CN103638766A

CN103638766A - 空气净化装置

Info

Publication number: CN103638766A
Application number: CN201310657538.5A
Authority: CN
Inventors: 王晓英; 王军锋; 依成武; 谈正强
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: CN103638766B

Abstract

本发明公开了空气净化装置，涉及空气净化领域，包括由进气管、蜗壳形风道、座环、导叶组成的引风装置，由玻璃钢壳体、励磁线圈、陶瓷圆筒、压盖、净气出口、脱水器、喷嘴、环形电极、连接器、排污管组成的除尘系统及由集污箱、超声波探头、过滤膜、出水管、TiO₂纳米涂层、电磁阀和排液管组成的污水处理系统，含尘气体沿周向导入陶瓷圆筒内腔，粉尘由环形电极荷正电，在磁场中螺旋上升，提高粉尘与液滴碰撞概率。集污箱底部内表面有TiO₂纳米涂层，半球体表面密布紫外线灯，均布三个超声波探头，污水经超声波协同紫外线结合光催化氧化反应消毒后，过滤回收利用。本发明同步实现污染空气的除尘、除臭及消毒灭菌，用水量少，无二次污染。

Description

空气净化装置

技术领域

本发明涉及空气净化领域，特指利用磁力控制粉尘运动提高液滴捕集粉尘的效率、超声波协同紫外线结合光催化氧化反应进行污水消毒灭菌的一体化空气净化装置。

背景技术

目前不同原理的除尘装置很多，但是大都功能单一，不具备灭菌、除臭能力。US6488269“ Wet scrubber”（湿式除尘器）用水量大、局部区域净化效果低，部分粉尘颗粒逃逸，除尘过程形成的大量污水没有配套的处理装置，引发水体二次污染。如 US2010307342 “ELECTROSTATIC DUST CATCHER ”（静电除尘器）、JP2010012400 “ELECTRIC DUST CATCHER”(电除尘器)利用静电吸附原理除尘，收尘极需定期振打清灰，易形成二次扬尘， CN200620084507.0“湿式电磁脱硫除尘器”中使用线电极对粉尘预荷电，粉尘颗粒在静电力、磁力共同作用下，与阳极管内壁水膜接触实现粉尘捕集，解决了二次扬尘的问题，但是线电极容易出现电击穿现象，要求有一定的电极距离、规定的场强及特定的运行条件。CN200910132779.1 “一种磁力除尘的方法”利用磁力去除铁等磁性粉尘，对非磁性粉尘去除效果不佳。

发明内容

为了避免和克服上述不足，本发明的目的是提供一种空气高效降尘、除臭及消毒灭菌的一体化装置，利用环形电极对粉尘预荷电，磁力的参与增加了粉尘颗粒、异味分子与液滴碰撞概率，形成的污水经超声波协同紫外线结合光催化氧化反应消毒后，经微滤膜、纳滤膜过滤净化后回收利用，减小净水用水量。

实现本发明的技术方案为：

空气净化装置包括引风装置、两个相同的除尘系统和污水处理系统；所述除尘系统由玻璃钢壳体、励磁线圈、陶瓷圆筒、压盖、净气出口、脱水器、喷嘴、环形电极、连接器和排污管组成，所述励磁线圈缠绕在陶瓷圆筒外壁面上，放置在圆筒状的玻璃钢壳体的内腔中，用压盖将上端压紧，玻璃钢壳体上端与压盖用螺纹连接；脱水器通过螺纹与压盖连接并设于压盖内腔，喷嘴固定在脱水器中心的正下方；环形连接器与玻璃钢壳体下端通过螺纹连接，连接器内设置环形电极；连接器焊接在引风装置上方；所述引风装置由进气管、蜗壳形风道、座环和导叶组成，圆环状的座环内周向均布导叶，蜗壳形风道布置在座环周围；两个蜗壳形风道的进气口相对连接并处于同一轴线，进气管与两个蜗壳形风道的进气口的连接处连接，并成一整体；座环下方是倒锥形结构，倒锥形结构的底部与排污管相连；所述污水处理系统由集污箱、超声波探头、过滤膜、出水管、TiO₂纳米涂层、电磁阀和排液管组成；所述排污管的另一端与集污箱相连；集污箱顶部为平面，底部为球形，球形底部内表面涂有TiO₂纳米涂层，集污箱上侧设有出水管，出水管内装有微滤膜、超滤膜两级过滤膜；半球体设于集污箱顶部的中心的正下方，三个超声波探头均匀布置在半球体上，与半球体轴心线夹角为45度，半球体表面密布LED紫外线灯，球形底部的下端设有排液管，所述排液管上设有电磁阀。

