CN106139834A - 粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法，在处理含有挥发性有机化合物及粉尘的大气污染物质时，不仅能够去除挥发性有机化合物，而且能够同时去除粉尘，通过使静电容量增加而能够进一步增大粉尘去除效率。根据本发明，提供一种粉尘及挥发性有机化合物去除装置，包括：装置外壳；鼓风机，其配备于所述装置外壳；主处理单元，其用于去除挥发性有机化合物，设置于所述装置外壳内；辅助处理单元，其用于去除挥发性有机化合物和粉尘，设置于所述主处理单元的气流方向后方，及电流供应器，其用于向所述辅助处理单元供应电流。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法，更详细而言，涉及一种在处理含有挥发性有机化合物及粉尘的大气污染物质时，不仅能够去除挥发性有机化合物，还能够同时去除粉尘，通过使静电容量增加而能够进一步增大粉尘去除效率的粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法。
背景技术
随着城市化及工业化因工业的发达而深化，汽车及工厂的煤烟不仅在周边室内生活空间，而且在隧道、地铁站、剧场等公共生活空间，大气污染物质问题正在作为社会性问题逐渐抬头，最近，频繁发生的沙尘暴进一步加速了对大气污染控制的国民意识共识。
这种大气污染物质的主要构成物质为粉尘及又称为苯系物(BTEX)的诸如苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙基苯(ethyl benzene)、二甲苯(xylene)等挥发性有机化合物等。
在常规技术中，疏水性挥发性有机化合物的去除是利用活性炭去除，去除方法由如下两种方式实施：在圆筒形的反应槽中层叠活性炭而去除的固定床(fixed bed)方式；或者使得顺利实现活性炭与气体的接触的流化床(fludized bed)方式。
但是，就固定床而言，由于使活性炭层叠1-2m高度来运转，因此存在层叠的活性炭的厚度引起流入空气的压力损失的问题。另外，就流化床而言，使活性炭流化需要大量能量，且存在活性炭颗粒因活性炭颗粒间的碰撞及摩擦而被粉碎的问题。
另一方面，在常规技术中，典型的去除粉尘的方法利用电集尘(electricprecipitation)装置，电集尘装置的电极板利用不锈钢或钢板等，但通常的钢板由于附着粉尘的比表面积小，电流密度只集中于电极板的边缘(edge)，因此存在无法均匀附着于电极板表面的问题。作为用于克服这种问题的一种方案，可以考虑如下方案：把多孔性的活性炭涂布于电极表面来增加电极板的比表面积，从而扩大粉尘的附着面积，另外，使电流密度均匀分配于电极板，使得粉尘的附着不侧重于电极板边缘，使得能够利用活性炭的吸附能力而去除挥发性有机合成物质。但是，在这种情情况下存在如下问题：附着于正极及负极的粉尘因正极与负极间发生的电荷(electric charge)的移动，诱发附着于正极的粉尘向负极移动、附着于负极的粉尘向正极移动的逆放电现象(back discharging)，从而粉尘的去除效率降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：大韩民国公开专利公报第10-2001-0037128号(2001.05.07)
发明内容
因此，本发明正是为了解决如上所述的以往问题而研发的，其目的在于提供一种粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法，所述装置在处理含有挥发性有机化合物及粉尘的大气污染物质时，不仅能够去除挥发性有机化合物，还能够同时去除粉尘，通过使静电容量增加，能够进一步增大粉尘去除效率。
另外，本发明另一目的在于提供一种粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法，所述装置为去除挥发性有机化合物而能够在固定床及流化床活性炭设备中降低压力损失及能量损失，防止在涂布了活性炭的电极板的正极与负极诱发逆放电现象(back discharging)，从而能够进一步增大粉尘的去除效率。
