显示了图1实施例的另一变型；

图5显示了本发明的另一个实施例；

图5a显示了本发明的另一个实施例；和

图6显示了图1的实施例的另一变型。

具体实施方式

图1显示了本发明的一个实施例100，包括：箱体101；一组管道102；蓄水池115；泵103；臭氧发生器104；和文氏管阀105。

该箱体101具有：气体入口107；水入口106；和箱体出口109。

该气体入口107被连接到用于将污浊空气108吸入到箱体101中的风扇(未显示)。优选地，该风扇采用传统用作排风扇的类型，或能够利用污浊空气108对箱体101加压的其它类型风扇。该气体入口107从水入口106内突出，以超过水入口106的口部，使得：水入口106包围气体入口107。唇113围绕气体入口的外部表面形成。该水入口106被连接到管道102，以将水吸入箱体101。

在箱体101下方，该箱体出口109被连接到蓄水池110。该蓄水池110具有气体出口111和水出口112。该水出口112被连接到管道102，管道102顺序地连接到箱体101中的水入口106。因此，管道102提供了从箱体101到蓄水池110和相反的循环通路。

该蓄水池110被填充有预定量的水，使得：空气的顶部空间115提供在蓄水池110中的水的上方。该蓄水池110的气体出口111被定位以使顶部空间115中的空气经气体出口111排出。

当实施例操作时，该泵103将水从蓄水池110吸入管道102，并经水入口106将水释放到箱体101中。一旦在箱体内，水流经箱体出口109，并重新收集在蓄水池110中，以经管道102进行循环。

该臭氧发生器104沿管道102定位，使得：在管道102中运动的水经由文氏管阀105、利用文氏管作用将来自臭氧发生器的臭氧吸入水中。

当臭氧水被引导入箱体101中时，臭氧水流经水入口106，向下流至气体入口107的外部表面，并由唇113引导以径向散开。换言之，进入箱体的臭氧水被引导以形成臭氧水薄罩，即流动水膜116，扩散并下落在箱体101内。

该水膜116被引导以平滑地落在偏转器114上。该偏转器114采用箱体101的内壁上的突出部的形式，并被定位在箱体101的中央高度，并围绕箱体101的内径周长延伸。图2是偏转器114的放大侧横断面视图。此外，图2显示了从顶部具有圆形横断面的箱体101，使得：排列在箱体101的内圆周的偏转器114类似于环状。

该偏转器114使水膜116偏转，使得：水膜116a会聚在箱体101中央的会聚点117处。在那里，水膜116a会聚，并且然后自由落向并通过箱体101的出口109，进入蓄水池110。因此，除了引导污浊空气108的气体入口107以外，该水膜116，116a实际包围箱体101中的空气空间118。

为提供水膜116的偏转，优选地，偏转表面y及其厚度12取决于应用。此外，还优选地，偏转板114表面与箱体101壁的垂直表面成90度角。

为了纯化污浊空气源，诸如自下水道系统的污浊空气，该污浊空气108由排风扇(未显示)经气体入口107吸入箱体101，并被释放在被水膜包围的空气空间118内。该污浊空气被连续供应，使得：被水膜包围的空气空间118受压。该压力导致污浊空气108分子变得在空气空间中更集中，该污浊空气分子因此与臭氧水有效相互作用，以氧化污浊空气中的有味气体。换言之，污浊空气108的压缩改善了分子相互作用的可能性，并且因此，改善了污浊空气中有味气体的氧化。

此外，一些有味气体被压缩以溶解入氧化水，其进一步改善了其氧化的可能性。

散布氧化水以形成水膜116提供了比如果氧化水作为水滴自由下落的更大的水表面面积。因此，该氧化水被尽可能完全地暴露于空气空间118中的受压污浊空气108。这进一步改善了臭氧水与污浊空气之间的相互作用，促进了污浊空气中的有味气体的有效氧化。

此外，由于臭氧在水中并不太能被溶解，氧化水中一部分臭氧作为臭氧气体泄漏入空气空间118(从臭氧发生器104运送的任何非溶解臭氧气泡也被释放入空气空间118)。因此，空气空间118中的污浊空气108也与臭氧气体连续混合。这进一步保证了污浊空气108中的有味气体的氧化。

