CN102791381B - 用于从空气去除非预期成分及排除该成分的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置，用于净化空气而去除非预期的气体和微粒，在核电站的情况下去除辐射粒子和气态碘，以及灭绝微生物并从空气清除。该装置由净化室组成，待净化的空气布置为流过净化室。在结构上接地的净化室中，被电离的空气(1)被引导到可例如通过过氧化氢予以氧化的水尘或水蒸汽(6)并通过增大电离的电压量值以产生臭氧；并被进一步引导到高电压操作的离子流喷嘴(8)，离子风喷嘴(8)产生连续的离子射流，被引导到收集表面(9)上并带走液滴和颗粒物质两者以及与它们相关的气态成分。待净化的空气的体积确定净化装置的形状和容积。与过滤器过滤相比，在使用中节能也是非常显著的。

Description

用于从空气去除非预期成分及排除该成分的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种装置，用于从空气中除去非预期气体、微生物、液滴、纳米大小及更大的微粒，所述装置包括净化室，待净化的空气被安排流过所述净化室，所述净化室具有所述待净化的空气被安排流过水尘或水蒸汽的区域，以及具有指向收集表面的离子流喷嘴的离子流室，由此包括在所述待净化的空气中且流过从所述离子流喷嘴喷出的离子射流的液滴或颗粒物质被抛射到被接地的所述收集表面，并且在已净化的空气离开所述净化室的同时收集到所述收集表面上的物质向下流到所述净化室的底部，并且从那里流到排水系统。
本发明还涉及一种方法，用于从空气中除去非预期气体、微生物、液滴、纳米大小及更大的微粒，所述方法包括引导待净化的空气通过水尘或水蒸汽区域，并随后通过离子流室，其中包括在所述待净化且馈送过离子喷嘴喷出的离子射流的空气中的液滴状或颗粒物质被抛射到接地的收集表面上，并且在已净化的空气被引出的同时收集在所述收集表面上的物质向下流向所述净化室的底部，并且从那里流向排水系统。
背景技术
实践和试验表明，除了尺寸大于1毫米的微粒之外，通过离子流技术还能够分离纳米大小的微粒和蒸汽。在已知方法中，气味和气体的分离一直是成问题的。在许多芬兰和美国的专利中可以发现本身已知的空气净化方案，诸如离子流技术。
例如，在对应于芬兰专利出版物FI-116122的文献WO2005/092510中，公开了一种用于从空气中清除不合需要的气体和微粒的本身已知的装置及方法。在所述文献的第1页第32-33行中，提到了“实验已经表明，通过本发明的装置和方法，能够有效地从待净化的空气中去除气味”。
如另一示例，在芬兰专利出版物FI-121165中公开了一种用于从空气去除非预期的气体和微粒的装置及方法。在该出版物的第2页第6-11行提及，译文为，根据本发明的装置和方法的特征在于：在净化室的进口开口或入口区设置用于空气的强氧化区，由此例如通过包含过氧化氢的水尘提供氧化处理。除清除气味之外，通过氧化处理还能够实现诸如病毒、细菌、孢子及其他微生物等微生物的灭除，以及无生命物质连同收集表面上的颗粒污染物的一并清除。然而，强烈且难闻的气味在某种程度上透过该装置，并且并不总是可以充分地使用强氧化剂。
发明内容
本发明的目的是消除这些缺陷并提供一种装置和方法，借助于所述装置和方法气味得以有效地分离并且无需强氧化处理。利用如下特征的装置和方法实现该目的：在净化室的入口端设置有具有电离发射嘴的电离室，在要净化的空气被引导通过水尘或水蒸汽区域之前用于电离要净化的空气；以及在净化室的入口设置有气体传感器，该气体传感器连接到净化室的电控中心，基于来自气体传感器的信号，电控中心用以确定电离的负或正的电荷。从而，在水尘区域之前的净化室的入口区中发生空气的强电离，并且基于来自气体传感器的信号，也可将电离控制为某一电压水平，其中产生臭氧至预期水平。
用于水尘区域的水尘的水可以优选地利用过氧化氢进行氧化，以加强气体的去除和微生物的灭除。由于电离器很便宜的价格和很低的操作成本，利用水尘的弱氧化就已经可以实现气体的有效去除和诸如病毒、细菌、孢子及其他微生物等微生物的灭除。
基于来自位于净化室入口中的气体传感器的信号，电控中心还能够确定水尘区域中的水尘的氧化需求。水尘区域中的水尘的液滴尺寸优选地小于20μm。
替代水尘，在本发明中还可以使用具有例如+200℃的温度的蒸汽。
实验表明，通过本发明的装置和方法，能够有效地从待净化的空气中分离气味。同时，纳米大小及更大的微粒几乎100%地从空气中去除。
根据优选实施方式，在将空气引入净化室之前，用正电荷或负电荷将空气电离。带电的空气被引导到水尘或水蒸汽，必要时，水尘或水蒸汽可混入过氧化氢或另一氧化剂。小于20μm的水尘的颗粒尺寸在操作上是最为有利的。净化室中产生离子流现象的高电压操作的喷嘴产生到达收集表面的数百万离子的连续射流，从待净化的空气中带走纳米大小及更大的微粒、液滴、细菌、其它的微生物以及非预期的气体。悬浮颗粒的充电能力不是重要的，因此该方法在该方面不同于电子过滤器。抛射到收集表面上的液滴被不断清理，并从收集表面向下流向排除系统。也可通过水冲洗来清理接地的收集表面，而不中断实际净化操作。
在世界范围内，以水作为载体的过氧化氢是常用的消毒剂，并且能够杀死细菌和微生物。过氧化氢的使用不与诸如产生气体或化学残余物等问题相关联，而使用其它氧化剂则会。
附图说明
下面将参考附图通过示例来描述本发明，其中：
图1示意性地示出根据本发明的空气净化装置的一个实施例。
具体实施方式
空气净化装置包括：待净化的引入空气1、和检测不同气体的传感器2；待净化的空气引入其中的电离室3、电离喷嘴4；从所有空气处理区域排除的水到达排水系统或箱5；区域6是水尘区域，水尘或氧化水尘或水蒸汽产生进入该水尘区域6中，其中最优选的液滴尺寸小于20μm；离子流室7，其中来自离子流喷嘴8的引向收集表面的离子射流被抛射到接地的收集表面9上。净化室的底部将水引导至排水系统5。电控中心10包括：电压中心，用于根据控制通过取值优选地是10kV至36kV的负电压或正电压来离子化；优选地是16kV至150kV的高压中心，用于离子流；用于超声波振荡器或用于其它尘生产装置的电流源；以及用于尘装置的给水自动装置。
本发明的装置和方法适用于由空气携带的气味、气体、微生物和纳米大小或更大的微粒预期从空气中分离的应用场合。方法的一大优点是可根据应用场合增大待净化的空气的体积。该方法和装置两者都适用于特定于建筑的空气净化，诸如房子、旅馆、办公楼或工厂等大空间的空气净化。该方法适于分离来自核电站的气体排放物中的辐射粒子和气态碘，实现了这些有害健康污染的几乎100%净化。该方法还是非常成本有效的；能耗低，并且与过滤器滤除方法相比操作和维护成本更低。

