CN104771979B - Pm2.5治理方法 - Google Patents

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Abstract

本方法发明涉及一种治理pm2.5颗粒的原生物和二次污染物的治理方法。该方法运用了比pm2.5约小1万倍的原子级别理论,对收集到的污染气体进行物理控温、原子配电预处理,再把污染气体压入清洗处理设备的清洗液中,使其产生气泡,再将气泡逐级粉碎为更小更多的气泡,对气泡进行逐级清洗,并针对各类污染物配制相关清洗液,在清洗设备中把污染物经过粘附、溶解、反应、吸收、光化、分解、静电分离等方法处理,使工业、民用排放气体得到系统综合治理;使污染物混合在清洗液中,把无害物排放的一种处理方法。达到干净排放,彻底告别雾霾等恶劣气象的目的。

Description

Pm2.5治理方法
技术领域
[0001]本Pm2.5治理方法的技术领域属于环境保护和污染气体处理范畴。
背景技术
[0002]本Pm2.5治理方法是一种全新的技术,是独创技术,技术主体清洗方法、气泡粉碎 方法、发明的设备及运行原理无背景技术支持,本方法发明在主体技术创意的基础上为了 实现完美功能涉及了,力学原理、物质质量原理、机械原理、原子原理、静电原理、化学原理、 光化学原理等相关学科的知识。
发明内容
[0003] 本方法发明涉及一种治理pm2.5颗粒的原生物和二次污染物的综合治理方法;本 发明经两年多研究时间,最终从比pm2.5小1万倍的原子级别理论找出破解方法,研究出把 污染气体通入清洗处理设备的清洗液中,使其产生气泡,再将气泡逐级粉碎为更小的气泡, 对气泡进行逐级清洗,把污染物粘附、溶解、反应、吸收在清洗液中;具体采用收集污染气 体、物理控温、原子配电、机械清洗、化学处理、光学分解和静电分离等方法,系统地综合处 理工业、民用排放气体;达到干净排放,实现原子级处理,彻底告别雾霾等恶劣气象的目的; 同时解决重大企业因污染被迫停产的问题,减少社会损失;对于大气层的污染治理,采用在 重污染区就近收集污染气体,经处理后由管道或城市地下管道送往远处的来凤方向排放, 运用本处理设备的吸气和排气能力使大气形成循环气流,进行连续处理的方法(见附图六 Pm2 • 5治理方法大气处理示意图);对于排放源头污染气体的处理,采用就地收集就地处理 直接排放的方法(见附图七Pm2.5治理方法源头排放处理示意图);本方法发明是一种系统 治理pm2.5的方法。
[0004] 为了实现本方法发明,发明人设计发明了一套处理污染气体的设备(见附图四 Pm2.5多级多项综合处理示意图),该套设备包括预处理设备和清洗处理设备;预处理设备 (见附图一Pm2.5治理方法原理图)包括收集污染气体控温的集气器(附图一中1)、进气道 (附图一中、2 • 1)气压开关(附图一中8)、压气机(附图一中2.2)及高压配电网(附图一中 7.4);清洗处理设备由多个处理组件组成(见附图四),处理组件(见附图一)自下而上包括 压气道(附图一中3)、引气室(附图一中4)、清洗室(附图一中5)、沉降室(附图一中6)、静电 分离室(附图一中7)、调速电机(附图一中10);其中,引气室又包含外壳(附图一中4)、引气 叶轮(附图一中4 • 1)和气液分离板(附图一中4.2)部件,引气室附加的有进排液管道(附图 一中14)、液体灌装限位口(附图一中13)、排液阀门(附图一中丨5)零件;清洗室又包含外壳 (附图一中5)、引气破跑叶轮(附图一中5 • 1)和气泡破碎搅拌杆(附图一中5.2)部件;静电分 离室包含外壳(附图一中7)、滤网(附图一中7.2下部)、高压静电阴极网(附图一中7.1)、静 电阳极滤网(附图一中7.2)、高压静电场(附图一中7.3)和排气道(附图一中12)部件;其中, 清洗室灌装有清洗液(附图一中5.3),引气叶轮、引气破跑叶轮、气泡破碎搅拌杆由调速电 机(附图一中10)和绝缘轴(附图一中11)带动旋转;清洗处理组件之间气道联通,即上一组 件的排气道联通下一组件的压气道(见附图三中A、B、C组的联结方式),形成多级多项清洗 处理设备;多级多项处理设备如果是大型设备,可以给处理组件联结的排气道处增加压气 机和配电网,以增强处理效果,然后再与压气道联通;运用该设备来实现本方法对污染气体 的处理目的,达到治理效果。
