CN104066495A - 用电离空气来净化受污染气体的安排 - Google Patents

Abstract

一种用于净化受污染气态介质的净化安排，该安排包括：一个用于将空气电离的电离设备(3)；一个用于供给受污染空气的供给管(1)；以及至少一个混合室(2)，其中将受污染气态介质以主流进料通过混合室(2)并且向主流中添加电离空气；一个在混合室(2)之前的用于将环境空气引入到受污染气态介质主流中的入口(10)；一个被安排在供给管(1)中的在入口(10)之前的并且被配置成用于检测该受污染气态介质的温度的第一温度传感器(11)；其中如果第一温度传感器(11)检测到受污染气态介质的温度是高于70℃，将环境空气通过入口(10)添加到主流之中。

Description

用电离空气来净化受污染气体的安排

发明领域

本发明涉及一种用于净化受污染气态介质的净化安排。具体地，本发明涉及一种净化安排，该净化安排包括一个用于将空气电离的电离设备和至少一个混合室，由此将受污染介质以主流进料通过该混合室并且将电离空气从侧面添加到该主流中。

技术背景

随着社会中环境意识的增加，对净化来自工厂等的废气的需求变得更大。

出现了通过电离来净化来自例如基于溶剂的气体，涂料等等(诸如汽油、石蜡、丙烯、和其他烃类)的气态介质的方法。在这种净化形式下，将受污染空气与电离空气混合。带电粒子致使污染分子被结合并且沉淀出来。

例如，从AT387 158B已知一种与所附权利要求的前序部分相符的用于废气净化的安排，其中在混合室中存在受污染空气主流并且从侧面添加了一个较小的电离空气流。

然而，这样一种已知的安排担负着若干问题。最严重的问题是用于获得所希望的净化程度的成本太大或所希望的净化程度根本不可能获得。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供一种有效的但关于投资成本和运行成本二者而言仍相对便宜的净化安排。

根据本发明的一个方面，因此提供了一种根据权利要求1所述的净化安排。

本发明是基于这一认识：提供一种改进的净化安排用于在混合室中使用电离空气来净化受污染气态介质，电离空气的温度和流量与受污染气态介质实质上不同。此外，还认识到的是净化过程的效率可以通过将进入混合室的受污染气态介质的温度维持在低于预定温度而增加。

在供给管中供给的受污染气态介质的温度可以是高达80℃至90℃。例如，受污染气态介质可以包括不同污染度的暖工艺空气。在超过70℃的温度下，在该净化安排的混合室中在电离颗粒与受污染空气之间的反应不是以最优方式进行。净化过程发生在混合室中，其中将受污染气态介质与电离空气混合，并且当受污染气态介质的温度是70℃或更低时，净化过程被改善。

本发明的一个优点是受污染气态介质的温度是通过第一温度传感器检测的，并且如果受污染气态介质的温度超过70℃，在主流到达混合室前将其降低到70℃使得净化安排的效率得以提升。当第一温度传感器检测到超过70℃的温度时，将环境空气添加到供给管中的主流中。环境空气是通过一个安排在供给管中的在第一温度传感器之后的入口进行添加。

本发明的另一个优点是可以使用若干混合室来使该净化安排更有效。

本发明的又一优点是当环境空气的温度是低于主流时，用于环境空气的入口还可以被用来通过向主流添加更多的环境气体而将受污染气态介质的温度进一步降低到前述预定限制以下。

在本发明的一个实施例中，该净化安排可以进一步包括一个安排在供给管中的在该入口之后的第二温度传感器，该第二温度传感器被配置成检测受污染气态介质的温度，其中基于通过第二温度传感器检测到的温度控制来自电离设备的电离空气流。

这个实施例的一个优点是，可以通过对来自电离设备的电离空气流进行调整来降低受污染气态介质主流的温度。

另一个优点是通过增加电离空气进入到混合室中的进料，电离空气将更快向下渗透到主流之中，并且因此增加污染分子被电离颗粒击中的可能性，由于在混合室中存在更多的电离颗粒。

根据本发明的一个实施例，将被电离设备电离的空气可以有利地是环境空气。

这个实施例的优点是，使用环境空气是有效并且有成本效率的。环境空气可以是来自该净化安排之外的新鲜空气。

在本发明的一个实施例中，该净化安排可以进一步包括一个冷却元件，该冷却元件被配置成用于在主流已经通过所述混合室之后降低该主流的温度。

在本发明的另一个实施例中该冷却元件可以被安排在净化安排的出口管中。

在净化过程之后该主流的温度在其离开出口管之前应当优选不超过30℃。主流的温度可以相应地由电离空气流和冷却元件二者控制。来自电离空气流的冷却作用还取决于在受污染气态介质中的污染物的量和为了实现混合室中的充分净化所需要的电离空气的量之间的关系。

