CN108435421A - 建筑工地用电雾组合空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，包括有结构固定架、粗滤挡护网、干雾发生器、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环、页板式集尘极和控制装置；其中，结构固定架分为以金属固定杆连接的上结构固定架和下结构固定架两部分，上结构固定架用于固定粗滤挡护网、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环和页板式集尘极部件的顶端，下结构固定架用于固定粗滤挡护网、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环和页板式集尘极的底端，干雾发生器和控制装置放置在下结构固定架内。采用电晕技术与干雾喷淋技术组合的装置，在较短时间内降低区域及周围细微颗粒物浓度，且节能效果佳，装置工作过程中无噪声，可对10微米以下的颗粒进行有效捕捉。

Description

建筑工地用电雾组合空气净化装置

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体地说涉及用于抑制建筑工地无组织排放的电晕技术与干雾喷淋技术组合的建筑工地用电雾组合空气净化装置。

背景技术

无组织排放指大气污染物不经过排气筒的无规则排放。无组织排放由于排放源分散、排放方式复杂、种类繁多，对其监测、评价和管理都比较困难。由于排放高度较低，污染物尚未充分稀释即进入环境大气，无组织排放已成为当前大气污染的最突出问题之一。现阶段，国际上通用的对无组织粉尘污染物的排放控制主要体现在源头控制，通过对粉尘作业的封围、建立风屏障、湿冲洗等方式抑制无组织粉尘污染物向大气的排放。

建筑工地扬尘是较为典型的粉尘类无组织排放。我国建筑工地扬尘无组织排放现象比较普遍，建筑工地无组织排放扬尘的主要状况是：建筑工地围挡未设置或设置不到位、建筑工地道路未硬化或硬化不到位、建筑工地大量堆积裸土未覆盖或覆盖不到位、高层(多层)建筑物主体未采用安全网密闭或密闭不到位、建筑工地无洒水降尘措施，此外还有进出建筑工地的渣土运输车辆未经冲洗带泥上路、建筑工地焚烧各类建筑垃圾和高层(多层)建筑物内高空抛洒建筑垃圾等因素。

针对上述情况，目前我国建筑工地扬尘控制所采用的措施及相关技术情况为：建筑工地设置围挡、建筑工地主要道路硬化到位、建筑工地堆积裸土采用防尘网覆盖到位或绿化到位或固化到位、高层(多层)建筑物主体采用合格的安全网密闭到位、沿施工现场主要道路设置环绕式水喷淋系统、配置喷雾式降尘器定期洒水抑尘以及进出建筑工地的渣土运输车辆采用自动化冲洗设备冲洗、禁止焚烧各类建筑垃圾和高层(多层)建筑物内建筑垃圾使用垂直运输机械运输。上述措施的采取，一定程度上降低了大颗粒扬尘，但对严重危害人体健康的粒径小于10微米粉尘颗粒无法抑制，而且水、电等能耗大幅度增加，建设单位的成本因而也大幅度提高，部分建设单位的管理要求也无法达到。

建筑工地施工作业时，空气中的粉尘颗粒大小不同、分布状态不同，现有方法扬尘治理的主要对象是10-150微米的粉尘颗粒，而对于粒径小于10微米特别是粒径小于2.5微米的粉尘颗粒无效。虽然粒径10微米以下的颗粒在粉尘总质量中所占比例不到1％，但其长期悬浮于空气中，难以沉降，有时甚至会飘行近百公里，覆盖到城市生活居住范围，对人体的危害特别大，是造成大气污染的主要根源，严重威胁人类的健康和生命。

随着城市化建设加快，城市俨然已成为一个巨大的建设工地，现有常规的建筑工地空气净化措施难以满足发展的需要。因此，有必要研发出一种新的空气净化装置。

发明内容

本发明主要是为了解决目前开放式建筑工地通过封围、建立网屏障、湿冲洗等方式净化细微颗粒物效果欠佳的突出问题，提供一种电晕技术与干雾喷淋技术组合的装置，在较短时间内降低区域及周围细微颗粒物浓度，且节能效果佳，装置工作过程中无噪声。该装置也可用于应用于室内建筑工地去除细微颗粒物和甲醛、苯系物等气态污染物。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，包括有结构固定架、粗滤挡护网、干雾发生器、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环、页板式集尘极和控制装置；其中，所述结构固定架分为以金属固定杆连接的上结构固定架和下结构固定架两部分，所述上结构固定架用于固定所述粗滤挡护网、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环和页板式集尘极部件的顶端，所述下结构固定架用于固定所述粗滤挡护网、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环和页板式集尘极的底端，所述干雾发生器和控制装置放置在所述下结构固定架内。