该流动水膜116具有表面张力，该表面张力防止被污浊空气108容易破坏。因此，箱体中的压力必须达到在污浊空气108能够被加压以在会聚点117突破水膜前的特定水平。实验已表明：在供应污浊空气118和从蓄水池释放清洁空气之间存在压力损失，这被认为是用于突破会聚点117的能量。因此，在会聚点117处，臭氧水、臭氧气体和空气混乱地混合，这进一步氧化污浊空气108中的任何剩余有味气体。

图1a显示了会聚点117，这时它未被污浊空气的受压流破坏。然而，在操作期间，并不能总看到未破裂的会聚点117，因此在会聚点117处的水膜116通过受压污浊空气的连续供应被混乱和频繁地破坏。

下落的臭氧水和清洁空气119从该会聚点向下运动，并穿过箱体出口109以积蓄在蓄水池110中。在蓄水池110中，清洁的空气119和水被允许停留和分离。如果存在任何残余的有味化合物，则在顶部空间和水中的残余臭氧进一步氧化了蓄水池110中的残余有味化合物。

清洁空气119从该蓄水池经气体出口111离开蓄水池110，被通过污浊空气108连续引导入箱体101而施加的压力推进。蓄水池110中的水被泵103吸入到通过管道102的循环中并与箱体101中的污浊空气108混合。

优选地，出口109具有一定的尺寸以在箱体101中保持预定量的压力，使得：该箱体中的环境也轻微受压，虽然并不及由水膜封闭的空气空间。这是可能的，因为出口109提供最终均衡地产生稳定的箱体压力的输出限制。

图1b组合显示了图1实施例的两种可能变型。该实施例可装配用于调节箱体出口109的阀120a，并控制箱体101中的压力。可选地，该阀120b可被放置在蓄水池的出口处，其将允许头部空间115中的压力也得到控制。

因此，当前实施例提供了一种去除气体混合物108气味的方法，包括步骤：提供氧化液体到容器101中；在容器101中提供有味气体混合物108，使得：有味气体混合物108在容器101中被加压，其中：有味气体混合物108在压力下与氧化液体相互作用。

此外，本实施例提供了一种去除气体混合物108的气味的方法，包括步骤：提供氧化液体；将氧化液体形成液体膜116；提供有味气体混合物108，使得：有味气体混合物108与氧化液体的液体膜116的表面相互作用。

此外，本实施例提供了一种去除气体混合物108的除臭设备100，包括：容器101；用于将水引导至容器101中的水引导装置102，106；臭氧发生器104，其被布置以将臭氧引导至水中以形成臭氧化水；该容器101还具有：气体入口107，其被布置以将有味气体混合物108引入容器101中；容器101，其被配置以使容器101中的有味气体混合物108保持受压，使得：有味气体混合物108在压力下与臭氧水相互作用。

此外，本实施例是一种用于去除气体混合物108气味的除臭设备100，该设备包括：容器101；用于提供氧化液体的装置104；该容器101具有液体入口106，其布置以将氧化液体引导入容器101；该容器101还具有气体入口107，其被设置成将有味气体混合物108引入容器101；该容器101具有用于使氧化液体形成液体膜116的装置113，使得：有味气体混合物108与氧化液体的液体膜116的表面相互作用。

因此，该实施例提供了一种高度受压、在污浊空气与臭氧水之间的高相互作用区域和浑浊混合的混合环境。这使得臭氧氧化空气中的有味气体比仅将臭氧水洒在横向流动的污浊空气更高效。

实例实验数据

如表1所示，已实验发现：以1.8m³/分钟流速吸入本发明实施例原型机中的含440ppb硫化氢(H₂S)的污浊空气108具有0ppb硫化氢的清洁空气119输出，即100％去除硫化氢。

在第二实验中，已实验发现：以1.8m³/分钟流速吸入本发明实施例原型机中包括1800ppb的硫化氢(H₂S)的污浊空气108去除87％的硫化氢。

表1

	最初H₂S含量	在与实施例原型机中的臭氧水混合后的H₂S含量的减小	有气味空气108进入原型机的引入速度(m³/分钟)
				实验1	440ppb	100％	1.8

