CN107076436A - 污染管理系统 - Google Patents

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加斯明纳·加西亚
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维克托·特乔
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纳尔逊·洛艾萨
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Abstract

一种污染管理系统，包括一个或多个入口的阵列以及至少一个出口。所述一个或多个入口设置为用于收集污染空气以及将所述污染空气供应至污染空气处理元件。所述一个或多个入口各自包括相应的入口传感器，该入口传感器用于测量入口处的污染程度，并且所述至少一个出口包括一个出口传感器，该出口传感器用于测量出口处的污染程度。所述入口传感器和所述出口传感器设置为用于向所述污染空气处理元件提供反馈。

Description

污染管理系统
技术领域
本公开涉及一种污染管理系统，该污染管理系统通过收集、处理及随后释放已处理的空气来减少环境中外表或表面层级的大气污染量。所述系统可以用于减少城市和/或工业区域中的大气污染，以及用于捕获和分离空气中的自由微粒物质、局部污染气体，比如，苯、甲烷、甲醛、臭氧、挥发性有机物以及含氮和含硫的混合物或化学结合物。
所述系统还可以用于通过在人群处（例如，人行道或运动场）提供干净空气并在污染源（例如，交通）的另一侧收集空气来在公共空间创造定向气流。气流将污染从人群处吹走并且到达收集系统，有益于健康及收集效率。
背景技术
空气中污染物浓度是世界上所有的城市地区所面临的不同程度的日益增加的问题。捕获周围空气并且将其加工干净的想法没有通过研究工作有效地解决，大多数的现有研究集中在利用从空气捕获及加工CO2的初步处理。
存在用于捕获、处理及控制空气污染的不同方法，可以概括地分类为：
（1） 减少污染的方法，比如，设备或烟道废气处理过程的过程修改；
（2）结构措施，比如，能源效率改进或燃料替换；
（3）城市规划有关措施，比如，交通规划或干道建设。
另外，在密闭环境中，已在一定程度上成功地使用了不同的空气过滤方法。例如，可以使用机械过滤器（即，煤和/或活性炭过滤器）。另一方法是静电过滤。然而，还没有方法用于开放空间环境的超高容量空气过滤。
发明内容
本发明的方面在所附权利要求中具体说明。
附图说明
参照以下具体描述，并结合附图，可以获得对本发明的实施例的更完整的理解，其中：
图1为根据本发明的一个实施例的污染管理系统的示意图；
图2为污染管理系统的放大图；
图3为污染管理系统在典型安装区域中的一部分的示例。
概述
参照图1，本发明涉及一种污染管理系统，该污染管理系统由机电系统组成，该机电系统通过分布式吸头105捕获自由大气气体。所述气体由气流系统110（风扇、对流系统等）通过管道和/或管线113引导。所捕获的气体被运输至污染空气处理和分离子系统。
所述吸气口105由阵列组成，并且通过例如由风扇产生的低压吸力捕获大量的自由大气空气。空气运输至空气处理台115，全部容量的捕获气体在空气处理台115处处理。空气经过过滤台，这可以是化学过滤、物理过滤或二者结合。所有的捕获的气态及固态成分被转换或保留，并适当地保存。
因此，可以开发以城市规模的近似于污水系统的用于空气污染的系统，利用广泛分布的吸头将污染空气运送至局部的分布的或中央空气处理位置。然后，可以净化污染空气，即以任何适当方式清洁，清洁空气可以返回至环境中，同时，移除物质可以适当地设置或重新利用。在其它实施例中，可以在源头捕获污染空气，例如，在工厂烟囱，并且如文中所述进行处理。附加洗涤台可以设置于运输管线或管道内的位置。
空气进气口和排气口可以如此设置以创造从居民区（例如，人行道或运动场）至污染源（例如，机动车交通）的清洁气流。这可能具有以下增加的益处：将新污染从人群吹向污染收集入口的，通过在人群处（例如，人行道或运动场）提供清洁空气以及在污染源（例如，交通）的另一侧收集的空气，提供用于在公共空间创造定向气流的系统。气流可能将污染从人群吹至收集系统，有益于健康和收集效率。
在进一步的结构中，可以提供开环或闭环反馈系统，由此可以例如直接在大气中和/或管线或管道中感测各种物质的污染级别，并且馈送到下游洗涤或处理机构中以确定净化所捕获的污染空气的最有效方式。
具体实施方式
空气污染，特别在城市区域，可包括微粒物质和其它气体的混合物。所述微粒物质典型地分为尺寸小于2.5微米的物质、小于10微米的物质及大于10微米的物质，通常称为微颗粒。其它常见气体还包括NOx 和 SOx，以及以较小百分比，根据位置变化，依靠局部污染物而变化的气体，例如，苯、甲烷、甲醛、臭氧及挥发性有机物。这些污染物可导致癌症、呼吸疾病及其它健康问题，由此出于健康原因，希望将这些污染物移除。
图1为适当系统的示意图。分布式吸头105收集大气气体。捕获空气通过风扇和/或其它对流装置100经适当管道和/或管线运输至处理及分离子系统115，在该处理及分离子系统115中分阶段或同时去除微粒和气态污染物。分离或转换的气态成分120（1）至120（n）在非有害时释放至大气中或者保留在适当的容器中用作进一步的工业用途。捕获的微粒物质在固体形态时同样被保留，或者在非有害时转换并释放。此外，可以从直接污染管道和/或管线收集污染空气，例如，在工厂125处，以及从比如排气孔或风扇阵列130的类似部分的可选位置收集。例如，在一个实施例中，比如护柱的街道设备可以包括吸头。这些吸头可能位于不同高度处。
如此的设置可以进一步从图2理解，图2展示了运输台200和污染空气处理台210。在所述运输台处，街道水平或其它吸气口220将污染空气提供至风扇或其它输送机230。空气可以沿管道和/或管线240的各个点收集，并且提供至局部、分布式或中央的污染空气处理及分离子系统250，分离、保留及返回在台260处进行，如上所述。
这个配置可以进一步如图3所示，图3展示了局部区域的示意图，包括吸气口305，该吸气口305将污染空气传送至主排放管310，污染空气通过隐蔽风扇315驱动至局部、分布式或中央的处理台。
此外，可以看出，为了提供改进的空气处理，可以在相关位置设置洗涤器，比如，沿运输管，以提供适当处理。可以发现，未必需要高压台，只要允许气流的适当输送即可。
根据进一步的方法，在环境中或沿管道240可以设置一个或多个传感器270。所述传感器设计用于感测例如微粒物质的数量和性质，或者具体污染气体，比如NOx、 SOx或气流中的其它局部污染物。这些污染空气传感器将实时反馈信息提供至污染空气处理元件。所述传感器通过数据线280将数据反馈至污染空气处理及分离子系统。因此，所应用的具体处理类型可以依据进入空气的性质而变化。
例如，通过利用来自传感器的数据调节进气口，可以提供更有效的系统。如果一特定街道或邻域具有低于确定阈值的污染级别，在邻域中的排气孔阵列可以以低功率运行以吸入少量空气或者完全关闭。然后，所述传感器可以继续分析空气的污染级别，如果污染级别升至阈值以上，则允许排气孔重新开启。这种智能操作方法表明，所述污染管理系统的能量在最需要的区域中使用得最好。更进一步地，通过在出口端处（未图示）额外包括一传感器，可以实施闭环反馈系统，该传感器检测输出空气的清洁度并且在需要调节时可以将控制输入提供至所述处理子系统。
通过利用选自包括气体处理及分离系统的组的一个或组合技术，可以实现所述气体处理台。这些设备可以是分布式或集中式。进入空气与催化剂或其它化学反应剂混合。所述催化剂加快自然氧化进程，将污染物转化成其它非有害性物质，或者产生可在随后的过滤台中捕获的更大微粒。可以用于伴随这个化学过滤或替代使用的另一可能方法是物理过滤。这可以包括，例如，利用紫外线照射进入气体或通过使气体受制于静电放电。过滤台（filtering stage）从气体移除微粒物质。所述过滤台可以包括两个单独的气体及物质处理元件。选择性地，这个台可以是组合处理台。
如图2所示，所述空气运输系统可以包括一系列的输送机230。然后气体与混合在捕获气体中或与之结合的其它化学及微粒化合物可以排放至大气中或保留用于进一步的用途。所述气体处理及分离子系统250通过物理和/或化学方法（例如，利用催化或电化学方法）分离所述气态成分。进一步的净化可以基于紫外线净化及其它已知的净化过滤技术（例如，利用纳米材料或物理催化）以移除气态及微粒污染物。
气流可以利用电动空气动力学技术产生，利用温度温度梯度、利用系统中提供的任何富热或余热以形成压力梯度，即，对流系统。热可以不是富热，但可以是有目的地提供以形成气流。
文中描述的污染管理系统包括一个或多个入口的阵列，该一个或多个入口设置为用于收集污染空气以及将该污染空气提供至污染空气处理元件。
本文描述了一种系统，通过在人群处（例如，人行道或运动场）提供干净空气，以及在污染源另一侧处（例如，交通）收集空气，而在公共空间创造定向气流。气流将污染从人群吹至收集系统，有益于健康和收集效率。
本发明的上述说明书呈现用于说明及描述，不意在详尽或使本发明限制于所公开的精确形式，并且根据每个城市的地理和/或地形条件可能有很多修改和改变，例如，吸头的类型（排气孔、管道或任何其它形式）、气体分离的方法以及系统输出的拓扑。