[0005]对排放的污染气体的分类处理方法,为了有效治理pm2 • 5污染物和废物回收利用, 根据排放污染物的物理、化学性能,把污染物归类为可清洗类、可溶解类、可反应类、可吸收 类、可光化类、可分解类、可静电分离类七个类别或更多类;具体是,可清洗类包括,二氧化 硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、二氧化钛、粉尘、尘埃等原发颗粒物;可溶解类 包括,氢氧化钾、碳酸钠、氯化钠、硫酸铜、硝酸、盐酸、硫酸、二氧化碳、二氧化硫、氧气等化 学中可溶解的固体、液体和气体物质;可反应类包括化学中的所有可相互反应的物质,可吸 收类包括一氧化碳、甲醛、苯等利用化学、物理方法可吸收的物质,可光化类包括氨气、甲 醛、苯、二氧化氮和氮氧化物等可在光能作用下分解、反应的物质,可分解类包括所有化学 中物质相互作用可分解的物质,可静电分离类包括在高压静电作用下能电离和显电性的所 有物质;分类后,根据排放类别的不同配制与各类别相关的清洗液,分别灌装在多个处理组 件中进行分项处理,再运用把多个处理组件中上一个组件的排气道与下一个组件的压气道 联通的气道联通方法进行多级多项连续处理,形成由多个处理组件组成的多级多项整体处 理设备,达到一次性处理达标的效果;清洗液的溶剂多数可用清水,对于特别的处理对象可 用其它溶剂;以此种多级多项整体的处理方法实现一次性处理目的,运用该方法处理过的 污染气体完全可以达到达标或干净排放的效果,以下依据治理过程加以说明该方法的内 容。
[0006] 收集污染气体控温并且给原子配电的预处理方法
[0007] 第一步,对于工业、民用排放的污染气体采用三种办法收集,其一是从排放口密闭 收集,如燃煤排放口、车辆尾气口等;其二是从有人污染源上方收集,如炊事油烟、加工场 地、大气层等;其三是大范围密闭空间再整体收集,如物料粉碎车间等;对于热源排放的污 染气体要经过直接散热或热交换等物理方法降温;如果后续处理的内容是需要高温处理的 项目,此时就要给污染物加温,本方法发明把收集污染气体的设备称为集气器(见附图一 Pm2.5治理方法原理图中1),集气器采用风力吸气的方法收集污染气体,再在集气器上加装 散热片降温,或者加装水冷装置,实现余热利用和降温目的,或者根据需要加温;收集来的 污染气体经过进气道(见附图一中2.1)送往压气机(见附图一中2.2);
[0008] 第二步,由于本方法处理污染气体需要一定量的气压,故此在系统中要安装一定 压力的压气机,使气体产生一定压力用于克服清洗液的液压,并发生气泡;压气机的功效由 安装在进气道的气压开关(见附图一中8)监测到的气压决定,气压超过标准气压时启动,气 压加大时功效加大,气压降低时功效减小,气压低于标准气压时停机;压气机把带有压力的 污染气体送往压气道(见附图一中3);
[0009] 第三步,压气道进气上端必须高于液体平面,以防止清洗液泄漏和发生高压短路; 由于污染气体各种成分所带的电荷有正有负或处于饱和状态,在压气道上端安装直流高压 配电网(见附图一中7 • 4),给经过压气道中配电网的污染气体成分的原子、分子配置电力, 使其整体呈现负电荷状态或正电荷状态;此后污染气体经压气道进入处理组件的引气室 (见附图一中4),预处理完成。
[0010] 对原发颗粒物的清洗方法
[0011] 第一步,带有压力的污染气体进入处理组件的引气室后,会在引气室的清洗液(见 附图一中5.3)中形成大气泡,经过引气叶轮(见附图一中4.1)的旋转作用力把气泡切割分 散开来,把清洗液、气泡推向上部的气液分离板(见附图一中4.2);气液分离板由许多圆孔 组成,引气室的气泡在经过这些圆孔时会形成许多的气泡;
[0012] 第二步,经过气液分离板的气泡进入处理组件的清洗室(见附图一中5)后,紧接着 会被旋转的引气破泡叶轮(见附图一中5 • 1)切割成更多的小气泡,这些小气泡在清洗室中 在液体重力、浮力和气压作用下自然向上移动,在移动的过程中会被众多气泡破碎搅拌杆 (见附图一中5.2)逐步粉碎成极小的气泡;在这一过程中,污染气体与清洗液的接触面逐步 增大,所有接触面的污染颗粒物会被粘附在清洗液中;