本发明的技术课题并不限定于以上言及的内容，未言及的其它技术课题是所属领域的技术人员可以从以下记载明确理解的。
根据用于实现上述目的及其它特征的本发明的一种方案，提供一种粉尘及挥发性有机化合物去除装置，包括：装置外壳；鼓风机，其配备于所述装置外壳；主处理单元，其用于去除挥发性有机化合物，设置于所述装置外壳内；辅助处理单元，其用于去除挥发性有机化合物和粉尘，设置于所述主处理单元的气流方向后方；及电流供应器，其用于向所述辅助处理单元供应电流。
就本发明的一种方案而言，所述装置外壳可以构成为在气流下游侧壁上形成排出孔或以格栅形态形成，所述排出孔用于排出由所述主处理单元和辅助处理单元处理的处理空气。
就本发明的一种方案而言，所述主处理单元可以由涂布有活性炭的金属板模块构成，所述涂布有活性炭的金属板模块中，在金属板上涂布了活性炭的涂布有活性炭的金属板配置成多个横列，所述辅助处理单元可以由涂布有活性炭的金属板/非导体模块构成，所述涂布有活性炭的金属板/非导体模块中，在金属板上涂布了活性炭的涂布有活性炭的金属板配置成多个横列，且在配置成多个横列的涂布有活性炭的金属板之间配置有非导体。
就本发明的一种方案而言，在所述涂布有活性炭的电极板模块中，涂布有活性炭的金属板可以按横列具有1mm间隔，在纵列上，前端的涂布有活性炭的金属板与设置在后端的涂布有活性炭的金属板不重叠而配置成一列，在所述涂布有活性炭的金属板/非导体模块中，涂布有活性炭的金属板可以按横列具有1cm间隔，在纵列上，前端的涂布有活性炭的金属板与设置在后端的涂布有活性炭的金属板不重叠而配置成一列，在所述金属板之间配置有1mm厚度的非导体。
就本发明的一种方案而言，所述非导体可以由绝缘体构成，所述绝缘体包括纸、玻璃、木材、橡胶。
就本发明的一种方案而言，所述涂布有活性炭的金属板可以如下制造：形成混合了粉末活性炭与粘结材料的混合有粘结材料的活性炭；使所述混合有粘结材料的活性炭浆化成用于涂布薄板电极的导体的浆料状态；把浆化的浆料活性炭涂布于金属板的表面；对涂布了所述浆料活性炭的导体进行干燥，所述浆化中，可以注入配合能够在100℃挥发的挥发性溶剂来形成浆料状态形成，所述混合有粘结材料的活性炭时的粘结材料使用乙烯系的聚乙酸乙烯酯(PVA：polyvinyl acetate)。
就本发明的一种方案而言，在形成所述混合有粘结材料的活性炭时，进一步可以混合用于提高导电性的高导电材料炭黑(carbon black)；所述粉末活性炭、粘结材料及炭黑的配合比可以是，以粉末活性炭1g为基准，粘结材料混合0.2g，炭黑混合0.2g。
就本发明的一种方案而言，所述粉末活性炭可以通过把活性炭加工成粉末活性炭后，进行用于保持粉末活性炭细孔的细孔保持处理来制备，所述细孔保持处理可以包括：把粉末活性炭加入在常温下能够挥发的挥发性溶剂中，施加1个气压的压力，使挥发性溶剂填充到粉末活性炭的细孔；为了去除所述粉末活性炭中所含的杂质，把含杂质的粉末活性炭在盐酸中搅拌，溶出金属离子，对溶出了金属离子的粉末活性炭进行脱水，为了去除脱水的活性炭的气孔中填充的水分，通过在常温下进行干燥的常温干燥和常温干燥以后在使挥发性溶剂挥发的温度下进行干燥的高温干燥，制备所述粉末活性炭。
根据本发明的另一方案，提供一种粉尘及挥发性有机化合物去除方法，其是用于去除包含粉尘及挥发性有机化合物的大气污染物质的方法，包括：使外部空气流入根据上述一种方案的去除装置的装置外壳内部；通过所述主处理单元对从所述外部流入的空气进行预处理；通过所述辅助处理单元，对在所述主处理单元预处理后出来的空气进行处理并排出到外部。
就本发明的另一方案而言，可以向所述辅助处理单元选择性地供应电流。
根据本发明的又一方案，提供一种粉尘及挥发性有机化合物的去除方法，其是用于去除包含粉尘及挥发性有机化合物的大气污染物质的方法，包括：使外部空气流入到所述去除装置的装置外壳内部；通过所述主处理单元，对从所述外部流入的空气进行预处理；通过所述辅助处理单元，对在所述主处理单元预处理后出来的空气进行处理并排出到外部；所述主处理单元和辅助处理单元中的涂布有活性炭的金属板由所述涂布有活性炭的金属板构成。