Claims (16)

1.一种污染管理系统，包括一个或多个入口的阵列以及至少一个出口，所述一个或多个入口设置为用于收集污染空气并将所述污染空气供应至污染空气处理元件；
其特征在于，所述一个或多个入口各自包括相应的入口传感器，该入口传感器用于测量所述出口处的污染程度，并且所述至少一个出口包括出口传感器，该出口传感器用于测量所述出口处的污染程度；
所述入口传感器和所述出口传感器设置为用于向所述污染空气处理元件提供反馈。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述污染空气包括气体污染物和/或微粒物质。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述入口包括吸头。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述吸头包括排气孔阵列。
5.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，已处理的空气返回至大气中。
6.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述处理元件包括气体处理元件。
7.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述处理元件包括微粒物质处理元件。
8.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述处理元件为局部或分布或中央的。
9.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，污染空气通过空气输送机运输。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述输送机包括风扇、传送系统或压缩机中的一个。
11.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括至少一个污染空气传感器，该污染空气传感器将反馈信息提供至污染空气捕获网络及处理元件。
12.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述空气入口对大气敞开。
13.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述空气入口提供在污染源处。
14.一种管理污染的方法，包括操作空气线路及入口部件的阵列，以收集污染空气并将所述污染空气供应至污染空气处理元件。
15.一种装置或方法，大体如文中的说明书或任何附图所述。
16.一种用于在公共空间创造定向气流的系统，所述系统具有至少一个通风机以及至少一个入口，所述通风机设置为用于将污染空气吹向所述入口。
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