CN104645746B - 一种滚刷式气体除尘净化装置 - Google Patents

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    • B01D47/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent

Abstract

一种滚刷式气体除尘净化装置,属于除尘、室内空气治理和环境保护技术领域。该装置使用两层平行排列并有所交叠的毛刷辊,上下层刷辊反向转动,下层刷辊下部刷毛浸没于水槽中,而上层刷辊的刷毛则由喷淋水来湿润,含尘气体由毛刷辊刷毛之间的缝隙流过,其中的粉尘颗粒被刷毛洗涤而除去,该装置气阻低、结构简单,非常适合用于室内空气净化。

Description

一种滚刷式气体除尘净化装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种滚刷式气体除尘净化装置,属于除尘、室内空气治理和环境保护技术领域。
背景技术
[0002] 随着我国经济的高速发展,我国大中城市、经济发达地区和基础工业密集区域的灰霾空气污染日渐严重。随着我国对于SOx和NOx排放的限制日趋严格、相关环保技术和装置不断投入使用,我国大气环境中SOx和NOx的污染物排放总量增幅放缓,然而,从目前的监测结果看,我国长三角、珠三角和京津冀各片区的灰霾污染反而日趋严重,已经严重威胁到了民众的身体健康和经济的可持续发展。由于治理工业气体排放涉及到众多污染行业,其治理难度非常大,因此很多专家认为,大气空气质量的改观起码需要十年才能看到好转,因此,对室内空气的净化目前成为保护我国民众人身健康最有效和最直接的手段。
[0003] 针对室内空气净化的除霾方案一般选择HEPA过滤膜,这是一种非常高效的空气过滤材料,甚至可以去除PM1.0以下的微细颗粒,是目前最成熟也最广泛使用的空气净化方法,然而,这种方法的缺点也是显而易见的,HEPA膜的空气阻力很大,因此为了获得足够的风量,HEPA —般需要配备较大的风机,这带来了更大的电耗和噪音;此外,HEPA在有效过滤了粉尘颗粒后,大量附着在粉尘颗粒表面的细菌也会在HEPA表面繁殖,因此HEPA必须定期更换,对于空气污染严重的区域,HEPA的寿命很短,这都带来了更高的成本。
[0004] 采用电除尘的方案进行室内空气净化的技术也有一定的应用,该技术方案模仿工业电除尘的装置:先使用电晕极对气流中颗粒进行荷电,再利用电性相反的收尘极对颗粒进行捕捉。该方法由于没有任何滤过材料,因此气阻很低,很容易实现大风量的空气处理,但其缺点也是很明显的:第一,这种方法中电晕极有产生臭氧二次污染的可能;第二,这种方法已经被证明对于PM2.5及以下颗粒非常低效,因此单一使用普通电除尘的技术方案难以实现对室内空气中微细颗粒的充分净化。
[0005] 湿式电除尘是在干式电除尘基础上逐渐发展成熟的一项新型除尘技术,该技术与干式电除尘不同的地方是通过溢流或喷雾的方法在集尘极板面上形成一层流动的水膜,任何因为静电力而到达收尘极表面的颗粒都会被水膜捕捉,所以这种方法极大的提高了电除尘方法对于微细颗粒的捕捉效果。然而由于同样使用高压静电,所以电晕极和收尘极之间必须间隔足够大,两者的排布也非常讲究,以避免发生电击穿的事故。因此这种技术方案在对设备体积和安全性要求极端苛刻的家用空气净化领域尚没有取得应用。
[0006] 采用水洗的方法去除室内空气中的颗粒也是一种已投入应用的技术方案,该方案是将空气吹过较大的湿润表面,将其中的颗粒粘附在固体表面上,再通过水洗的方法将颗粒去除。这种方案对于较大的灰尘颗粒、纤维和花粉有一定作用,目前市场上品牌为Venta的空气处理器就是采用将空气吹过百叶轮来净化的技术方案。然而该技术中的百叶轮外形复杂,加工成本很高,且其表面积依然有限,不能在高气体通量的情况下高效洗净空气。
[0007] 喷雾水洗也是去除室内空气中微细颗粒的备选方案,该方案是用喷嘴将水喷出雾化,雾化的小雾滴对和空气接触时对其中的颗粒物进行捕捉,最后在通过除雾将空气中颗粒物去除。这种方法很类似自然大气中降雨消霾的过程,但其缺点也非常明显:第一,这种方法需要使用喷嘴,需要一定压力的液体或气体,这会带来额外的设备投资,也带来一定的噪音;第二,这种方法会引发室内空气“过度加湿”的问题,在湿度较高的雨季会使人感到不适;第三,用于喷雾的洗涤水往往是普通的自来水,对于含有矿物质较多的水而言,喷雾会强制水份蒸发,导致水中矿物质变为空气中的微细尘埃颗粒,反而增大室内颗粒物浓度。
[0008] 纵观所有这些技术,我国室内空气除霾领域亟待一种低气阻、高通量、低噪音、组件简单的高效除尘技术方案。
发明内容
[0009] 本发明的目的在于通过一种简单的方法获得具有低气阻、高通量的高效除尘装置。该装置简单易行,不会引入液体喷雾装置,不用更换任何组件,只需定期更换水箱中的水便可,另外也不会发生加湿过度的情况。