就本发明的又一方案而言，可以向所述辅助处理单元选择性地供应电流。
本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法具有如下效果：不仅能够去除大气污染物质中所含有的挥发性有机化合物，还能够同时去除粉尘，通过增加静电容量，能够进一步增进粉尘去除效率。
另外，本发明具有如下效果：能够在固定床及流化床活性炭设备中降低压力损失及能量损失，而且能够高效去除挥发性有机化合物，防止在涂布了活性炭的电极板的正极与负极诱发逆放电现象(back discharging)，能够进一步增大粉尘去除效率。
本发明的效果并非限定于以上言及的内容，未言及的其它技术课题是所属领域的技术人员可以从以下记载明确理解的。
附图说明
图1是概略性地图示本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的构成的构成图。
图2是图示构成本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的主处理单元的配置构成的俯视图。
图3是图示构成本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的辅助处理单元的配置构成的构成图。
图4是概略性地图示本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的辅助处理单元的细部构成的图。
图5及图6是显示用于构成本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的涂布有活性炭的金属板的同时去除所需的活性炭薄板电极制造过程的流程图。
图7是显示根据本发明实验的挥发性有机化合物的去除结果的表。
图8是显示铝电极板的粉尘去除效率实验结果的图表。
图9是显示涂布有活性炭的金属板的粉尘去除效率的实验结果的图表。
图10是显示在中间插入有非导体的涂布有活性炭的金属板的粉尘去除效率的实验结果的图表。
符号说明
100：装置外壳
200：鼓风机
300：主处理单元
310、410：涂布有活性炭的金属板
400：辅助处理单元
420：非导体
500：电流供应器
S1：活性炭准备步骤
S2：加工为粉末活性炭的步骤
S3：细孔保持处理步骤
S10：混合有粘结材料的活性炭形成步骤
S11：浆化步骤
S12：涂布步骤
S13：干燥步骤
具体实施方式
从以下详细说明及附图会更明确理解本发明的追加目的、特征及优点。
在详细说明本发明之前需要理解，本发明可以谋求多样的变更，会具有各种实施例，以下说明并在附图中图示的示例并非要把本发明限定于特定的实施形态，而是包括本发明的思想及技术范围中包含的所有变更、均等物或代替物。
当言及某种构成要素“连结于”或“连接于”其它构成要素时，应理解为既可以直接连结于或连接于其它构成要素，也可以在中间存在其它构成要素。相反，当言及某种构成要素“直接连结于”或“直接连接于”其它构成要素时，应理解为中间不存在其它构成要素。
本说明书中使用的术语只用于说明特定的实施例，并非有意限定本发明。只要文理上未明确意指不同，单数的表现也包括复数的表现。在本说明书中，“包括”或“具有”等术语应理解为是要指定存在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合，不预先排除一个或其以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。
另外，说明书中记载的“...部”、“...单元”、“...模块”等术语可以意味着处理至少一种功能或动作的单位。
另外，在参照附图进行说明时，与附图符号无关，相同的构成要素赋予相同参照符号，并省略对此的重复说明。在说明本发明时，当判断认为对相关公知技术的具体说明可能混淆本发明要旨时，省略其详细说明。