本发明的工作过程是水经喷嘴雾化形成雾滴，在陶瓷圆筒内形成附壁射流，保证陶瓷圆筒内壁面有一层薄水幕。励磁线圈通交流电，在陶瓷圆筒内形成磁场。含尘气体经蜗壳形风道、座环、导叶将气流沿圆周方向均匀导入陶瓷圆筒内，减小气流对陶瓷圆筒的磨损。气流中的粉尘颗粒经过高压电极环形成的高强度电场带上电荷，在磁场中受洛伦兹力的作用作螺旋线运动。一部分粉尘颗粒撞击到陶瓷圆筒壁面，被水幕捕集，其余部分由雾滴捕集，同时异味分子也被液体吸收分解。应用洛伦兹力进行磁力湿式除尘，该方法适用于各种粉尘颗粒，突破了磁力除尘仅适用于磁性颗粒的局限性，并且通过增加磁场强度与增加荷电量两种不同的途径提高粉尘颗粒的旋转角速度，增加粉尘颗粒与液滴颗粒的接触碰撞几率。玻璃钢壳体与陶瓷圆筒将励磁线圈完全封闭，各组成部分牢固地封装成一个实体，提高电安全性的同时又不影响磁场分布，并且具有严密的防水、防尘的特性和耐磨、耐腐蚀的优良性能，即使在非常恶劣的环境条件中长期使用也不改变其工作特性。将除臭液用水稀释后进行喷雾，即可同时实现除臭的作用。

降尘除臭过程形成的污水采用超声波协同紫外线进行消毒。

紫外线（200～300nm）会穿透微生物的细胞膜和细胞核，几秒内即可破坏核酸的分子键，使其失去复制能力或失去活性，消毒快速有效，缺点是只能杀灭表层的微生物，并且不具备持续的消毒能力，部分受损细菌再生。超声波在水体中形成超声空化效应，出现瞬间高温及温度变化、瞬间高压及压力变化，并产生氧化能力极强的羟基自由基·OH，并生成一定量的H₂O₂，使水体中细菌致死，病毒失活，达到水体消毒的目的，但是超声波消毒时间相对较长。将超声波协同紫外线消毒，强化紫外线消毒效果，超声波产生的H₂O₂也为紫外线消毒提供了持续杀菌能力。TiO₂纳米涂层在紫外线的照射下，表面也产生羟基自由基·OH，将水中的有机污染物氧化为无害的CO₂和H₂O，进一步提高了消毒效果。消毒过的水经微滤膜、纳滤膜过滤后回收利用，和净水一起由水泵加压进入喷嘴雾化除尘，减少净水用水量及污泥量。

本发明的优点是同步实现污染空气的除尘、除臭及消毒灭菌，效率高，运行稳定安全，结构简单，容易实现对现有普通湿式除尘装置的改装。应用洛伦兹力进行磁力湿式除尘，既能有效捕集微米、亚微米的固态粉尘粒子，也能脱除气态污染物，并且用水量较普通湿式除尘少。利用超声波协同紫外线结合光催化氧化反应对污水进行消毒，快速有效并且没有二次污染。本发明对高温、高湿、易燃易爆气体净化具有良好的适应性，可广泛地应用于垃圾填埋场空气净化、工业烟气净化等方面。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是引风装置结构示意图。

图3是带电粉尘颗粒在磁场中的运动示意图。

图中：1.排液管 2.集污箱 3.超声波探头 4.半球体 5.引风装置 6.玻璃钢壳体 7.励磁线圈 8.陶瓷圆筒 9.压盖 10.净气出口 11.脱水器 12.喷嘴 13.环形电极 14.连接器 15.排污管 16.进气管 17.过滤膜 18.出水管 19.TiO₂纳米涂层 20.电磁阀 21.蜗壳形风道 22.座环 23.导叶。