[0013] 第三步,在污染气体进入清洗室后,由于引气破泡叶轮和气泡破碎搅拌杆处于同 向旋转状态,使得整个清洗液和气泡也处于旋转状态,小气泡内的颗粒物在离心力、重力的 作用下会被甩出气泡,粘附在清洗液中;
[0014] 经过这三个步骤,绝大部分与气体有质量差的污染颗粒物会被粘附在清洗液中, 一级清洗完成;再经过增加处理组件的多级多次处理(见附图二Pm2.5治理方法多级处理示 意图)方法,实现二级、三级、多级清洗,就可以达到无颗粒物排放的目的。
[0015] 对二次污染物的处理方法
[0016] 第一,多级处理
[0017] 在排放的污染气体中有许多成分是可以形成二次污染的气体,如二氧化硫、二氧 化氮、二氧化碳、一氧化碳等,对于二次污染物本发明采用配制各种不同的清洗液和多级处 理方法进行处理,例如,二氧化硫、二氧化碳可溶于水,可以与石灰水、纯碱溶液、次氯酸钙 反应;我们就用清水或配制的相关清洗液加入清洗室进行处理,再经过气泡破碎搅拌杆的 搅拌加快溶解和反应速度;如果一次溶解、反应不能满足处理要求,我们可以加大处理组件 或加装多个处理组件进行多级处理(见附图二),以延长反应时间,达到处理目的;
[0018] 多极处理中设备的安装是上一组件的排气道(见附图一中12)接通下一组件压气 道(见附图一中3)的气道联通方法;进排液管道可以各自独立,也可以联通;电源等联接方 式见附图二中电路图示;
[0019] 多极处理也可以在各个清洗室中加装不同的清洗液,例如,对二氧化硫、二氧化 碳、二氧化氮的处理,可以在A组中装清水,在B组中加装纯碱溶液,在C组中加装次氯酸钙溶 液;当溶液中被处理污染物达到一定浓度后,整体排放在容器中中和,或者分别排放在容器 中提纯;
[0020] 第二,多级多项处理
[0021] 对于污染气体中二次污染的一些不溶解、不反应气体成分,就需要经过多级多项 处理(见附图三Pm2.5治理方法多级多项处理示意图);例如,对二氧化硫、二氧化氮、二氧化 碳、一氧化碳的处理,可以在A、B组件中分别加装纯碱溶液、次氯酸钙溶液处理二氧化硫、二 氧化氮和二氧化碳,在C组件中加装醋酸二氨合铜溶液吸收一氧化碳;如果要处理多种不同 类型的污染物,就需要依次加装D、E、F等更多的处理组件来解决问题,直到n个组件,达到处 理目的为止。
[0022]光化分解方法
[0023]对于氨气、甲醛、苯、二氧化氮和氮氧化物等气体的处理,采用在引气叶轮、引气破 泡叶轮、气液分离板和气泡破碎搅拌杆表面涂装纳米二氧化钛催化剂,在光的作用下使氨 气、甲醛、苯、二氧化氮和氮氧化物这些物质分解还原;光源采用自然光或人工光,采用自然 光时,引气室和清洗室的外壳必须由耐腐蚀高透光材料制成,使太阳光进入清洗室;如果采 用人工光,则可以安装在沉降室(见附图一中6)内部,或安装在透明清洗室外部。
[0024]静电分离方法
[0025]当完成清洗、反应、吸收、分解过程后,清洗液和小气泡进入清洗室上部的沉降室 (见附图一中6),在重力作用和上部的气泡破碎搅拌杆的拦截下,使绝大部分气体与清洗液 分离,带有少量污染物的气体和少量液体分子进入静电分离室(见附图一中7);
[0026] 静电分离室由下部的静电阳极滤网(见附图一中7.2)、高压静电场(见附图一中 7.3)和上部的静电阴极网(见附图一中7.1)组成;此时,带有少量污染物的气体和微量液滴 首先遇到的是静电阳极滤网下端的滤网,经滤网拦击,再由于预处理时给污染气体成分配 置过电子,此时遇到阳极电网多数会自动吸附在上面;少部分逃逸的原子、分子继续向上移 动,进入高压静电场,在电离的作用下大部分又会被吸回在静电阳极滤网上,少量吸附在阴 极网上,这些被吸附的物质由于有清洗液液态分子的存在,在积聚到一定量时会自动滴落 回下部的清洗室中;在多极处理中经过几次反复静电分离,几乎所有可电离和可带电物质 都不可能逃过分离功能而被排放,所以可以达到千净排放的效果;刚才介绍的是阴极放电 的方法,静电分离方法也可以用阳极放电的方法。
[0027]综合处理方法
[0028]为了更有效的处理污染气体和方便对清洗液的后续处理,把污染物归类为可清洗 类、可溶解类、可反应类、可吸收类、可分解类、可光化类,可分离类七个类别或更多;在此基 础上设置专门的处理组件,对各类污染物进行处理,此称为多级多项综合处理(见附图四多 级多项综合处理示意图)•,本方法发明旨在一次性处理污染气体排放的问题,在对污染气体 清洗的基础上,再经过溶解、反应、吸收、分解、光化、静电处理,使污染气体的污染成分彻底 与空气分离,达到干净排放的目的;具体的清洗设备原理见本说明[0007]对原发颗粒物的 清洗方法(见附图一),在此基础上附加溶解、反应、吸收、分解、光化、静电分离办法,形成了 综合处理方法;