该冷却元件的一个优点是，它可以在净化空气离开出口管之前将该空气冷却到一个预定温度，如30℃或以下，由此使来自出口的空气能够在其他过程中使用。

在一些实施例中，可以使用一个被安排在混合室之后在主流中的温度传感器来检测在混合室之后的主流温度是否高于30℃，并且如果温度超过这一温度，可以将主流转向经过一个冷却元件，该冷却元件与出口管连接、处于与该出口管分开的一个流中。例如，该冷却元件可以被安排在一个单独的管中，其中该单独的管附接到出口管上并且被配置成在主流温度超过30℃时使主流通过。如果温度是30℃或更小，可以避免这个冷却步骤并且空气离开出口管而无需经过该冷却元件。包括该冷却元件的单独的管可以在冷却元件之后与该出口管再连接，使得空气从同一出口离开。

通过将电离空气以实质上超过主流流速的速度进料到混合室中，该电离空气将更快向下渗透到主流之中，并且因此实质上增加了主流的污染分子将被电离颗粒击中的可能性。

根据本发明的一个实施例，进一步通过几个在主流的流动方向上依次排列的开口来供给电离空气。以这种方式，这种可能性进一步增加并且由此净化程度同样增加。

根据本发明的一个实施例，至少三个这样的开口可以是彼此先后排列。

根据本发明的一个实施例，电离空气的流速可以是主流流速的至少3倍大。

根据本发明的一个实施例，电离空气的流速可以是主流流速的至少5倍大。

根据本发明的一个实施例，电离空气的流速可以比主流流速大出至少约10倍。

根据本发明的一个进一步的实施例，可以将电离空气以具有相对于主流流向至少40的角度的流向添加到主流中。通过这种手段，混合被进一步改善。

附图简要说明

现在将参考显示出本发明的一个示例性实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其他方面，其中：

图1示意性说明了根据本发明的一个实施例的净化安排。

本发明优选实施例的详细说明

如图1中所说明的根据本发明的一个实施例的净化安排包括一个用于供给受污染空气的供给管1、一个包括三个混合室2的净化部分、和一个用于去除净化空气的出口管6。将一个第一温度传感器11安排在供给管1中。在本实施例中使用了三个混合室2，但是当然同样可以使用其他数量如一、二、或更多个混合室。在第一温度传感器11与这些混合室2之间，一个入口10被安排在供给管1中以使得环境空气与受污染气态介质在供给管中混合，以便将主流温度降低到70℃(当需要时)。用于使环境空气进入供给管的标准是该第一温度传感器检测到受污染气态介质的温度高于70℃。

一个第二温度传感器12被附接到在这些混合室2与入口10之间的供给管1上。

这些温度传感器可以包括，例如热敏电阻、热电偶、或电阻性热装置(RTD)。

受污染空气的主流穿过混合室2。然而，从侧面，出现另一个电离空气进料流。这一空气是在一个电离设备3中电离，该电离设备包括一个带电表面，该带电表面通过电晕放电向环境空气释放电子。这种应被电离的空气必须是相对清洁的(空气质量1)以允许以所希望的程度进行电离，然而通常的新鲜空气正是如此。在空气已经电离后，将其通过管4导向在这些混合室的侧壁上的开口5。在这个实施例示例中，每个混合室2配备有四个开口5，这些开口5依次先后排列在主流流向中。然而，其他开口数量当然是可能的，但是优选每个室具有超过一个开口。更多入口开口给出更好的混合，但是同时主流的速度(和气体量)增加，这使得下游的净化过程更困难。混合室2中主流的最高温度优选是70℃。来自电离设备3的开口5的受控流是基于由第二温度传感器12检测到的温度。第二温度传感器12被配置成检测至少70℃的温度，并且电离空气的流量将根据所检测到的温度而调整。就净化过程的特性而言，更高的检测到的温度将增加电离空气的流速。

在这些混合室2之后，将一个冷却元件13安排在出口管6中。冷却元件13被配置成在将净化空气释放到环境空气中或再循环用于其他用途之前将其冷却到30℃或以下的温度。净化空气将将把热量从主流传递到冷却元件13，因此降低净化空气的温度。冷却元件13可以包括，例如，附接在出口管6中的肋条，这些肋条被安排成使净化空气在离开出口管6的途径上在这些肋条之间流动。这些肋条可能包封了一种冷却介质13，如冷水，该冷去介质循环并且在净化气态介质流经这些肋条时将热量从其中去除。冷却介质可以是适用于除热的任何类型的介质。冷却元件13不应局限于带有肋条的安排；冷却元件13可以不同方式实施。冷却元件13还可以是被安排成与净化气态介质处于热接触的围绕出口管6螺旋状物的一个管或本领域技术人员已知的任何其他类型的热交换器。