[0010] 本发明的目的是通过如下的技术方案实现的:将毛刷辊并排排列为上下两层,上层毛刷辊和下层毛刷辊的数量相等,各有1〜10个毛刷辊,均平行放置,相邻毛刷辊的毛刷相互交叠,上层毛刷辊的转动方向相同,并和下层毛刷辊的转动方向相反,下层毛刷辊的下部刷毛浸没在水槽中,而上层毛刷辊的刷毛用喷淋水来湿润,当含尘气体在上下两层反向旋转的毛刷辊之间流过时,湿润的刷毛表面可以有效去除空气中的尘埃颗粒,尘埃颗粒被上层毛刷辊的刷毛捕捉后会被喷淋水所洗涤而落入下部的水槽中,下层毛刷辊的刷毛上捕捉的尘埃颗粒则会在刷毛旋转浸入水槽液面下时被洗脱而进入水槽中。
[0011] 本空气除尘净化装置的特征还在于:下层毛刷辊最下端的刷毛有20%〜80%的长度淹没在水槽的液面下,毛刷棍的直径在5cm〜50cm之间,刷毛长度在23cm〜2cm之间,刷毛相互交叠的尺寸为刷毛长度的2 %〜50 %,在水槽中灌注的水溶液是抗菌剂的水溶液,抗菌剂是十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三氯生、醋酸洗必泰、苯扎溴铵、苯扎氯铵、山梨酸钾、吡啶硫酮钠、吡啶硫酮锌、吡啶硫酮铜、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、溴化1-丙基-3-甲基咪唑、碘化1-丙基-3-甲基咪唑、氯化1- 丁基-3-甲基咪唑、溴化1-丁基-3-甲基咪唑、碘化1-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、碘化卜己基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、溴化1-癸基-3-甲基咪唑、碘化1-癸基-3-甲基咪唑、氯化1-苄基-3-甲基咪唑、溴化1-苄基-3-甲基咪唑、碘化1-苄基-3-甲基咪唑、氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十二烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十四烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十四烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十六烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十六烷基-3-甲基咪唑、对氯间二甲酚、二溴海因、溴氯海因、二氯海因、5,5-二甲基海因当中的任意一种或任意几种的任意比例的混合物。
[0012] 上文中所提到的毛刷辊刷毛相互交叠的尺寸是指:相邻两个平行毛刷辊当中的一个的刷毛插入另一个毛刷辊的刷毛外缘构成的圆柱面的深度。
[0013] 本发明所公开的空气除尘净化装置,没有任何过滤材料,其气阻很小,同时由于上层毛刷辊和下层毛刷辊相对旋转,其转动过程有利于含尘气体的吸入并在另一侧排出,因此该装置的气阻很小,非常有利于在室内空气净化领域取得应用。由于下层刷毛浸没于液面下,而且刷辊不断转动,可以保证刷毛表面不断有水膜覆盖,从而高效捕捉粉尘颗粒,另夕卜,被捕捉的粉尘颗粒可以在毛刷辊旋转至液面下时被洗涤进入水槽中,对于目前空气中常见的硝酸盐颗粒、硫酸盐颗粒、铵盐颗粒都会立即溶解于水槽中的水溶液里,避免其逃逸和再次进入气流中。此外,由于水槽中的水溶液含有抗菌剂,可以有效杀灭附着在粉尘颗粒表面的细菌,给居室提供清洁和生物安全的空气,而且抗菌剂溶液可以保证水槽中不会产生藻类,在细菌易于滋生的季节也不会产生异味和变质。在冬季流感多发的季节,可以将少量抗流感药物溶于水槽中,这样可以降低居室内人群感染流感的风险。
附图说明
[0014] 该装置模块如图1和图2所示,图1为装置的正视图,图2为装置的斜视图,为了清楚起见,图2只画出了毛刷辊、喷淋管、喷淋栗、气体挡板和水槽,其中没有画出气流进口和出口。图1画出了 3组毛刷辊的情况(正对的一上一下两个毛刷辊算为一组),但这并不对本技术方案中毛刷辊的组数构成任何限制,只要空间允许,毛刷辊的组数可以在1〜10之间任意选择,毛刷辊的转速以能保证各处的刷毛上均有连续液膜存在即可。图1中画出了进气风扇设置在气体入口处的情况,但该风扇设置在出气口也完全可以。装置中的气体挡板用来防止含尘气流从毛刷辊上部逃逸,该挡板要斜插入上层第一个毛刷辊的刷毛中,插入深度在刷毛长度的20%〜50%之间,图1和图2中各部分的名称如下:
[0015] 1:含尘气流;2:洁净气流;3:进气风扇;4:气体挡板;5:喷淋口 ;6:毛刷辊;7:喷淋栗;8:水槽。
具体实施方式
[0016] 本发明的目的是通过如下的技术方案实现的:将毛刷辊并排排列为上下两层,上层毛刷辊和下层毛刷辊的数量相等,各有1〜10个毛刷辊,均平行放置,相邻毛刷辊的毛刷相互交叠,上层毛刷辊的转动方向相同,并和下层毛刷辊的转动方向相反,下层毛刷辊的下部刷毛浸没在水槽中,而上层毛刷辊的刷毛用喷淋水来湿润,当含尘气体在上下两层反向旋转的毛刷辊之间流过时,湿润的刷毛表面可以有效去除空气中的尘埃颗粒,尘埃颗粒被上层毛刷辊的刷毛捕捉后会被喷淋水所洗涤而落入下部的水槽中,下层毛刷辊的刷毛上捕捉的尘埃颗粒则会在刷毛旋转浸入水槽液面下时被洗脱而进入水槽中。