[0029] 对燃煤焦化、火电、石化、冶炼等大排量机构排放气体的处理,用附图四多级多项 综合处理示意图说明:在对该类排放气体的处理中,设计了5组处理组件,在这五组处理组 件中,每一组都包含清洗、光化、静电分离功能,达到利用5组组件同时处理7类污染物的效 果(见附图四多级多项综合处理示意图);附图四中每一组件都在发挥清洗、光化分解、静电 分离功能;其中,A组,主要用清水清洗二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、 二氧化钛等原发性灰分颗粒物;B组加入纯碱溶液、C组加入次氯酸钙溶液,主要处理二氧化 碳、二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮等可溶解、反应污染物;A、B、C组的清洗溶液可以回收在 一起,中和后排放;D组加入醋酸二氨合铜等溶液,主要处理一氧化碳等可吸收污染物,该组 清洗溶液单独回收;E组加入尿素等溶液,主要处理氮氧化物等可分解还原的污染物,氮氧 化物还原后的成分是氮气和水,无需回收;
[0030] 经过这5组(或更多)处理组件的共同处理,焦化、火电、石化、冶炼等厂的污染气体 就可以直接从排气道(如附图一中12)排放,基本能达到干净排放的目的。
[0031] 专项治理方法
[0032]综合处理方法基本可以满足处理大部分污染气体排放的要求,但是对一些特殊的 行业就需要进行专项治理,例如,物料粉碎车间,他的污染物主要是粉尘,就用不着5组组件 处理,有3组清水组件就足够了(见附图二);而对于汽车尾气也需要专项治理,根据汽车结 构、空间关系、移动状态等特征,为他设计了预处理和6组处理组件,用综合处理方法进行处 理(见附图五Pra2.5专项治理示意图),组件的组合方法采用星形(见附图五中顶视图,也可 采用排列式),进气道联接汽车的排气管收集尾气、排气道排放处理后的尾气(见附图五中 侧视图),整体结构大小要适合在底盘安装(见附图五中轴侧图);
[0033]对于特别严重的大气污染可以铺设零时通风管道,采用在重污染区就近收集污染 气体,经处理后由管道送往远处的来风方向排放,使形成循环气流的处理方法(见附图六 Pm2 • 5治理方法大气处理示意图)进行专项治理;具体方法见(附图六)图示,其中,处理设备 要设计为车载,方便移动使用,车载Pm2.5处理设备停靠在下风位吸收污染气体处理,再将 处理后排放出的干净气体经地铁、电缆管道或者专设零时管道用鼓风机吹向来风方向的上 风地域的排气口排放,排气口可以有多个,排放出的干净气体在处理设备的吸气排气作用 和微弱的风向作用下,推动污染气体向下风位移动,使得处理地域的气流形成局部大气环 流(见附图六中箭头所指方向),被上风位干净气体推动到下风位的污染气体,再由车载 Pm2.5处理设备吸收、处理、排放,周而复始连续处理就可以降低大气污染程度;
[0034]对于大型污染企业排放的处理方法是,从污染排放口密闭收集污染气体,经处理 后直接排放,例如,火电厂的治理方法(见附图七Pm2.5治理方法源头排放处理示意图),首 先,拆除火电厂的大烟囱,将预处理设备的集气器与火电厂的排污设备引风机密闭联结,再 用多级多项处理组件处理,处理干净后就可以直接排放;对于其他行业的治污可根据实际 需求进行专项设计、制造、治理即可。
[0035] 设备设计制造方法
[0036] 本方法发明是一种综合处理方法,g卩,是以上内容整体在一套设备中处理的方法, 这种方法能够达到一次处理干净排放气体的效果;在实际应用时,根据治理对象需要有针 对性地对治理方案、设备进行专门设计;
[0037]设备组件设计制造方法:
[0038]本方法发明的设备设计中包括预处理设备、处理组件、电器电路、清洗液配比、进 排液管件等内容;