在这些混合室2与冷却元件13之间安排了一个第三温度传感器14。该温度传感器14被配置成控制冷却元件13使得冷却元件13的冷却作用依据温度传感器14检测到的温度而变化。例如，可以通过调节冷却元件13中冷却介质的流量来控制冷却元件13，使得如果在这些混合室2之后的主流温度是30℃以下，没有冷却介质在冷却元件13中流动。

电离空气的流速优选是比主流流速显著地高得多。该速度关系合适地是至少3/1，并且优选至少5/1。对于允许电离空气渗透到主流之中，速度差是重要的。然而，最佳速度关系是多大将取决于污染物浓度和有待纯化的气体的密度。更高的密度意味着速度应当更高而更低的密度意味着速度应当更低。通常，约10/1的速度关系将是优选的。然而，电离空气的流速应当是至少0,5m/s，使得质量惯性定律代替气体定律将是适用的。另外，存在取决于这些开口5的形状的上临界速度。然而，这个速度上限取决于总压，但是该速度上限通常是约18m/s。

应当进一步安排这些开口5使得电离空气的流向具有相对于主流流向的一个角度。这个角度应当是至少40°，并且电离空气的添加优选垂直于主流而进行。然而，这个角度是多大应当取决于在这些气体与电离能之间的密度差。

根据本发明的净化安排进一步包括一个控制系统7。该控制系统7包括传感器8和9，分别用于测量进入的受污染空气和经净化的流出空气的污染度。在这些值之间的差，例如，作为净化度给出，其形式为进入的污染物量减去流出污染物量并且除以进入的污染物量，可以随后用于指导该净化安排。因此，将来自传感器8、9的结果通过导管送往电离设备3并且用于指导电离度和电离空气的流速。通常，在主流中20％至30％的电离空气的混合物是所希望的。这些传感器可以是，例如可商购的光电离设备，如Photovac PID2020或Photovac IOS Plus。

使用进一步的参数还可以用于调节，如在起始空气中的直接杂质量，在流出空气中的离子数，等等。

优点还是，如在本实施例示例中出现的，使用于主流的流道管在混合室2之前扩张，由此来减小通过混合室2的主流流速。

进一步可能的是将根据本发明的净化安排与其他净化形式如不同类型的过滤等结合来以这种方式进一步提高净化效果。以上已经通过一个实施例示例描述了本发明。然而，本领域技术人员认识到，在不丢失本发明的理念的情况下，更多变体是可能的，其中一些已经提到。因此，这类明显的变体必须被视为包括在本发明之中，如由下列权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种用于净化受污染气态介质的净化安排，该安排包括：

一个用于将空气电离的电离设备(3)；

一个用于供给受污染空气的供给管(1)；以及

至少一个混合室(2)，其中将该受污染气态介质以主流进料通过该混合室(2)并且向该主流中添加电离空气；

一个在该混合室(2)之前的用于将环境空气引入到所述受污染气态介质的所述主流的入口(10)；

一个第一温度传感器(11)，该第一温度传感器被安排在所述供给管(1)中的在所述入口(10)之前并且被配置成用于检测该受污染气态介质的温度；

其中如果所述第一温度传感器(11)检测到该受污染气态介质的温度是高于70℃，则所述入口被配置为开放的以允许环境空气通过所述入口进入到所述主流之中。

2.根据权利要求1所述的净化安排，进一步包括一个第二温度传感器(12)，该第二温度传感器被安排在所述供给管中在所述入口(10)之后并且被配置成用于检测该受污染气态介质的温度；

其中基于由所述第二温度传感器(12)检测到的温度控制来自该电离设备的电离空气流。

3.根据前述权利要求中任一项所述的净化安排，其中该有待通过所述电离设备(3)电离的空气是环境空气。

4.根据前述权利要求中任一项所述的净化安排，进一步包括一个冷却元件(13)，该冷却元件(13)被配置成用于在所述主流已经通过所述混合室(2)之后降低该主流的温度。

5.根据权利要求4所述的净化安排，进一步包括一个出口管(6)，其中所述冷却元件(13)被安排在所述出口管(6)中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的净化安排，其中通过几个在主流流向中依次先后排列的开口(5)供给该电离空气。

7.根据前述权利要求中任一项所述的净化安排，其中至少三个这样的开口(5)是彼此先后排列的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的净化安排，其中该电离空气的流速被配置成是该主流的流速的至少3倍大。

9.根据前述权利要求中任一项所述的净化安排，其中该电离空气的流速被配置成是该主流的流速的至少5倍大。

10.根据前述权利要求中任一项所述的净化安排，其中该电离空气的流速被配置成比该主流的流速大出约10倍。