上述技术方案的建筑工地用电雾组合空气净化装置使用时，将若干个所述定型装置或大型定制装置间隔放置于建筑工地围墙四周，也可根据实际情况进行分布放置；采用电晕技术与干雾喷淋技术组合的装置，在较短时间内降低区域及周围细微颗粒物浓度，且节能效果佳，装置工作过程中无噪声；结构固定架分为以金属固定杆连接的上结构固定架和下结构固定架两部分，结构布局合理；干雾发生器产生的干雾对经过装置前部的粗滤挡护网粗滤后尘粒中粒径在10微米以下的颗粒进行有效捕捉；主要针对建筑工地无组织排放进行研究创造的，进一步精细化、小型化后可应用于家庭、学校和工矿企业等，也可应用于广场、公路、车站和机场等需要除霾、除雾场所。

进一步的改进在于，所述粗滤挡护网为PE或PVC材质制作成的若干5-10cm边长窗格，所述窗格上覆有5-200目PA编织网；所述粗滤挡护网的上、下端分别与所述上、下结构固定架呈弧形紧固。

进一步的改进在于，所述干雾发生器为超声干雾发生器，放置在所述下结构固定架内；所述干雾发生器通过管道分布器与所述干雾喷淋网连接。

由空气动力学原理、斯蒂芬流原理和云物理学原理等多作用机理构成，实现对微米级粉尘的捕集。

进一步的改进在于，所述干雾喷淋网为内部间隔5-10cm，且固定在所述上、下结构固定架的金属网状结构，其结点是联通管道上开出的干雾喷淋嘴；经所述超声干雾发生器产生的粒径1-50微米的细密气态干雾由管道输送至所述干雾喷淋嘴形成细密气态干雾帘。

进一步的改进在于，所述电晕发生器为若干个水平排列放置的由金属材料制备的刺针状线形板的组合体，所述电晕发生器与经过整流后的直流电的正极连接，所述电晕发生器固定在所述上、下结构固定架上。

进一步的改进在于，所述双透环为两块间隔5-10cm的金属板组成，每块金属板开出若干个均间距直径5-10cm圆孔；所述双透环固定在所述上、下结构固定架上，并通过导线接地。

进一步的改进在于，所述页板式集尘极为水平放置的若干片间隔5-10cm、宽度3-20cm金属带形成的页板组合体，每片与水平线夹30°角，所述页板式集尘极与经过整流后的直流电的负极连接，所述页板式集尘极通过两边外框固定在所述上、下结构固定架上。

进一步的改进在于，所述控制装置与所述干雾发生器、整流器和外接电源连接，固定在所述下结构固定架上。

经发明人研究发现：根据空气动力学原理，当建筑工地含尘气流遇到干雾时，气流中的尘粒与密集的干雾进行随机碰触被聚并和捕捉，不同粒径的尘粒被捕捉的几率与干雾中的细微水滴粒径密切相关。干雾(呈水滴状)粒径＞＞尘粒粒径时，干雾呈水滴状，尘粒被气流带动绕过水滴；尘粒粒径＞＞干雾粒径时，干雾迅速被吸收，干雾利用率极低；当干雾粒径与尘粒粒径相当时，两者实现碰触几率最大，单位体积雾滴利用率最高。本发明装置中的干雾发生器即利用此原理设计，产生的干雾对经过装置前部的防护网粗滤后尘粒中粒径在10微米以下的颗粒进行有效捕捉。根据云物理原理，由于蒸发作用干雾喷出时，在局部空间内水蒸气达到瞬间过饱和而产生云现象，随着温度和浓度的空间细微变化，在云雾中会以尘粒为核进行相互碰触、凝聚，使颗粒不断长大，同时也使尘粒荷电能力增强。根据斯蒂芬流机理，干雾雾滴附近由于蒸发，产生内高外低的蒸汽浓度梯度，因而形成向外扩散的斯蒂芬流；尘粒附近由于凝聚产生内低外高的蒸汽浓度梯度，形成向尘粒核运动的斯蒂芬流。