[0039]预处理设备包括集气器、压气机、气体配电网(见附图一);在设计集气器时要根据 污染源的特性,用密闭抽取或吸气收集两种办法收集污染气体,并对收集来的气体进行温 度控制,常用的是降温,少部分需要升温,降温可采用风冷散热片式,或水冷热能再利用两 种方式;压气机的设计要根据后续清洗组件的多少和清洗液的容量压力决定压气机的功 率,再在进气道设计安装一个高灵敏度气压开关控制压气机,使其根据污染气体的多寡决 定运转速度;气体配电网的设计要根据高压静电场的放电极性决定配电网的极性,其电压 和体积大小要以能满足为流过的污染气体加电为准;压气道的压气机端在设计制造时一定 要高于清洗液液面一定位置,避免清洗液外流和引起高压短路;
[0040] 处理组件包括引气室、清洗室、沉降室、静电分离室(见附图一);对处理组件的大 小,设计时要根据污染源所需处理量的大小决定;
[0041]引气室的引气叶轮设计要以能够把清洗液压向上方,并且能够均匀分散气体为标 准;气液分离板要设计为多孔状态,孔量、大小要以多发泡气体通量足为标准;
[0042]清洗室的引气破泡叶轮设计要以具有对清洗液向上的推力和破碎气泡的能力为 准;气泡破碎搅拌杆设计主要以能破碎气泡为主;
[0043]引气叶轮、气液分离板、引气破泡叶轮、气泡破碎搅拌杆的表面要涂装纳米二氧化 钛材料;主轴要用绝缘材料,或者在静电分离室部分使用绝缘材料(见附图一 11绝缘轴);弓丨 气室、清洗室、沉降室的室壁统一使用高耐冲耐腐蚀高透光材料制造,以此利用自然光,否 则需要在沉降室增加人工光;
[0044]沉降室的高度设计要以最高液面的气泡破裂弹射力为依据,略高一些,使气泡破 裂弹射出的液滴有充分的空间回落;
[0045]静电分离室的设计最好采用均匀电场和非均匀电场结合的方法,达到充分分离的 效果,其阴阳极排列方式可以是上下式或者左右式,其场强电离效果以能够使气体与液体 固体充分分离即可;静电分离室底部的滤网可以与电极网分离,也可以结合为一体,采用左 右式电极结构时必须分离;
[0046] 电器电路
[0047]对于设备中用到的电器电路设计,有一部分可以使用交流电,例如调速电机(见附 图一中10)、压气机;但是静电场必须使用直流电,为此设计时统一使用直流电比较方便好 管理,供给静电分离室静电场的高压电源(见附图一中9)的设计,其高压直流电压的高度、 功率要以静电分离室的所需功效为依据;
[0048] 清洗液配比
[0049] 清洗液的配比设计最好不要达到饱和状态,要为处理过程中产生的新物种留有余 地,使清洗液达到较长时间有效;单个组件一般配置一种清洗液;
[00S0]每个处理组件安装一套进排液管道(见附图一中14)及阀门,灌装清洗液的端口最 好设计成与清洗室顶端呈水平状态(如附图一中13液体灌装限位口),清洗过的废液从排液 阀门(见附图一中15)排出,对排液阀门的位置设计,要达到能清除沉淀物的要求;处理组件 之间的排液管件可以联通(见附图四),联通时要多设计加装一个阀门,以方便隔离、联通使 用;
[0051]多级多项组件设计制造方法:
[0052]对于含有多类污染气体处理的设计,采用多级多项综合处理方法(见附图四),设 计时要考虑被处理污染气体成分类别的多寡,有几类就设计几组处理组件,处理组件的联 接是上一组件的排气道联接下一组件的压气道(见附图四中的虚箭头指示);
[0053]对于清洗液的配制,也要根据所处理的污染类别进行归类,对各类污染物设计配 置出不同的处理清洗液,清洗液可以是单纯剂型,也可以是相容复合剂型;每一个处理组件 中添加一种清洗液,或者根据需要几个处理组件中添加一种清洗液;常用的类别有可清洗 类、可溶解类、可反应类、可吸收类、可分解类、可光化类,可分离类七个类别等;具体是,原 发颗粒物归类为可清洗类,可溶于水和其它溶液的归类为可溶解类,可以相互反应的物质 归为可反应类,一氧化碳等可进行物理化学吸收物质则归为可吸收类,氮氢化合物等可进 行分解反应的物质归类为可分解类,能够在光照情况下进行反应分解的归为可光化类,电 性能活跃的可归类为可分离类等等。 LWM」 坟备材料选用 一
[0055]本方法发明对设备使用的材料也有一定要求;对于引气室、清洗室、沉降室的外壁 要使用耐冲击、耐腐蚀、高透光材料,如抗冲击石英玻璃、pmma有机玻璃等;对于引气叶轮、 引气破泡叶轮、气液分尚板和气泡破碎搅拌杆表面处理要使用纳米二氧化钛材料;对于各 类管道、部件、零件等也要使用耐冲击、耐腐蚀材料,如不锈钢、耐腐塑料等。