下面参照附图，对本发明优选实施例的粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法进行说明。
首先，参照图1至图4，对本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置进行详细说明。图1是概略性地图示本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的构成的构成图，图2是图示构成本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的主处理单元的配置构成的俯视图，图3是图示构成本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的辅助处理单元的配置构成的构成图，图4是概略性地图示本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的辅助处理单元的细部构成的图。
如图1至图4所示，本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置包括：装置外壳100；鼓风机200，其配备于所述装置外壳100；主处理单元300，其用于去除大气污染物质的挥发性有机化合物，设置于所述装置外壳100内；辅助处理单元400，其用于去除大气污染物质的挥发性有机化合物和粉尘，设置于所述主处理单元300的后方(即，鼓风机送风的空气流的下游侧)；及电流供应器500，其用于向所述辅助处理单元400供应电流。未说明符号110是用于安装所述主处理单元300和辅助处理单元400的安装框架。
就所述装置外壳100而言，以鼓风机200引起的空气流动为基准，与设置鼓风机200的壁相对的壁形成排出孔或以格栅形态形成，所述排出孔用于排出由主处理单元300和辅助处理单元400处理的处理空气(图1中以虚线表示)。
所述鼓风机200设置于装置外壳100的一侧壁，使含有粉尘及挥发性有机化合物的空气吹送到装置外壳100内。该鼓风机200构成为通过外部的电源供应而进行送风运转。
如图2所示，所述主处理单元300由涂布有活性炭的金属板模块构成，所述涂布有活性炭的金属板模块中，在诸如钢板或铝板的金属板涂布了活性炭的涂布有活性炭的金属板310配置成多个横列。
具体而言，在所述主处理单元300的涂布有活性炭的电极板模块中，涂布有活性炭的金属板310按横列(宽：width)具有约1mm间隔，设置得非常密集，提供能够吸附污染物质的最大的面积，在纵列(长：length)上设置成一列，使得前端的涂布有活性炭的金属板与设置在后端的涂布有活性炭的金属板不重叠，从而含有挥发性有机化合物的流入空气(图1中以实线表示)沿纵向通过并去除。由此，流入的含有污染物质的空气通过涂布有活性炭的金属板310之间，几乎不发生压力损失及能量损失。
下面对所述主处理单元300的涂布有活性炭的金属板300和后述辅助处理单元400的涂布有活性炭的金属板410的制造方法进行详细说明。
接下来，如图3所示，所述辅助处理单元400由涂布有活性炭的金属板/非导体模块构成，所述涂布有活性炭的金属板/非导体模块中，在诸如钢板或铝板的金属板上涂布了活性炭的涂布有活性炭的金属板410配置成多个横列，在配置成多个横列的涂布有活性炭的金属板410之间配置有非导体420。
也就是说，所述辅助处理单元400构成为：多个涂布有活性炭的金属板410配置成纵列，在配置成纵列的涂布有活性炭的金属板410之间插入非导体420，配置成多个横列。而且，在插入了所述非导体420的状态下，相邻的所述涂布有活性炭的金属板410通过接收来自电流供应器500的电流供应而变成一个带正极、另一个带负极的涂布有活性炭的金属板。
所述非导体420由纸、玻璃、木材、橡胶等不导电的板状非导体构成。
这种辅助处理单元400进一步去除在所述主处理单元300中的预处理步骤中未完全去除的挥发性有机化合物，与此同时，在带正电荷的正极的涂布有活性炭的金属板与带负电荷的负极的涂布有活性炭的电极板中，附着并去除带静电的粉尘。