本发明的装置利用三种机理的综合作用，实现对微米级尘粒的第一次聚并。

直流电场电子产生定向流动，并通过牵引作用使透过的气流也产生定向运动；气流经过特殊制作的双透环会加快流动速度，在电场前端形成相对负压，吸引第一次聚并的微米级尘粒通过电场，由于尘粒荷电能力增强，经电场荷电后，与气流中的尘粒进一步碰触、凝聚，形成第二次聚并，并在页板集尘极沉降；未聚并的荷电尘粒以及气流中的荷电离子在无动力风机气流带动下流出装置后到达更远处，让更大范围内的粒径在10微米以下的颗粒进行聚并和沉降。

本发明的电雾组合空气净化装置工作原理：在装置前面引风口，所述干雾发生器将液态水雾化成粒径1-50微米的细密气态干雾，通过所述干雾喷淋网形成干雾帘，由空气动力学原理、斯蒂芬流原理和云物理学原理等多作用机理实现对微米级尘粒的第一次聚并；所述电晕发生器与经过整流后的直流电的正极连接，所述页板式集尘极与经过整流后的直流电的负极连接，所述双透环接地；所述电晕发生器与所述页板式集尘极间形成直流高压电场使该空间空气电离产生雪崩效应并让经过该空间的尘粒荷电，在电场作用下产生的低温等离子体夹带的荷电尘粒形成等离子体气流，该气流沿引风口向出风口流出，并将尘粒进行第二次聚并，沉积于所述集尘页板上；所述双透环处于所述电晕发生器与所述页板式集尘极间的合适位置，利用透环放大原理能够呈几何级数提高电晕强度，极大的增加了荷电尘粒碰触几率，同时加快了等离子体气流速度；通过电晕与干雾喷淋的叠加效应，使得建筑工地内部及外部一定区域粒径10微米以下的粉尘颗粒大部分聚并和沉降，空气得到净化；随等离子体气流扩散的电子和负离子会让更大范围的粉尘颗粒聚并和沉降，对长期悬浮于建筑工地上空微米级粉尘颗粒起到了一定的阻止作用。本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置结构简单、无风机驱动、无噪声、低耗电，并且制作方便，可以根据建筑工地具体情况选择定型产品或定制产品。

附图说明

下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明：

图1为本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置的主视图；

图2为图1中干雾喷淋网的局部侧视图；

图3为图1中电晕发生器的局部侧视图；

图4为图1中双透环中的前透环局部侧视图；

图5为图1中双透环中的后透环局部侧视图；

图6为图1中页板式集尘极的局部侧视图；

图7为本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置剖面俯视图；

其中：1-粗滤防护网；2-干雾喷淋网；3-干雾喷淋嘴；4-电晕发生器；5-短起晕针；6-长起晕针；7-双透环；8-前透环；9-后透环；10-透孔；11-页板式集尘极；12-集尘页板；13-前支撑杆；14-后支撑杆；15-干雾发生器；16-干雾发生器；17-上固定架；18-下固定架。

具体实施方式

如图1、图7所示，本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置包括有结构固定架、粗滤挡护网1、干雾发生器15、干雾喷淋网2、电晕发生器4、双透环7、页板式集尘极11和控制装置16；其中，所述结构固定架分为以金属固定杆连接的上结构固定架17和下结构固定架18两部分，所述上结构固定架17用于固定所述粗滤挡护网1、干雾喷淋网2、电晕发生器4、双透环7和页板式集尘极11部件的顶端，所述下结构固定架18用于固定所述粗滤挡护网1、干雾喷淋网2、电晕发生器4、双透环7和页板式集尘极11的底端，所述干雾发生器15和控制装置16放置在所述下结构固定架18内。