实验1

1800ppb

87％

1.8

实验条件

箱体尺寸：600L

箱体中包含的水保持在300L

循环臭氧水的流速：50L/min

臭氧引入流速：重量6％的5gm/hr，3-6L/min

周围温度：33℃

相对湿度：80％

根据臭氧水的流速、由臭氧水运载的臭氧量、污浊空气108的流速、箱体101中的有气味空气108的压力，可进一步改进实验结果。此外，实验结果可根据水膜116的流体动力学进一步改进，其由箱体101的高度、箱体101的直径、从水入口106输入的水的流速和压力、用于构成箱体101的材料的表面能、偏转器114的定位和尺寸、唇113的定位与尺寸等确定。这些因素可根据实施例的实现尺寸和根据具体性能要求而改变。因此，优选地，箱体101由透明玻璃或塑料材料制成，其抑制臭氧的腐蚀作用并且可以从箱体101的外部观看该过程。这基于视觉观察提供了易于调节、维护和修理的计划。

在该实施例的一个变型中，在由偏转器114改变方向前，该水膜116可被引导以流下箱体101的内表面，代替作为水膜自由落下。此外，代替唇部113，诸如适合的水喷嘴的布置，使臭氧水散开的其它装置可用于形成臭氧水膜。

此外，偏转器114的角度、形状和其它尺寸可根据水膜116的适当的偏转特性而改变。图3显示了实施例的一种变形，代替突起部，该变形在箱体101的内表面中具有提供偏转器114的弯曲或槽。图3a显示了箱体壁中的槽，其具有：附加突起凸缘，该附加突起凸缘根据图3a中所示的箭头将水膜116偏转向会聚点117(在图3a中未显示)。

图4显示了实施例的另一变型，其中：浮子401被设置在蓄水池110中，该浮子漂浮在箱体中的积蓄的臭氧水的表面上，并被定位使得水从会聚点117向下倾泄，从空气空间运送一些空气，喷溅在浮子401上。这种倾泄进一步产生空气、臭氧和蓄水池110中的臭氧水混沌相互作用，并提高氧化有气味成份的效率。在实施例的这种变型中，该箱体出口109被去除。

图5显示本发明的另一实施例，其结构更简单，并在有气味的空气-臭氧水的相互作用不一定要象上述实施例中的一样强烈时能够使用，以提供良好的氧化效率。例如，当有味气体量很高，并且该实施例用作一系列的进一步除臭处理之前的初步阶段的除臭装置时。

在图5的实施例中，例如，代替形成膜，臭氧水被引导以自由下落，以形成轻微喷洒或强烈的向下倾泄。因此，可能但不必具有用于偏转臭氧水的偏转器。

此外，该水入口可位于气体入口内部，与较早实施例中的布置相反，使得臭氧水很好地分散在污浊空气108中间。然而，该污浊空气仍被引导入箱体101中，使得箱体101中的污浊空气108受压。

这个实施例的效率可能取决于污浊空气的压力、臭氧水和污浊空气进入箱体的流速；臭氧水的流速越高并且污浊空气的流速越低，污浊空气暴露于的臭氧水越多。

图5的实施例的一种变型在于：污浊空气被引导到箱体的侧面，并侧向流动经过喷洒的臭氧水。

图5的实施例的另一变型在于：下落的臭氧水和污浊空气被引导以在表面上(未显示)碰撞，诸如图4中所示的浮子。

在图5a中所示的另一结构简单的应用中，污浊空气108可被引导经过臭氧水的平面水幕，即从沿污浊空气的通路向下流动的水膜116的一侧到另一侧，而不是滞留在水膜的周围盖中。通过水膜116最初抑制的污浊空气108的运动最终强行突破水膜116，并且在过程中在增加压力的情况下与水中的臭氧相互作用。

图6还显示了图1和图4的实施例的另一变型，其中：该偏转器114由蓄水池110中的积蓄的臭氧水的表面上的支撑浮子104支撑。因此，该偏转器114的高度可通过控制蓄水池110中积蓄的水的水平得到调节。此外，不一定但优选地，浮子104提供表面，向下倾泻臭氧水相对该表面喷溅，以进一步改善相互作用。该实施例提供的一个优点在于：实施例可无需精心设计空气动力学或空气流动设计地实现，如在活性碳床的情况中。相应地，实施例更容易和更快地设计和安装。

实施例的另一优点是：不管气体是否可由臭氧氧化，通过溶解在水中去除可溶解气体。因此，空气中的腐蚀物质，诸如盐，可能被收集在水中，并且因此从清洁空气119去除。

此外，还可以使用实施例以将颗粒负载空气与水混合，以将颗粒保持在水中，同时释放水过滤空气。换言之，还可以氧化空气承载但无气态污染物。

此外，臭氧杀死细菌和微生物。因此，实施例还提供一些污浊空气108消毒的优选可能性。实施例的另一优点是连续过程的可能性，与现有技术的活性碳床的批量过程相比。此外，实施例并不只限制于用作单个单元；可以形成一些实施例的层级装置，以在连续阶段氧化污浊空气108。