具体实施方式

如图所示，本实施例中陶瓷圆筒8形成的内筒作为湿式除尘反应腔，喷嘴12向下喷雾。玻璃钢壳体6与陶瓷圆筒8将励磁线圈7完全封闭，进气管16与蜗壳形风道21、座环22、导叶23焊接成一体，构成引风装置5，将气体沿周向均匀导入反应腔。连接器14焊接在引风装置5上方，连接器14与玻璃钢壳体6用螺纹连接。连接器14内设置环形电极13，形成高强度电场。为获得高强度磁场，陶瓷直筒8尺寸不宜过大。压盖9与玻璃钢壳体6、压盖9与脱水器11均用螺纹连接，脱水器11将净气中的水分脱除，反应腔中的净化气体经净气出口10排出。集污箱2顶部为平面，底部为球形，底部内表面涂有TiO₂纳米涂层19，将半球体4用螺纹固定在集污箱2顶部正中心下方，三个超声波探头3均匀布置在半球体4上，与半球体4轴心线夹角为45度，半球体4表面密布LED紫外线灯，其光波波长为200-300nm，超声波协同紫外线结合光催化氧化反应进行快速消毒。集污箱2上端设有出水管18，管内装有微滤膜、超滤膜两级过滤膜17。

使用时，打开喷嘴12控制开关，励磁线圈7通上交流电，同时将需要净化的气体经进气管16，蜗壳形风道21、座环22、导叶23沿周向进入陶瓷圆筒8内腔构成的反应腔，经过环形电极13时，粉尘颗粒带上电荷之后，进入由励磁线圈7产生的高强度磁场区，受到洛伦兹力的作用，一部分粉尘颗粒与液滴相接触，另一部分则与湿润壁面碰撞而被捕集。净化后的气体经脱水器11脱除水分后经净气出口10排出，污水则全部进入集污箱2，打开超声波探头3、LED紫外线灯的开关，消毒过的水经微滤膜、纳滤膜两级过滤膜17后回收利用，和净水一起由水泵加压进入喷嘴12雾化除尘，减少净水用水量及污水量。空气净化装置运行一段时间后，打开排液管1上的电磁阀20，排出集污箱2底部污水，清洗集污箱2及出水管18内的过滤膜17。

Claims

1.空气净化装置，其特征是，包括引风装置（5）、两个相同的除尘系统和污水处理系统；所述除尘系统由玻璃钢壳体（6）、励磁线圈（7）、陶瓷圆筒（8）、压盖（9）、净气出口（10）、脱水器（11）、喷嘴（12）、环形电极（13）、连接器（14）和排污管（15）组成，所述励磁线圈（7）缠绕在陶瓷圆筒（8）外壁面上，放置在圆筒状的玻璃钢壳体（6）的内腔中，用压盖（9）将上端压紧，玻璃钢壳体（6）上端与压盖（9）用螺纹连接；脱水器（11）通过螺纹与压盖（9）连接并设于压盖（9）内腔，喷嘴（12）固定在脱水器（11）中心的正下方；环形连接器（14）与玻璃钢壳体（6）下端通过螺纹连接，连接器（14）内设置环形电极（13）；连接器（14）焊接在引风装置（5）上方；所述引风装置（5）由进气管（16）、蜗壳形风道（21）、座环（22）和导叶（23）组成，圆环状的座环（22）内周向均布导叶（23），蜗壳形风道（21）布置在座环（22）周围；两个蜗壳形风道（21）的进气口相对连接并处于同一轴线，进气管（16）与两个蜗壳形风道（21）的进气口的连接处连接，并成一整体；座环（22）下方是倒锥形结构，倒锥形结构的底部与排污管（15）相连；所述污水处理系统由集污箱（2）、超声波探头（3）、出水管（18）、TiO₂纳米涂层（19）、电磁阀（20）和排液管（1）组成；所述排污管（15）的另一端与集污箱（2）相连；集污箱（2）顶部为平面，底部为球形，球形底部内表面涂有TiO₂纳米涂层（19），集污箱（2）上侧设有出水管（18）；半球体（4）设于集污箱（2）顶部的中心的正下方，三个超声波探头（3）布置在半球体（4）上，半球体（4）表面密布LED紫外线灯，球形底部的下端设有排液管（1），所述排液管（1）上设有电磁阀（20）。

2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于：所述集污箱（2）上端设有出水管（18），出水管（18）内装有微滤膜、超滤膜两级过滤膜（17）。

3.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于：半球体（4）表面密布的LED紫外线灯，其光波波长为200-300nm。

4.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于：所述三个超声波探头（3）与半球体（4）的竖直轴心线夹角为45度布置，呈圆周均匀分布在半球体（4）上。