CN108176509B - 一种接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置 - Google Patents

一种接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置 Download PDF

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    • B03C3/28Plant or installations without electricity supply, e.g. using electrets

Abstract

本发明公开了一种接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置,所述接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置包括:混合净化小球及发生容器。其中,混合净化小球是净化的核心部件,由两种不同表面材料的小球均匀混合组成,利用两种材料表面之间的接触使小球表面带静电,能够吸附所经过气体中的颗粒物。发生容器为气体净化过程发生的场所,由腔室、进气通道和出气通道组成。本发明的气体颗粒物净化装置具有成本低、效率高、能耗少、重量轻的优势。

Description

一种接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置
技术领域
本发明属于静电净化装置领域,具体涉及一种接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置。
背景技术
近年来,随着工业和经济的快速发展,空气污染问题越来越严重。特别在飞速发展的中国,人们长期被空气污染折磨,其中细颗粒物(PM2.5)是最主要且危害最大的污染源。呼吸道疾病等健康问题被认为与长期接触污染空气有关,肺癌和心肺疾病死亡数逐年上升。目前,空气净化器中较多采用静电除尘的工作原理,虽然净化效果可观,但是需要外部持续供给上千伏特的高压,造成巨大的能源消耗。因此,寻找低成本、绿色环保、高效率的空气净化方法成为最紧迫的挑战。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种一种接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置,所述装置包括混合净化小球和发生容器;其中,所述混合净化小球由两种不同表面材料的球体均匀混合组成,所述发生容器包括腔室、进气通道和出气通道,所述混合净化小球设置在腔室内;
进一步地,所述两种不同表面材料的球体通过接触使得混合净化小球带静电,吸附所经过气体中的颗粒物;
进一步地,所述两种不同表面材料的球体,其中一种为接触带负电的聚苯乙烯泡沫球,另一种为接触电正性的材料包覆聚苯乙烯泡沫球;
进一步地,所述接触电正性的材料为石墨烯导电材料或碳纳米管材料;
进一步地,所述两种不同表面材料的球体的直径均为几十微米~几毫米级别;
进一步地,所述两种不同表面材料的球体的数量比为1:1时净化效果达到最优值;
进一步地,所述腔室的形状为球壳状或长方体状;
进一步地,所述进气通道和出气通道分别设置在腔室的左右两端,从进气通道一端进入含尘气体,经过混合净化小球静电吸附去除掉颗粒物后,从另一端出气通道排出洁净气体;
进一步地,所述进气通道和出气通道在与所述腔室的连接处均设有滤网,用以阻挡净化小球被吹出;
本发明的有益效果如下:
1)提出一种创新的静电净化方式,利用混合净化小球接触静电直接过滤气体中颗粒物,具有成本低、效率高、重量轻、便携式等优势;
2)利用两种材料表面之间的接触使小球表面带静电,吸附经过气体中的颗粒物。
附图说明
图1为本发明接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置的结构示意图;
图2为本发明接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置的净化原理图;
图3为本发明的石墨烯包覆聚苯乙烯泡沫小球的制备过程图;
图4为本发明的聚苯乙烯泡沫小球和石墨烯包覆聚苯乙烯泡沫小球的微观结构图;
图5为本发明接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置在不同浓度时PM2.5的净化效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细描述。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。相反,本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步,为了使公众对本发明有更好的了解,在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。下面为本发明的举出最佳实施例:
本发明的气体颗粒物净化装置如图1所示,其包括:混合净化小球及发生容器。其中,所述混合净化小球由两种具有不同表面材料的小球以数量比1:1均匀混合构成,其中一种选用接触带负电的聚苯乙烯泡沫球1,另一种选用接触电正性的石墨烯来包覆聚苯乙烯泡沫球2。
如图2所示,将直径2毫米的聚苯乙烯泡沫球1在石墨烯涂料中反复蘸涂3次,取出后50度烘干30分钟,得到石墨烯包覆的聚苯乙烯泡沫球2。
如图3所示,从两种混合净化小球的微观结构看出,聚苯乙烯泡沫球内部为三维多孔结构,石墨烯均匀附着在聚苯乙烯的表面,厚度约为80微米。
如图4所示,所述混合净化小球是净化的核心部件,净化原理为:利用两种材料之间接触使小球表面带静电,能够吸附所经过气体中的颗粒物。所述发生容器由球型腔室、进气通道和出气通道组成。所述进气通道和出气通道分别设置在腔室的左右两端,从进气通道进入含尘气体,经过净化小球静电吸附去除掉颗粒物后,从出气通道排出洁净气体。所述进气通道和出气通道与腔室的连接处设置了纤维纺织滤网,以阻挡净化小球被吹出。
如图5所示,PM2.5净化效率随着浓度的升高而增大,当浓度为时,净化效率可达到1192 μg/m3时,效率为96.9 %。
以上所述的实施例,只是本发明较优选的具体实施方式的一种,本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种接触静电式瞬时气体颗粒物净化装置,其特征在于,所述装置包括混合净化小球和发生容器;其中,所述混合净化小球由两种不同表面材料的球体均匀混合组成,所述发生容器包括腔室、进气通道和出气通道,所述混合净化小球设置在腔室内,所述两种不同表面材料的球体通过接触使得混合净化小球带静电,吸附所经过气体中的颗粒物,所述两种不同表面材料的球体,其中一种为接触带负电的聚苯乙烯泡沫球,另一种为接触电正性的材料包覆聚苯乙烯泡沫球,所述接触电正性的材料为石墨烯导电材料或碳纳米管材料,所述两种不同表面材料的球体的直径均为几十微米~几毫米级别。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述两种不同表面材料的球体的数量比为1:1时净化效果达到最优值。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述腔室的形状为球壳状或长方体状。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述进气通道和出气通道分别设置在腔室的左右两端,从进气通道一端进入含尘气体,经过混合净化小球静电吸附去除掉颗粒物后,从另一端出气通道排出洁净气体。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述进气通道和出气通道在与所述腔室的连接处均设有滤网,用以阻挡净化小球被吹出。
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