附着于正极涂布有活性炭的金属板的粉尘和附着于负极涂布有活性炭的金属板的粉尘，由于正负涂布有活性炭的金属板间的电荷移动，存在出现附着于正极的粉尘向负极移动、附着于负极的粉尘向正极移动的电荷逆转的问题，如果出现电荷逆转，则脱离的粉尘混合到流入流量而流出，降低了粉尘去除效率，而在本发明中，在正极与负极的涂布有活性炭的金属板之间，插入作为绝缘体(insulator)的非导体(non-conductor)，从而切断电荷的移动，防止电荷的逆转，在此基础上，使静电容量(electrostatic capacity)增加，使粉尘的附着面积增加，借助于高电压而防止在正极与负极涂布有活性炭的金属板间出现放电。
其中，涂布有活性炭的金属板间(正极涂布有活性炭的金属板与负极涂布有活性炭的金属板)间的间隔为约1cm左右比较合适，当窄于1cm时，因空气中所含有的水分而在高电压下出现放电，因此，非导体420优选在电极间隔1cm内设置。
接下来，对所述涂布有活性炭的金属板310、320的制造过程进行说明。
构成本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的涂布有活性炭的金属板基本上通过以下过程而形成：用于以约1N的盐酸去除粉末活性炭中所含有的金属离子的杂质去除过程(酸洗过程)；在粉末活性炭细孔中填充挥发性溶剂的过程(活性炭细孔保持处理过程)；把在细孔中填充了挥发性溶剂的粉末活性炭与粘结材料(PVA、炭黑)以1(活性炭):0.2(PVA):0.2(炭黑)重量比混合，使用甲醇作为溶剂而制成浆料状态的过程(粘结材料混合及浆化过程)；把浆料状态的活性炭混合液以约0.1mm涂布在钢板或铝板导体上(涂布过程)，在常温下干燥后，再在100℃下干燥，使填充在细孔中的溶剂挥发，对细孔进行开孔的过程(干燥过程)。
具体参照图5及图6，说明所述涂布有活性炭的金属板的制造过程。图5及图6是显示用于构成本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的涂布有活性炭的金属板的同时去除所需的活性炭薄板电极制造过程的流程图。
如图5及图6所示，用于构成本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的涂布有活性炭的金属板的同时去除的活性炭薄板电极的制造步骤包括：准备活性炭的步骤(步骤S1)；加工成粉末活性炭的步骤(步骤S2)；及用于保持活性炭的细孔的细孔保持处理步骤(步骤S3)。
在所述活性炭准备步骤(步骤S1)中，准备诸如无纺布之类的由纤维制作的纤维系活性炭、相对容易获得的植物系活性炭、或者诸如煤碳系活性炭之类的含有金属离子等杂质的活性炭。就所述加工成粉末活性炭的步骤(步骤S2)而言，只要是能够把活性炭均匀地加工成粉末状态的方式，采用任何方式均可。
另一方面，在含有杂质的活性炭的情况(步骤S1a)下，植物系或煤碳系活性炭由作为主成分的非晶碳和微量的杂质(金属盐化合物)构成，金属盐化合物发挥非导体作用，使将应用活性炭的电极板的电阻值增加，因而需要将其处理为只含有纯碳成分的过程。因此，含有金属离子等杂质的活性炭被加工成粉末活性炭后(步骤S2)，经过用于去除杂质的预处理步骤(步骤S4)。
所述预处理步骤(步骤S4)包括：溶出步骤(步骤S41)，把粉末活性炭在既定浓度(例如，约1N)的盐酸中搅拌既定时间(例如，约1小时)而溶出金属离子；脱水步骤(步骤S42)，对溶出了金属离子的粉末活性炭进行脱水；及干燥步骤(步骤S43)，为了完全去除脱水的活性炭的气孔中填充的水分及空气等而在既定温度(例如，约200℃)下干燥。
为了使这样完成干燥的粉末活性炭(纯活性炭及去除了杂质的活性炭)附着于金属板而加入粘结材料，但在活性炭的细孔被粘结材料堵塞或粘结材料固化后，无法复原细孔。因此，完成干燥的粉末活性炭经过用于保持活性炭细孔的细孔保持处理过程(步骤S3)。
所述活性炭的细孔保持处理步骤(步骤S3)中，在诸如甲醇或乙醇以及丙酮等在常温下也能够挥发的挥发性溶剂中加入粉末活性炭，施加约1个气压的压力，以使挥发性溶剂填充到活性炭的细孔。