本实施例中的建筑工地用电雾组合空气净化装置的前后方向为敞开式通风道，建筑工地含尘气流沿建筑工地用电雾组合空气净化装置的前部引入，经粗滤挡护网1滤除杂物和较大颗粒物，进入干雾喷淋区，在干雾喷淋嘴3形成的干雾喷淋网2与电晕发生极4之间尘粒进行第一次聚并；气流夹带尘粒进入直流电场，在电晕发生器4与页板式集尘极11之间尘粒进行第二次聚并，聚并后的尘粒大部分沉降在集尘页板12上，清洁气流经装置后部排出。

为防止杂物和较大颗粒物进入建筑工地用电雾组合空气净化装置，粗滤挡护网1采用尼龙网呈弧形固定在上结构固定架17、下结构固定架18上，PA网为5-200目。在本实施例中，粗滤挡护网1为PE或PVC材质制作成的若干5-10cm边长窗格上覆附5-200目PA编织网，用以粗滤较大颗粒物。

如图2所示，干雾发生器15为超声干雾发生器，借助于超声波将液态水雾化成粒径1-50微米的细密气态干雾，放置在所述下结构固定架17内；所述干雾发生器15通过管道分布器与所述干雾喷淋网2连接，干雾发生器15产生的干雾经干雾喷淋网2喷出形成雾帘向电晕发生器4方向流动，通过控制箱16控制调节干雾发生量；组成干雾喷淋网2干雾喷淋嘴3的排布为纵向间距X＝2-15cm，横向间距Y＝2-15cm，或根据场地需要合理排布并对电晕发生器4进行耦合调整；干雾喷淋网2为内部间隔5-10cm的固定在上、下结构固定架17、18的金属网状结构，其结点是联通管道上开出的干雾喷淋嘴3，经所述干雾发生器15产生的粒径1-50微米的细密气态干雾由管道输送至干雾喷淋嘴3形成细密气态干雾帘。

如图1、图3、图4、图5、图6所示，电晕发生器4为若干个水平排列放置的由金属材料制备的刺针状线形板的组合体，所述电晕发生器4固定在上、下所述结构17、18固定架上。电晕发生器4与经过整流后的直流电的正极连接，页板式集尘极11与经过整流后的直流电的负极连接，双透环7接地；电晕发生器4与页板式集尘极11间形成直流高压电场使该空间空气电离产生雪崩效应并让经过该空间的尘粒荷电，在电场作用下产生的低温等离子体夹带的荷电尘粒形成等离子体气流，该气流沿引风口向出风口流出，第二次聚并后的尘粒大部分沉降在集尘页板12上。

图3、图4、图5所示，双透环7为两块间隔5-10cm的金属板组成，每块金属板开出若干个均间距直径5-10cm圆孔；两块金属板圆孔直径可以一致，也可以不一致。在本实施例中，电晕发生器4上的短起晕针5和长起晕针6分别对应双透环7前透环8的透孔10和后透环9透孔10；经正交试验，其结果表明：在电压差不变的情况下，短起晕针5长度：长起晕针6长度＝1：1.5-3，短起晕针5底部到前透环8中心距离：长起晕针6底部到前透环9中心距离＝1:1.5-3范围内，本发明建筑工地用电雾组合空气净化装置的可产生最大量的夹带的荷电尘粒的等离子体气流。

电晕发生器4和页板式集尘极11分别连接经过整流后的直流电的正、负极，通过控制装置16控制两极的电压差，在其他条件不变的情况下，其电压差在5000-25000伏之间。页板式集尘极11为水平放置的若干片间隔5-10cm、宽度3-20cm金属带形成的集尘页板的组合体，每片与水平线夹30°角，所述页板式集尘极11与经过整流后的直流电的负极连接，所述页板式集尘极11通过两边外框固定在上、下结构固定架17、18上。

干雾发生器15通过控制装置16控制调频值和水流量，选择与电晕发生部分耦合的雾流参数，实验值5-50微米雾滴比例(％)＝50-80。控制装置16与干雾发生器15、整流器和外接电源连接，固定在下结构固定架17上，控制本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置运行。