此外，实施例可用于清洁气体，而不是污浊空气。例如，在存在臭氧时稳定的任何气体可被清除可氧化的污物。此外，代替臭氧水，可以使用其它氧化物质，诸如漂白。

因此，描述的实施例提供了连续供应清洁空气的可能性，去除有味气体、易挥发有机化合物、颗粒、微生物等。

Claims

1.一种去除气体混合物的气味的方法，包括步骤：

提供氧化液体到容器；

提供有味气体混合物到容器，使得：有味气体混合物在容器中加压，其中：

有味气体混合物在压力下与氧化液体相互作用。

2.根据权利要求1所述的去除气体混合物的气味的方法，其中：

氧化液体被连续供应；和

有味气体混合物被连续供应。

3.根据权利要求1或2所述的去除气体混合物的气味的方法，还包括步骤：

使氧化液体形成液体膜；和

在液体膜的一侧上对有味气体混合物加压。

4.根据权利要求3所述的去除气体混合物的气味的方法，还包括步骤：

偏转液体膜以会聚在会聚点处；其中：

有味气体混合物在会聚点处穿过液体膜。

5.根据权利要求4所述的去除气体混合物的气味的方法，还包括步骤：

引导来自会聚点的有味气体混合物与氧化液体以在表面上碰撞。

6.一种去除气体混合物的气味的方法，包括步骤：

提供氧化液体；

使氧化液体形成氧化液体的液体膜；

提供有味气体混合物，使得：

有味气体混合物与氧化液体的液体膜的表面相互作用。

7.根据权利要求6所述的去除气体混合物的气味的方法，还包括步骤：

引导液体膜，使得：液体膜形成用于容纳有味气体混合物的气体滞留空间。

8.一种用于去除气体混合物气味的除臭设备，所述设备包括：

容器；

氧化液体的供应装置；

气体入口，其被布置以将有味气体混合物引入容器；

所述容器被配置以保持容器中的有味气体混合物在受压状态下，使得：

所述有味气体混合物在压力下与氧化液体相互作用。

9.根据权利要求8所述的用于去除气体混合物气味的除臭设备，其中：

氧化液体的供应是连续的；和

有味气体混合物的供应是连续的。

10.根据权利要求8或9所述的用于去除气体混合物气味的除臭设备，所述设备还包括：

使氧化液体形成氧化液体的液体膜的装置。

11.根据权利要求10所述的用于去除气体混合物气味的除臭设备，其中：

所述氧化液体的液体膜限定了用于容纳受压的有味气体混合物的气体滞留空间。

12.根据权利要求11所述的用于去除气体混合物气味的除臭设备，其中：

所述有味气体混合物受压，使得：有味气体混合物穿过所述氧化液体的液体膜。

13.根据权利要求12所述的用于去除气体混合物气味的除臭设备，其中：

所述容器还包括偏转器，所述偏转器用于偏转氧化液体的液体膜，使得：氧化液体的液体膜会聚在会聚点处；和

使所述有味气体混合物受压，使得：有味气体混合物在会聚点处穿过臭氧水的液体膜。

14.根据权利要求8到13中任一项所述的用于去除气体混合物气味的除臭设备，其中：

所述容器包含浮子，所述浮子能够浮在积蓄在容器中的氧化液体上；

所述浮子提供有表面，有味气体混合物和氧化液体被引导以在所述表面上碰撞。

15.根据权利要求8到14中任一项所述的用于去除气体混合物气味的除臭设备，其中：

所述偏转器由能够浮在积蓄在容器中的氧化液体上的浮子支撑。

16.一种用于去除气体混合物的气味的除臭设备，所述设备包括：

容器；

被布置成将氧化液体供应到容器的装置；

被布置成将有味气体混合物引入到容器中的装置；

所述容器具有被布置成使氧化液体形成液体膜的装置，使得：

有味气体混合物与氧化液体的液体膜的表面相互作用。

17.根据权利要求16所述的用于去除气体混合物气味的除臭设备，其中：

所述液体膜限定了用于容纳有味气体混合物的气体滞留空间。