[0056]本发明的适用范围
[0057]本发明适用于焦化、火电、化工、冶炼、尾气、垃圾焚烧等行业的有害污染气体、颗 粒物,以及二次污染物排放治理,同时适用于治理大气层、作业面、车间、坑道、矿井等粉尘 和有害污染气体等处理;还可以用于化学提纯、化学合成、选矿、物理分离等行业;还可以用 于曰常生活的炊事油烟净化、室内空气净化、公共场所空气净化;还可以用于气体提纯等用 途;极限处理能力在小于Pm2.5颗粒10000倍的原子级别,比原子大的物质都可以处理。

Claims (10)

1. 一种专门为治理Pm2.5研发的治理污染气体的方法,所述方法包括:对污染气体进行 收集和预处理,再把经过预处理后的污染气体通入清洗液中产生气泡,再将气泡逐级粉碎 为更小的气泡,同时对气泡进行逐级清洗,在清洗的过程中针对不同污染物,把污染物经过 粘附、溶解、反应、吸收、分解、光化、分离的分项方法处理,使污染物混合在清洗液中后,把 无害物排放;所述方法采用Pm2 • 5处理设备进行处理,所述pm2.5处理设备包括预处理设备 和清洗处理设备,所述预处理设备包括收集污染气体并对污染气体进行升温、降温的集气 器和用于对污染气体进行配电的配电网;清洗处理设备由多个处理组件组成,单个处理组 件为能通气的容器,所述单个处理组件内部自下而上包括压气道、引气室、清洗室、沉降室、 静电分离室、排气道、调速电机;其中,引气室又包含外壳、引气叶轮和气液分离板部件,清 洗室又包含外壳、引气破泡叶轮和气泡破碎搅拌杆部件,沉降室是清洗室上部的空室,静电 分离室包含外壳、滤网、高压静电阴极网、静电阳极滤网部件和静电场空室;其中,清洗室灌 装有清洗液,引气叶轮、引气破泡叶轮、气泡破碎搅拌杆由调速电机带动旋转;清洗处理组 件之间气道联通,即上一组件的排气道联通下一组件的压气道,形成多级多项清洗处理设 备;所述方法包括对于大气层污染气体的治理和对于排放源头污染气体的治理;其中,对于 大气层污染气体的治理,采用局域循环处理方法,选择人居重污染区,将所述Pm2.5处理设 备停靠在下风位吸收污染气体进行处理,再将处理后排放出的干净气体经地铁、电缆管道 或者专设临时管道用鼓风机吹向来风方向的上风位地域从排气口排放,排放出的干净气体 在微弱的风力作用下向下风位移动,加之处理设备的吸气效应,使得处理地域的气流形成 局部大气环流,把上风位的污染气体推动带向下风位,再由所述Pm2.5处理设备吸收、处 理、排放,周而复始连续处理就可以降低大气污染程度,直到达标;其中,对于排放源头污染 气体的治理,采用就地收集、就地处理、直接排放的方法,把所述集气器与排污设备的排污 口用管道密闭联结收集污染气体,或者用所述集气器从污染源上方或密闭污染场所收集污 染气体,再用所述Pm2.5处理设备做多级多项处理,处理到达标后直接排放。
2. —种如权利要求1所述的治理污染气体的方法,根据处理技术要求和污染气体中污 染物的物理、化学性质,把污染物归类为,可清洗类、可溶解类、可反应类、可分解类、可吸收 类、可光化类、可静电分离类七个类别;其中,可清洗类包括,二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧 化钙、氧化镁、氧化钾、二氧化钛、粉尘、尘埃和其它原发颗粒物;可溶解类包括,氢氧化钾、 碳酸钠、氯化钠、硫酸铜、硝酸、盐酸、硫酸、二氧化碳、二氧化硫、氧气和其他化学中可溶解 的固体、液体和气体物质;可反应类包括化学中的所有可相互反应的物质;可分解类包括所 有化学中物质相互作用可分解的物质;可吸收类包括一氧化碳、甲醛、苯和其他利用化学、 物理方法可吸收的物质;可光化类包括氨气、甲醛、苯、氮氧化物和其他在光能催化作用下 可分解反应的物质;可静电分离类包括在高压静电作用下能电离和显电性的所有物质;分 类后,运用所述Pm2.5处理设备进行处理,对可清洗类、可溶解类、可反应类、可分解类、可吸 收类污染物配制相关的清洗液,分别灌装在多个处理组件中进行分项处理,再运用把多个 处理组件中上一个组件的排气道与下一个组件的压气道用管件联通的气道联通方法进行 多级连续处理,形成由多个处理组件组成的多级多项整体处理方法,达到一次性处理达标 的效果。