双透环7采用上、下两行及前、后两排设计，其中心分别对应短起晕针5和长起晕针6，形成轴向层流流动，可最大限度降低径向干扰；双透环7上前后透孔10的直径可以相同或不同，其值＝2-15cm。

页板式集尘极11由为表面经特殊处理的金属材料制备成的集尘页板12按照一定的方式进行排列，其与电晕发生器4组成直流电场；集尘页板12表面可以最大程度的约束经过两次聚并后的尘粒，并可以在停用时进行无数次水清洗。

应用实验结果1表明：将本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置放置在大型室外建筑工地与外界相隔的围墙上沿处以及工地内部不同点，检测点在距本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置进、出风道50cm处，装置工作5分钟时，测试结果为：进口300-999微克/立方米，出口：20-50微克/立方米。

应用实验结果2表明：将本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置放置在小型敞开式室内建筑工地与外界相隔的门窗处以及内部不同点，检测点在距装置进出风道30cm处，装置工作5分钟时，测试结果为：进口500-999微克/立方米，出口：15-45微克/立方米。

作为本发明装置的改进，在出口处安装吸附网，可有效去除室内建筑及装修工地的甲醛、苯系物等气态污染物。

本发明的建筑工地用电雾组合空气净化装置，将干雾喷淋技术和电晕技术有机结合，干雾滴让微细尘粒实现第一次聚并，在电晕场的低温等离子体作用下形成叠加效应实现第二次聚并；无动力风源的情况下，经双透环强化，含尘气体在装置内定向流动，颗粒物聚并并在出口处被有效捕集；净化后的含一定量带电粒子的气体向外扩散，让更大范围内的空气得到净化。本发明装置能够提高我国建设工地无组织排放控制技术和治理的水平，能够有效控制污染扩散。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，例如对于安装在底座上各个部件的位置做一些调整，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，包括有结构固定架、粗滤挡护网、干雾发生器、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环、页板式集尘极和控制装置；其中，所述结构固定架分为以金属固定杆连接的上结构固定架和下结构固定架两部分，所述上结构固定架用于固定所述粗滤挡护网、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环和页板式集尘极部件的顶端，所述下结构固定架用于固定所述粗滤挡护网、干雾喷淋网、电晕发生器、双透环和页板式集尘极的底端，所述干雾发生器和控制装置放置在所述下结构固定架内。

2.根据权利要求1所述的建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，所述粗滤挡护网为PE或PVC材质制作成的若干5-10cm边长窗格，所述窗格上覆有5-200目PA编织网；所述粗滤挡护网的上、下端分别与所述上、下结构固定架呈弧形紧固。

3.根据权利要求2所述的建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，所述干雾发生器为超声干雾发生器，放置在所述下结构固定架内；所述干雾发生器通过管道分布器与所述干雾喷淋网连接。

4.根据权利要求3所述的建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，所述干雾喷淋网为内部间隔5-10cm，且固定在所述上、下结构固定架的金属网状结构，其结点是联通管道上开出的干雾喷淋嘴；经所述超声干雾发生器产生的粒径1-50微米的细密气态干雾由管道输送至所述干雾喷淋嘴形成细密气态干雾帘。

5.根据权利要求4所述的建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，所述电晕发生器为若干个水平排列放置的由金属材料制备的刺针状线形板的组合体，所述电晕发生器与经过整流后的直流电的正极连接，所述电晕发生器固定在所述上、下结构固定架上。

6.根据权利要求5所述的建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，所述双透环为两块间隔5-10cm的金属板组成，每块金属板开出若干个均间距直径5-10cm圆孔；所述双透环固定在所述上、下结构固定架上，并通过导线接地。

7.根据权利要求6所述的建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，所述页板式集尘极为水平放置的若干片间隔5-10cm、宽度3-20cm金属带形成的页板组合体，每片与水平线夹30°角，所述页板式集尘极与经过整流后的直流电的负极连接，所述页板式集尘极通过两边外框固定在所述上、下结构固定架上。

8.根据权利要求7所述的建筑工地用电雾组合空气净化装置，其特征在于，所述控制装置与所述干雾发生器、整流器和外接电源连接，固定在所述下结构固定架上。