CN104759184A - 一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置 - Google Patents

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张阳
任刚
李仲涛
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Abstract

本发明提供了一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，由依次连接的混合箱、静电除尘试验段、脱硝试验段和风机段组成，混合箱入口为污染性气体入口，风机段出口为清洁气体出口；静电除尘试验段内设有整流栅和静电除尘器，整流栅设于靠近混合箱的一侧；脱硝试验段内设有分流板和活性炭墙，活性炭墙设于试验段中部，活性炭墙的前后两侧均设有分流板；风机段中设有风机。本发明提供的装置克服了现有技术的不足，在保证流经静电除尘器和活性炭墙气流速度分布均匀性的前提下，提高了静电除尘器的除尘效率和活性炭的脱硝效率，能有效除去污染空气中的颗粒物和氮氧化物，保证了出口气体的清洁性，可应用于公路隧道或地铁空气净化的实际工程中。

Description

一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置
技术领域
本发明涉及一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，属于空气净化技术领域。
背景技术
随着国民经济交通运输业的迅速发展，公路隧道的长度和数量也在不断增加。对于长大隧道，由于汽车、柴油车的不完全燃烧产生高浓度的污染性气体，主要污染物包括颗粒物PM、一氧化碳CO、氮氧化物NOX、碳氢化合物HC、二氧化硫SO2等，此外还有车辆在行驶过程中产生的扬尘，而隧道是局部封闭、整体半封闭的空间结构，这些高浓度污染性气体不能排到外界中去，将给司乘人员身体健康及行车安全带来安全隐患。
目前，对于隧道内污染物治理，我国很多隧道局限于使用纵向射流风机对污染物进行稀释，但这种方法并没有根本性地除去隧道内的污染物；还有就是采用射流风机引导，通过竖井将污染性气体排放到大气中，但这种方式需要的竖井数量给土建带来了一定的困难，并且污染性气体的排放也给周围的生态环境带来影响，影响当地环境质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于隧道或地铁中的，能有效除去污染空气中的颗粒物和氮氧化物，保证出口气体的清洁性的空气净化综合试验装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：由依次连接的混合箱、静电除尘试验段、脱硝试验段和风机段组成，混合箱入口为污染性气体入口，风机段出口为清洁气体出口；静电除尘试验段内设有整流栅和静电除尘器，整流栅设于靠近混合箱的一侧；脱硝试验段内设有分流板和活性炭墙，活性炭墙设于试验段中部，活性炭墙的前后两侧均设有分流板；风机段中设有风机。
优选地，所述混合箱、静电除尘试验段、脱硝试验段、风机段依次通过渐变管连接。
优选地，所述混合箱内设有等距的挡板，各挡板交错垂直设置。
优选地，所述整流栅上设有矩形网格状通风格。
优选地，所述静电除尘器包括电离区和集尘区，电离区由电离板和地电极板等距间隔排列构成，集尘区由若干个集尘板等间距排列构成，电离区和集尘区之间设有间距；污染性气体在流过静电除尘器时，首先通过电离区使颗粒物带电，然后在集尘区，带电的颗粒物根据异性电荷相吸原理沉积在集尘板上。
优选地，所述电离板呈锯齿状，所述电离板的上部、中部和下部各设有一根起高压放电和支撑用的高压拉杆；所述地电极板的上部和下部各设有一根起接地和支撑用的拉杆；所述集尘板上设有起放电和支撑用的高压拉杆及起保护和支撑用的接地拉杆。
优选地，所述分流板沿轴线方向设于脱硝试验段前、后端的渐变管内，中心的分流板与轴线重合，其余的分流板依次安装在中心分流板的两侧，相邻分流板之间间距相等。
优选地，所述活性炭墙由活性炭包堆砌成“W”形。
优选地，所述“W”形的活性炭墙的各面墙之间的夹角为30°～45°。
优选地，污染性气体在所述活性炭墙中的滞留时间最短为1s。
本发明应用于公路隧道或地铁空气净化中，前端混合箱中的挡板增大了气流的紊流性，使得污染性气体得到一个初步混合的均匀性，然后通过整流栅的整流作用使得气流流经静电除尘器时气流均匀，经过静电除尘器净化的空气在分流板的分流作用下流经活性炭墙，活性炭墙将空气中的氮氧化物吸附，最终经过静电除尘器和脱硝净化的洁净空气在风机的抽吸作用下排出。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足，在保证流经静电除尘器和活性炭墙气流速度分布均匀性的前提下，提高了静电除尘器的除尘效率和活性炭的脱硝效率，能有效除去污染空气中的颗粒物和氮氧化物，保证了出口气体的清洁性，可应用于公路隧道或地铁空气净化的实际工程中。
附图说明
图1为本发明提供的隧道或地铁用空气净化综合试验装置示意图；
图2为挡板位置示意图；
图3为整流栅结构示意图；
图4为静电除尘器示意图；
图5为分流板位置示意图；
图6为活性炭墙示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1为本发明提供的隧道或地铁用空气净化综合试验装置示意图，所述的隧道或地铁用空气净化综合试验装置由依次连接的混合箱3、静电除尘试验段6、脱硝试验段9和风机段11组成，上述各部分之间通过渐变管连接。混合箱3入口即为污染性气体入口1，风机段11出口即为清洁气体出口12。静电除尘试验段6内设有整流栅4和静电除尘器5，整流栅4位于靠近混合箱3的一侧。脱硝试验段9内设有分流板7和活性炭墙8，活性炭墙8位于试验段9中部，在活性炭墙8的前后两侧均设有分流板7。风机段11中设有风机10。
污染源产生的污染性气体从污染性气体入口1导入混合箱3中与空气混合，结合图2，混合箱3中布置挡板2，各挡板2间距相等，交错垂直安装，挡板能增大气流的紊流性，使得污染性气体与空气得到充分混合。
结合图3，整流栅4上设有通风格，通风格由若干组相互平行的栅条4-1和框架组成，栅条布置成矩形网格状，栅条边和箱体内壁固定连接。
颗粒物的净化在静电除尘试验段6中完成，静电除尘器5下面垫有支撑木箱，防止漏电。结合图4，静电除尘器5包括电离区和集尘区，电离区由电离板16和地电极板15间接排列构成，两两之间间距相等；电离板16呈锯齿状，板上、中、下有三根电离区高压拉杆13，起高压放电和支撑作用；地电极板15上、下有两个拉杆14起接地和支撑作用。集尘区由若干个集尘板17等间距排列构成，电离区和集尘区之间有一定间距。集尘板17分别有六根集尘区高压拉杆19起放电和支撑作用，六根接地拉杆18起保护和支撑作用。污染性气体首先通过电离区使颗粒物带电，在集尘区中带电的颗粒物根据异性电荷相吸原理沉积在集尘板上。
结合图5，分流板7沿装置轴线方向在脱硝试验段9前、后端的渐变管内固定，中心的分流板与轴线重合，其余的分流板依次安装在中心分流板的两侧，板板之间间距均匀。
脱硝试验段9设置在静电除尘试验段6后端。其中，活性炭墙是用物理方法吸附污染性气体中的氮氧化物。结合图6，活性炭墙8布置成“W”形，不但可以增大活性炭吸附面积，并且流经活性炭墙的风速得以降低，使得气体在有足够的时间能够被活性炭吸附，从而提高的活性炭对氮氧化物的吸附效率。活性炭墙8由活性炭包堆砌成“W”形的四面墙，各面墙之间的夹角控制在30°～45°之间，本实施例中夹角布置为36°。活性炭对氮氧化物的吸附作用需要一定的吸附时间(至少1s)，活性炭墙的厚度要保证污染性气体能在活性炭墙中滞留时间最短为1s，才能有效的发挥活性炭墙的吸附效果。本实施例中，控制流经该装置时气流速度在0.3～0.5m/s之间，活性炭墙的厚度为0.45m。活性炭墙在达到吸附饱和后，进行再生处理，重复使用。
试验装置末端的风机段11中设有风机10，风机10前后由软连接与风管连接。风机提供动力起抽吸作用，防止试验台中未经净化的的污染性气体外溢。
本发明的工作原理：
污染源产生的污染性气体首先在带有挡板的混合箱中得到初步的混合，使污染性气体混合均匀；通过整流栅，能将气流进一步的梳理，分为更均匀的气流，保证流经静电除尘器空气分布的均匀性。污染性气体在流过静电除尘装置时，首先颗粒物在电离区带上电荷，在通过集尘区时根据异电相吸原理，颗粒物沉积在集尘板上，基本上能达到90％的除尘效率。在风机抽吸的作用下气流流经导流板到达脱硝段，脱硝段处风速要求很低，保证活性炭能有足够的时间吸附氮氧化物，提高活性炭的吸附效率，最终净化后的空气在风机的作用下经出口排出。