接下来，包括如下步骤：对进行了细孔保持处理的粉末活性炭、即对填充了挥发性溶剂的活性炭进行过滤，与粘结材料混合而形成混合有粘结材料的活性炭的步骤(步骤S10)；把所述混合有粘结材料的活性炭形成为易于涂布于金属板的流动性浆料状态的浆化步骤(步骤S11)；把所述浆化的浆料活性炭涂布于导体表面的步骤(步骤S12)；及对涂布了所述浆料活性炭的导体进行干燥的步骤(步骤S13)。
在所述形成混合有粘结材料的活性炭的步骤(步骤S10)中，作为粉末活性炭的粘结材料，使用价格相对低廉、结合强度很强、不需要机械压实的乙烯系聚乙酸乙烯酯(PVA：poly vinyl acetate)。作为另一示例的粘结材料，也可以使用氟系聚偏氟乙烯(PVdF：polyvinylidene fluoride)或聚四氟乙烯(PTFE：polytetrafluoroethylene)。
在此，本发明的主要目的是去除大气污染物质中所含有的粉尘及气体中的挥发性有机化合物，因而为了提高粉尘去除效率，并且为了电流密度分布的均匀分散以及去除气体污染物质，活性炭细孔的开孔必不可少。另外，在去除粉尘中使用的电极使用3kV以上的高压电流，如果附着于金属板的活性炭粉末脱离，粉末滞空，则有爆炸之忧，因而涂布于金属板的活性炭不应沾染或因尖锐金属的刮擦而脱离。在使用氟系PVdF或PTFE作为大气污染控制用活性炭粘结材料时，结合力弱，如果活性炭粉末沾染或施加机械压实，则将丧失活性炭细孔的物理化学性吸附能力，因此与使用氟系PVdF或PTFE相比，优选使用乙烯系的聚乙酸乙烯酯(PVA：polyvinyl acetate)作为大气污染控制用涂布有活性炭的金属板的粘结材料。下面是使用乙烯系的聚乙酸乙烯酯(PVA)作为粘结材料的情形。
所述浆化步骤(步骤S11)中，将在活性炭细孔中填充有甲醇或乙醇等挥发性溶剂的粉末活性炭与作为粘结材料的PVA以及用于提高导电性的炭黑混合。具体的配合比是，以粉末活性炭1g为基准，混合作为粘结材料的PVA 0.2g、作为导电辅助剂的炭黑0.2g，注入作为PVA溶剂的甲醇进行配合，形成易于在电极板上涂布的可流动的浆料状态。特别是，对于粉末活性炭与粘结材料的配合比而言，当粘结材料的配合比不足0.2时，粘接强度弱，当增加到0.3以上时，强度加大，电阻值增加，存在需要增加炭黑注入量的问题，因而优选0.2的比率。
而且，涂布步骤(步骤S12)中，把浆料状态的混合液附着于钢板或铝板等导体后，利用滚子(roller)或小刀，薄薄地展开涂布成约0.1mm。
最后，干燥步骤(步骤S13)中，在常温下进行约6小时预干燥(步骤S131)，再在约100℃的干燥器中进行约6小时后干燥(步骤S132)。在常温下进行预干燥的原因是，如果在高温下直接干燥，则薄板上会出现裂纹，进行后干燥的原因是，为了使困于活性炭细孔中的挥发性溶剂在高温下挥发，使被粘结材料堵塞的细孔开孔。
通过如上所述的过程制备了涂布有活性炭的金属板。
下面，对如上所述构成的本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置的动作进行说明。
含有挥发性有机化合物及粉尘的空气借助于鼓风机200而流入，作为防止流入空气的流入流量的压力损失并去除挥发性有机化合物的预处理步骤，借助于涂布了活性炭的主处理单元300的涂布有活性炭的金属板310而提供挥发性有机化合物。
然后，作为后续处理步骤，通过电流供应器500向涂布了活性炭的辅助处理单元400的涂布有活性炭的金属板400供应直流电流，则会在去除借助于主处理单元300的预处理步骤中未完全去除的挥发性有机化合物的同时去除粉尘。
此时，在相邻的正极与负极的涂布有活性炭的金属板410之间插入有非导体420，防止逆放电现象，增加静电容量，能够使粉尘去除效率最大化。通过该辅助处理单元400而处理干净的空气，借助于鼓风机200的推进力而排出到外部。
本发明人进行了用于确认本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法的去除大气污染物质的实验。进行实验的方法与内容以及实验结果如下。