Claims (12)

1.一种用于从空气中除去包括非预期气体、微生物、液滴的纳米大小及更大的微粒的装置，所述装置包括净化室，待净化的空气(1)被安排流过所述净化室，所述净化室具有所述待净化的空气被安排流过水尘或水蒸汽的区域(6)，以及具有指向收集表面(9)的离子流喷嘴(8)的离子流室(7)，由此包括在所述待净化的空气中且流过从所述离子流喷嘴(8)喷出的离子射流的液滴或颗粒物质被抛射到被接地的所述收集表面(9)，并且在已净化的空气离开所述净化室的同时收集到所述收集表面上的物质向下流到所述净化室的底部，并且从那里流到排除系统(5)，
其特征在于，在所述净化室的入口端设置有具有电离喷嘴(4)的电离室(3)，用于在要净化的空气(1)被引导通过所述水尘或水蒸汽区域(6)之前电离所述要净化的空气，并且在所述净化室的入口设置有气体传感器(2)，所述气体传感器(2)连接到电控中心(10)，基于来自所述气体传感器的信号，所述电控中心(10)用以确定所述电离的或负或正的电荷。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述待净化的空气(1)的气体传感器(2)还使得能够进行电离中电压的自动控制，从而还使得能够产生所需浓度的臭氧。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置从空气中有效地除去气态碘、二氧化碳和氨树胶。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，用于所述水尘区域(6)的水尘的水利用过氧化氢进行氧化，用于加强气体的清除和微生物的灭除。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，基于来自所述气体传感器的信号，所述电控中心用以确定所述水尘区域(6)的水尘的氧化要求。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水尘区域(6)中的水尘的液滴尺寸小于20μm。
7.一种用于从空气中除去包括非预期气体、微生物、液滴的纳米大小及更大的微粒的方法，所述方法包括引导待净化的空气(1)通过水尘或水蒸汽区域(6)，并随后通过离子流室(7)，其中包括在所述待净化且流过来自离子流喷嘴(8)的离子射流的空气中的液滴状或颗粒物质被抛射到接地的收集表面(9)上，并且在已净化的空气被引出的同时收集在所述收集表面上的物质流向所述净化室的底部，并且从那里流向排水系统(5)，
其特征在于，在要净化的空气(1)被引导通过所述水尘或水蒸汽区域(6)之前，所述要净化的空气(1)被电离，而所述要净化的空气被引导与气体传感器(2)接触，并且基于来自所述传感器的信号，电控中心(10)确定用于所述电离的或负或正的电荷。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用过氧化氢氧化用于所述水尘区域(6)中的水尘的水，以便加强气体的清除和微生物的灭除。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于来自所述气体传感器(2)的信号，所述电控中心(10)确定所述水尘区域(6)的水尘的氧化要求。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述水尘区域(6)中的水尘的液滴尺寸小于20μm。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，在排出已净化的空气之前，灭除微生物。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述微生物包括病毒、细菌、孢子、真菌。
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