Claims (10)

1.一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：由依次连接的混合箱(3)、静电除尘试验段(6)、脱硝试验段(9)和风机段(11)组成，混合箱(3)入口为污染性气体入口(1)，风机段(11)出口为清洁气体出口(12)；静电除尘试验段(6)内设有整流栅(4)和静电除尘器(5)，整流栅(4)设于靠近混合箱(3)的一侧；脱硝试验段(9)内设有分流板(7)和活性炭墙(8)，活性炭墙(8)设于试验段(9)中部，活性炭墙(8)的前后两侧均设有分流板(7)；风机段(11)中设有风机(10)。
2.如权利要求1所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：所述混合箱(3)、静电除尘试验段(6)、脱硝试验段(9)、风机段(11)依次通过渐变管连接。
3.如权利要求1或2所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：所述混合箱(3)内设有等距的挡板(2)，各挡板(2)交错垂直设置。
4.如权利要求1所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：所述整流栅(4)上设有矩形网格状通风格。
5.如权利要求1所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：所述静电除尘器(5)包括电离区和集尘区，电离区由电离板(16)和地电极板(15)等距间隔排列构成，集尘区由若干个集尘板(17)等间距排列构成，电离区和集尘区之间设有间距；污染性气体在流过静电除尘器时，首先通过电离区使颗粒物带电，然后在集尘区，带电的颗粒物根据异性电荷相吸原理沉积在集尘板上。
6.如权利要求5所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：所述电离板(16)呈锯齿状，所述电离板(16)的上部、中部和下部各设有一根起高压放电和支撑用的高压拉杆；所述地电极板(15)的上部和下部各设有一根起接地和支撑用的拉杆；所述集尘板(17)上设有起放电和支撑用的高压拉杆及起保护和支撑用的接地拉杆。
7.如权利要求2所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：所述分流板(7)沿轴线方向设于脱硝试验段(9)前、后端的渐变管内，中心的分流板与轴线重合，其余的分流板依次安装在中心分流板的两侧，相邻分流板之间间距相等。
8.如权利要求1所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：所述活性炭墙(8)由活性炭包堆砌成“W”形。
9.如权利要求8所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：所述“W”形的活性炭墙(8)的各面墙之间的夹角为30°～45°。
10.如权利要求1、8或9任一项所述的一种隧道或地铁用空气净化综合试验装置，其特征在于：污染性气体在所述活性炭墙(8)中的滞留时间最短为1s。
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