[0017] 本空气除尘净化装置的特征还在于:下层毛刷辊最下端的刷毛有20%〜80%的长度淹没在水槽的液面下,毛刷棍的直径在5cm〜50cm之间,刷毛长度在23cm〜2cm之间,刷毛相互交叠的尺寸为刷毛长度的2 %〜50 %,在水槽中灌注的水溶液是抗菌剂的水溶液,抗菌剂是十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三氯生、醋酸洗必泰、苯扎溴铵、苯扎氯铵、山梨酸钾、吡啶硫酮钠、吡啶硫酮锌、吡啶硫酮铜、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、溴化1-丙基-3-甲基咪唑、碘化1-丙基-3-甲基咪唑、氯化1- 丁基-3-甲基咪唑、溴化1-丁基-3-甲基咪唑、碘化1-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、碘化卜己基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、溴化1-癸基-3-甲基咪唑、碘化1-癸基-3-甲基咪唑、氯化1-苄基-3-甲基咪唑、溴化1-苄基-3-甲基咪唑、碘化1-苄基-3-甲基咪唑、氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十二烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十四烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十四烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十六烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十六烷基-3-甲基咪唑、对氯间二甲酚、二溴海因、溴氯海因、二氯海因、5,5-二甲基海因当中的任意一种或任意几种的任意比例的混合物。
[0018] 下面举出几个具体实施例,以进一步理解本发明:
[0019] 实施例1:
[0020] 取6根直径为30cm的毛刷辊,刷毛长度为10cm,按照图1所示的方式安装在一箱体中,毛刷辊两侧紧贴箱体避免以免气体泄漏通过,上层3根毛刷辊逆时针旋转,而下层3根毛刷辊则顺时针旋转,相邻毛刷辊的刷毛相互交叠的深度为2_,向水箱中关注1%苯扎溴铵水溶液,液面刚好浸没下层毛刷辊的下部刷毛,气体挡板插入上层第一个毛刷辊的深度为2cm,安装进气风扇、喷淋栗和喷淋管后便得到该高效气体除尘净化装置。
[0021] 实施例2:
[0022] 取4根直径为5cm的毛刷辊,刷毛长度为2cm,按照图1所示的方式安装在一箱体中,毛刷辊两侧紧贴箱体避免以免气体泄漏通过,上层2根毛刷辊逆时针旋转,而下层2根毛刷辊则顺时针旋转,相邻毛刷辊的刷毛相互交叠的深度为1cm,向水箱中关注1%十六烷基三甲基溴化铵水溶液,液面刚好浸没下层毛刷辊的下部刷毛,气体挡板插入上层第一个毛刷辊的深度为lcm,安装进气风扇、喷淋栗和喷淋管后便得到该高效气体除尘净化装置。
[0023] 实施例3:
[0024] 取8根直径为20cm的毛刷辊,刷毛长度为7cm,按照图1所示的方式安装在一箱体中,毛刷辊两侧紧贴箱体避免以免气体泄漏通过,上层4根毛刷辊逆时针旋转,而下层4根毛刷辊则顺时针旋转,相邻毛刷辊的刷毛相互交叠的深度为1.4cm,向水箱中关注1%二溴海因水溶液,液面刚好浸没下层毛刷辊的下部刷毛,气体挡板插入上层第一个毛刷辊的深度为3cm,安装进气风扇、喷淋栗和喷淋管后便得到该高效气体除尘净化装置。
[0025] 实施例4:
[0026] 取6根直径为50cm的毛刷辊,刷毛长度为20cm,按照图1所示的方式安装在一箱体中,毛刷辊两侧紧贴箱体避免以免气体泄漏通过,上层3根毛刷辊逆时针旋转,而下层3根毛刷辊则顺时针旋转,相邻毛刷辊的刷毛相互交叠的深度为8cm,向水箱中关注1%对氯间二甲酚水溶液,液面刚好浸没下层毛刷辊的下部刷毛,气体挡板插入上层第一个毛刷辊的深度为8cm,安装进气风扇、喷淋栗和喷淋管后便得到该高效气体除尘净化装置。
[0027] 实施例5:
[0028] 取6根直径为40cm的毛刷辊,刷毛长度为15cm,按照图1所示的方式安装在一箱体中,毛刷辊两侧紧贴箱体避免以免气体泄漏通过,上层3根毛刷辊逆时针旋转,而下层3根毛刷辊则顺时针旋转,相邻毛刷辊的刷毛相互交叠的深度为5cm,向水箱中关注1%吡啶硫酮钠水溶液,液面刚好浸没下层毛刷辊的下部刷毛,气体挡板插入上层第一个毛刷辊的深度为5cm,安装进气风扇、喷淋栗和喷淋管后便得到该高效气体除尘净化装置。

Claims (4)

1.一种滚刷式气体除尘净化装置,其特征在于:将毛刷辊并排排列为上下两层,上层毛刷辊和下层毛刷辊的数量相等,各有1〜10个毛刷辊,均平行放置,相邻毛刷辊的毛刷相互交叠,上层毛刷辊的转动方向相同,并和下层毛刷辊的转动方向相反,下层毛刷辊的下部刷毛浸没在水槽中,而上层毛刷辊的刷毛用喷淋水来湿润,当含尘气体在上下两层反向旋转的毛刷辊之间流过时,湿润的刷毛表面可以有效去除空气中的尘埃颗粒,尘埃颗粒被上层毛刷辊的刷毛捕捉后会被喷淋水所洗涤而落入下部的水槽中,下层毛刷辊的刷毛上捕捉的尘埃颗粒则会在刷毛旋转浸入水槽液面下时被洗脱而进入水槽中。
2.如权利要求1所述的一种滚刷式气体除尘净化装置,其特征还在于:下层毛刷辊最下端的刷毛有20%〜80%的长度淹没在水槽的液面下。
3.如权利要求1所述的一种滚刷式气体除尘净化装置,其特征还在于:毛刷辊的直径在5cm〜50cm之间,刷毛长度在23cm〜2cm之间,刷毛相互交叠的尺寸为刷毛长度的2%〜50%。
4.如权利要求1所述的一种滚刷式气体除尘净化装置,其特征还在于:在水槽中灌注的水溶液是抗菌剂的水溶液,抗菌剂是十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三氯生、醋酸洗必泰、苯扎溴铵、苯扎氯钱、山梨酸钾、P比啶硫酮钠、P比啶硫酮锌、P比啶硫酮铜、溴化1-乙基-3-甲基咪卩坐、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、溴化1-丙基-3-甲基咪唑、碘化1-丙基-3-甲基咪唑、氯化1- 丁基-3-甲基咪唑、溴化1- 丁基-3-甲基咪唑、碘化1- 丁基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、溴化1-癸基-3-甲基咪唑、碘化1-癸基-3-甲基咪唑、氯化1-苄基-3-甲基咪唑、溴化1-苄基-3-甲基咪唑、碘化1-苄基-3-甲基咪唑、氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十二烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十四烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十四烷基-3-甲基咪唑、氯化1-十六烷基-3-甲基咪唑、溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑、碘化1-十六烷基-3-甲基咪唑、对氯间二甲酚、二溴海因、溴氯海因、二氯海因、5,5-二甲基海因当中的任意一种或任意几种的任意比例的混合物。
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