在主处理单元300中，涂布有活性炭的金属板310的间隔设置为1mm，在辅助处理单元400中，涂布有活性炭的金属板410的间隔设置为1cm，作为非导体420，将1mm厚度的纸插入在金属板之间。向辅助处理单元400的涂布有活性炭的金属板410供应5kV的电流。
流入送风量以90L/min注入，线速度设为约8cm/sec。就流入污染物质而言，挥发性有机化合物使用了混合有苯、甲苯、乙基苯、二甲苯的10mg/l浓度的混合气体，粉尘的流入浓度以10mg/m3恒定地流入。
图7是显示根据本发明实验的挥发性有机化合物的去除结果的表。在图7的表中，B：苯，T：甲苯，E：乙基苯，X：二甲苯，ND：未检出(non-detecting)。
就挥发性有机化合物去除效率而言，在无吸附功能的铝金属板的情况下，显示出几乎未被去除，反复进行吸附及脱离，在铝材质的涂布有活性炭的金属板的情况下，显示出借助于涂布的活性炭的吸附能力，沿纵向通过，残留浓度逐渐降低，但无法完全去除。估计这是因为在设置有电极的设备中，通过流速非常快，电极的间隔较宽，约1cm，与挥发性有机化合物的接触面积小。
相反，可知，如本发明那样在将涂布有活性炭的金属板的间隔缩小为约1mm，增大接触面积，并应用于旨在处理挥发性有机化合物的预处理步骤(借助于主处理单元进行处理)，且将涂布了活性炭的金属板用于后处理步骤(借助于辅助处理单元进行处理)时，大部分挥发性有机化合物在预处理步骤中被去除，在涂布有活性炭的金属板中，完全去除了未处理的残留浓度。
图8至图10显示了利用活性炭涂布电极板来去除粉尘时，按纵列设置的电极板的各步骤的粉尘去除效率，图8是显示铝电极板的粉尘去除效率实验结果的图表，图9是显示涂布有活性炭的金属板的粉尘去除效率的实验结果的图表，图10是显示在中间插入有非导体的涂布有活性炭的金属板的粉尘去除效率的实验结果的图表。
正如由本实验可知，在单纯铝电极板的情况下，去除效率起伏严重，在涂布有活性炭的金属板的情况下，显示出与使用单纯铝电极板的情况相比更稳定的去除效率。估计这是因为当使用铝电极板时，在电极板中电荷密度不均匀和粉尘的逆放电现象所致，相反，在涂布有活性炭的金属板的情况下，由于活性炭的多孔性，在金属板中电荷密度均匀，粉尘的附着均匀，在活性炭涂布电极板中插入非导体的情况下，各步骤的去除效率稳定，步骤越增加，去除效率也越增加，而且，即使运转时间增加，仍然显示出稳定的值，确认了通过在电极板之间设置了非导体而能够防止电荷逆转现象。
如上所述的本发明的粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法具有如下优点：不仅能够去除大气污染物质中所含有的挥发性有机化合物，而且能够同时去除粉尘，通过增加静电容量而能够进一步增加粉尘去除效率，而且具有如下效果：在固定床及流化床活性炭设备中，在降低压力损失及能量损失的同时，能够高效地去除挥发性有机化合物，防止在涂布了活性炭的电极板正极与负极中诱发逆放电现象，能够进一步增大粉尘去除效率。
本说明书中说明的实施例和附图只不过示例性地说明本发明包含的技术思想的一部分而已。因此，本说明书中公开的实施例不是用于限定而是用于说明本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围并非由这种实施例限定，这是不言而喻的。在本发明的说明书及附图中包含的技术思想的范围内，所属领域的技术人员可以容易地类推的变形例和具体实施例应解释为均包含于本发明的权利范围内。
Claims (12)
1.一种粉尘及挥发性有机化合物去除装置，其特征在于，包括：
装置外壳；
鼓风机，其配备于所述装置外壳；
主处理单元，其用于去除挥发性有机化合物，设置于所述装置外壳内；
辅助处理单元，其用于去除挥发性有机化合物和粉尘，设置于所述主处理单元的气流方向后方；及
电流供应器，其用于向所述辅助处理单元供应电流。
2.根据权利要求1所述的粉尘及挥发性有机化合物去除装置，其特征在于，
所述装置外壳构成为在气流下游侧壁形成排出孔或以格栅形态形成，所述排出孔用于排出由所述主处理单元和辅助处理单元处理的处理空气。