3. —种如权利要求1或权利要求2所述的治理污染气体的方法,将收集到的污染气体经 控温、增压或配电的预处理后,由压气机输送污染气体到处理组件,污染气体经压气道从引 气室底部被压入第一个处理组件进行处理,压气机压入第一组件的污染气体经引气室的引 气叶轮将污染气体分散开来,形成第一级气泡,接着污染气泡被清洗室的引气破泡叶轮再 次切割为更多的气泡,形成第二级气泡,二级气泡在气压、浮力的作用下继续向上移动,在 移动的过程中被多层众多的气泡破碎搅拌杆粉碎为更多更小的气泡,与此同时污染气泡与 清洗液界面的污染物被粘附在清洗液中,又经引气破泡叶轮和气泡破碎搅拌杆的机械旋转 带动清洗液和气泡整体旋转,气泡内大于气体质量的物质在离心力的作用下被甩出气泡, 进入清洗液中,完成清洗任务;带有微量污染物的小气泡继续向上移动至清洗液液面时破 裂,气体和液体在沉降室中分离,小气泡破裂时会派射出液滴,大部分液滴和粘附了液体的 污染物在上层气泡破碎搅拌杆的拦截下,和引力、重力的作用下,落回到清洗室中;带有极 少污染物的气体和液体颗粒继续向上移动进入静电分离室,静电分离室的底层是高压过滤 网,由于污染气体在预处理中被配过电,此时遇到相反电极的滤网,这些带有极少污染物的 气体和液体颗粒在这里又被高压滤网拦截了大部分,被吸附在滤网上,被清洗过的气体继 续向上移动到静电场,污染物会在电离的作用下显示阴阳电极性,并被吸附在相反极性的 高压静电网上,气体则会被排放,实现静电分离污染物,到此,完成第一个处理组件的处理 过程;安装处理组件数量由所需被处理物的种类和污染物浓度决定;其中,对于从热源排放 处收集到的污染气体,通过直接散热或热交换再利用的物理方法降温,后续处理如果需要 高温处理则给污染物加温,同时给污染气体成分的原子经直流高压电网配电,形成控温配 电的预处理方法;对于从大气层、工作面和非热源排放处收集到的常温污染气体,直接配电 即可。
4.一种如权利要求2所述的治理污染气体的方法,对于可清洗类污染物的处理,若经过 单个处理组件处理后,排放出的气体仍然带有污染物,此时,则需要加装一组或多组清洗污 染气体的组件,再进行一次或多次清洗、分离过程,直至达到无颗粒物排放的效果。
5. —种如权利要求2所述的治理污染气体的方法,对于可溶解类、可反应类的污染物, 使用1~3个所述处理组件,配制可溶解、可反应物各自的清洗液,把配制好的清洗液分别灌 装在所述处理组件的清洗室中,在清洗颗粒物的同时进行溶解和反应处理,再经过气泡破 碎搅拌杆的搅拌加快溶解和反应速度,使气态物质转变为液态或固态物质保留在清洗液 中;其中,对可溶解类、可反应类中二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮的处理,要配制纯碱清洗 液和次氯酸钙清洗液,在处理过程中当清洗液中的污染物的浓度高至难以处理新的污染物 时更换新的清洗液,旧清洗液排放在容器中,此后对旧清洗液进行中和排放或进行后续再 利用处理。
6.—种如权利要求2所述的治理污染气体的方法,对于可吸收类的污染物的处理,使用 1〜2个所述处理组件,配制可吸收物清洗液,单独灌装在所述处理组件的清洗室中,在清洗 颗粒物的同时进行吸收处理;在处理一氧化碳时,配制醋酸二氨合铜清洗液吸收一氧化碳; 其中,有几种需要处理的可吸收类污染物就配制几种相关的吸收清洗液,分别灌装在处理 组件中进行分项吸收处理,完成对可吸收污染气体的治理;可吸收物质的后续处理采用还 原提纯方法实现再利用。
7.—种如权利要求2所述的治理污染气体的方法,对于可光化类的污染物的处理,在所 述Pm2.5处理设备的每一个处理组件内部的部件表面涂装二氧化钛进行处理,把组件中的 引气叶轮、气液分离板、引气破泡叶轮、气泡破碎搅拌杆的表面涂装二氧化钛材料,再把引 气室、清洗室、沉降室的外壳用耐腐蚀高透光材料制成,运用自然光的光作用和二氧化钛的 催化作用,使氨气、甲醛、苯和氮氧化物这些物质分解还原;其中,若清洗室、沉降室的外壳 采用耐腐蚀不透光材料时,则采用人工光进行光化处理;其中,含有氨清洗液的处理组件内 部不涂装二氧化钛。
8.—种如权利要求2所述的治理污染气体的方法,对于可分解类的污染物的处理使用1 〜2个处理组件,若光化分解不能完全处理掉可分解物,则配制可分解物清洗液,将可分解物 清洗液单独灌装在处理组件的清洗室中,在清洗颗粒物的同时进行分解处理;其中,对于氮 氧化物的处理,要配制尿素清洗液,氮氧化物还原后产生的氮气和水,直接排放或回收;其 中,如果需要多种清洗液,就多增加处理组件配合处理。
9. 一种如权利要求2所述的治理污染气体的方法,采用所述Pm2.5处理设备处理组件中 的静电分离室处理可静电分离类的污染物,进入静电分离室的气体是经过清洗液清洗后的 气体,所有进入静电分离室的颗粒物都是带有液体的混合物质,其被吸附在静电网上,并且 积累形成液滴混合物,由于有电机带动部件的机械运动,整个处理设备都处在振动状态之 中,在静电分离室中被分离的污染物在重力和震动的作用下自然回落到清洗室,而气体则 从排气道排出,完成分离作业。
10. —种治理污染气体设备的设计制造方法,所述设备包括预处理设备、处理组件、电 器电路、清洗液、进排液管件、控制部件;预处理设备包括集气器、压气机、配电网;在设计集 气器时要根据污染源的特性,用密闭抽取或吸气收集两种办法收集污染气体,并对收集来 的气体进行升温、降温的温度控制,升温采用加热方式,降温可采用风冷散热片式或水冷热 能再利用两种方式,压气机的设计要根据后续处理组件的多少和清洗液的容量压力决定压 气机的功率,再在进气道设计安装一个高灵敏度气压开关控制压气机,使其根据污染气体 的多寡决定运转速度;配电网的设计要根据高压静电场的放电极性决定配电网的极性,其 电压和体积大小要以能满足为流过的污染气体加电为准,压气道的配电网端在设计制造时 要高于清洗液液面以避免清洗液流入配电网引起高压短路;处理组件自下而上包括引气 室、清洗室、沉降室、静电分离室,对处理组件的大小,设计时要根据污染源所需处理量的大 小决定,引气室的引气叶轮设计要以能够把清洗液压向上方,并且能够均匀分散气体为标 准,气液分离板要设计为多孔状态,孔量大小要以多发泡、气体通量足为标准,清洗室的引 气破泡叶轮设计要以具有对清洗液向上的推力和破碎气泡的能力为准,气泡破碎搅拌杆设 计以能更多地破碎气泡为主,引气叶轮、气液分离板、引气破泡叶轮、气泡破碎搅拌杆的表 面要涂装二氧化钛材料,需要保留可光化物在清洗液中时不涂装二氧化钛材料,主轴要用 绝缘材料,或者在静电分离室部分使用绝缘材料,需要光化处理时引气室、清洗室、沉降室 的外壳统一使用耐腐蚀高透光材料制造,以此利用自然光,外壳未采用高透光材料导致无 法利用自然光时需要在沉降室增加人工光,沉降室的高度设计要以最高液面的气泡破裂弹 射力为依据,略高一些,使气泡破裂弹射出的液滴有充分的空间回落,静电分离室的设计采 用均匀电场和非均匀电场结合的方法,达到充分分离的效果,或采用均匀电场或非均匀电 场的一种,其阴阳极排列方式为上下式或者左右式,其场强电离能力以能够使气体与液体、 固体充分分离即可,静电分离室底部的滤网与电极网分离或者与电极网结合为一体;供给 静电分离室静电场的高压直流电源的设计,其电压、功率要以静电分离室的所需功效为依 据;对于设备中用到的电器电路设计,调速电机、压气机使用交流电或直流电,高压静电场 使用直流电;清洗液的配比设计要根据被处理物的化学性能选择相对应的溶解、反应、分 解、吸收物质作为清洗剂,清洗液包括单纯剂型和相容复合剂型,清洗液的制备不要达到饱 和状态,要为处理过程中产生的新物种留有余地,以延长清洗液的有效时间;单个处理组件 添加一种清洗液,或者根据需要几个处理组件中添加一种清洗液;每个处理组件安装一套 进排液管道及阀门,灌装清洗液的端口要设计成与清洗室顶端呈水平状态,或者设计液位 显示器、或者标定清洗液剂量;清洗过的废液从排液阀门排出,对排液阀门的位置设计,要 达到能清除沉淀物的要求,处理组件之间的排液管件相联通,联通时加装一个阀门,以方便 隔离、联通使用;气体中含有多类污染物时,采用多个处理组件的多级多项综合处理方法, 设计时要考虑被处理污染气体成分种类的多寡,有几个类就设计几组处理组件,处理组件 的联接是用管件将上一组件的排气道联接下一组件的压气道;其中,对于汽车尾气,根据汽 车结构、空间关系、移动状态特征,为所述设备设计6组处理组件以延长处理时间使得气体 达标排放,组件的组合方法采用星形或排列式,组件的大小要适合在底盘安装。
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