3.根据权利要求1所述的粉尘及挥发性有机化合物去除装置，其特征在于，
所述主处理单元由涂布有活性炭的金属板模块构成，所述涂布有活性炭的金属板模块中，在金属板上涂布了活性炭的涂布有活性炭的金属板配置成多个横列，
所述辅助处理单元由涂布有活性炭的金属板/非导体模块构成，所述涂布有活性炭的金属板/非导体模块中，在金属板上涂布了活性炭的涂布有活性炭的金属板配置成多个横列，且在配置成多个横列的涂布有活性炭的金属板之间配置有非导体。
4.根据权利要求3所述的粉尘及挥发性有机化合物去除装置，其特征在于，
在所述涂布有活性炭的金属板模块中，涂布有活性炭的金属板按横列具有1mm间隔，在纵列上，前端的涂布有活性炭的金属板与设置在后端的涂布有活性炭的金属板不重叠而配置成一列，
在所述涂布有活性炭的金属板/非导体模块中，涂布有活性炭的金属板按横列具有1cm间隔，在纵列上，前端的涂布有活性炭的金属板与设置在后端的涂布有活性炭的金属板不重叠而配置成一列，在所述金属板之间配置有1mm厚度的非导体。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的粉尘及挥发性有机化合物去除装置，其特征在于，
所述非导体由绝缘体构成，所述绝缘体包括纸、玻璃、木材、橡胶。
6.根据权利要求3所述的粉尘及挥发性有机化合物去除装置，其特征在于，所述涂布有活性炭的金属板如下制造：
形成混合了粉末活性炭与粘结材料的混合有粘结材料的活性炭；使所述混合有粘结材料的活性炭浆化成用于涂布薄板电极的导体的浆料状态；把浆化的浆料活性炭涂布于金属板的表面；对涂布了所述浆料活性炭的导体进行干燥，
所述浆化中，注入配合能够在100℃挥发的挥发性溶剂来形成浆料状态，形成所述混合有粘结材料的活性炭时的粘结材料使用乙烯系聚乙酸乙烯酯PVA。
7.根据权利要求6所述的粉尘及挥发性有机化合物去除装置，其特征在于，
在形成所述混合有粘结材料的活性炭时，进一步混合用于提高导电性的高导电材料炭黑；
所述粉末活性炭、粘结材料及炭黑的配合比是，以粉末活性炭1g为基准，粘结材料混合0.2g，炭黑混合0.2g。
8.根据权利要求6所述的粉尘及挥发性有机化合物去除装置，其特征在于，
所述粉末活性炭通过把活性炭加工成粉末活性炭后，进行用于保持粉末活性炭细孔的细孔保持处理来制备，
所述细孔保持处理包括：把粉末活性碳加入在常温下能够挥发的挥发性溶剂中，施加1个气压的压力，使挥发性溶剂填充到粉末活性炭的细孔；
为了去除所述粉末活性炭中所含的杂质，把含杂质的粉末活性炭在盐酸中搅拌，溶出金属离子，对溶出了金属离子的粉末活性炭进行脱水，为了去除脱水的活性炭的气孔中填充的水分，通过在常温下进行干燥的常温干燥和常温干燥以后在使挥发性溶剂挥发的温度下进行干燥的高温干燥，制备所述粉末活性炭。
9.一种粉尘及挥发性有机化合物去除方法，是用于去除包含粉尘及挥发性有机化合物的大气污染物质的方法，其特征在于，包括：
使外部空气流入权利要求1～4中任一项所述的去除装置的装置外壳内部；
通过权利要求1～4中任一项所述的主处理单元，对所述外部空气进行预处理；
通过权利要求1～4中任一项所述的辅助处理单元，对在所述主处理单元预处理后出来的空气进行处理并排出到外部。
10.根据权利要求9所述的粉尘及挥发性有机化合物去除方法，其特征在于，向所述辅助处理单元选择性地供应电流。
11.一种粉尘及挥发性有机化合物去除方法，是用于去除包含粉尘及挥发性有机化合物的大气污染物质的方法，其特征在于，包括：
使外部空气流入到权利要求4所述的去除装置的装置外壳内部；
通过权利要求4所述的主处理单元，对从外部流入的空气进行预处理；
通过权利要求4所述的辅助处理单元，对在所述主处理单元预处理后出来的空气进行处理并排出到外部；
所述主处理单元和辅助处理单元中的涂布有活性炭的金属板由权利要求6～8中任一项所述的涂布有活性炭的金属板构成。
12.根据权利要求11所述的粉尘及挥发性有机化合物去除方法，其特征在于，向所述辅助处理单元选择性地供应电流。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |