CN108722076A - 一种多尺度喷淋雾化除霾方法 - Google Patents

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李树民
李雨芮
李霞
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning

Abstract

本发明公开了一种多尺度喷淋雾化除霾方法。该方法包括以下步骤：a.根据国家相关部门发布的当地的污染物颗粒的种类、尺度、浓度以及环境参数确定目标喷雾粒径谱；b.协调分配喷雾系统中各喷嘴的压力和流量参数，喷雾系统生成满足目标粒径谱的多尺度液滴，或者采用超声雾化产生需要的满足目标粒径谱的多尺度液滴，将多尺度液滴喷洒到大气中；c.多尺度液滴与污染物颗粒经布朗碰撞、聚并增长、惯性捕集、直接拦截和水汽过饱和凝结等机制后，多尺度液滴携带颗粒物或者颗粒物聚并增长后沉降，完成清除颗粒物的工作。本发明具有应用范围广，除霾效率高等优点，并且可以根据污染物的种类和浓度进行灵活调节，实现不同尺度的颗粒污染物的高效清除。

Description

一种多尺度喷淋雾化除霾方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种多尺度喷淋雾化除霾方法。
背景技术
“蓝天保卫战”作为“三大攻坚战”之一，密切关系人民群众的健康和国家安定发展。现有喷淋雾化除霾技术及作业方式喷洒水雾的D50值均在20微米以上，作用机制单一，用水量较大，通常只能对较大粒径的污染物颗粒进行清除并且清除效率有限，在非常有利清除的条件下，如中、重度霾，对PM10的清除效率也很难超过30%，对PM2.5的清除效率更低甚至没有作用，水质处理不当或作业方式不当还会加重雾霾，不利于空气质量的改善。
针对以上问题，本发明发展了一种可以有效及高效清除PM10、PM2.5以及PM1.0的多尺度喷淋雾化除霾方法，利用多种物理、化学作用机制，通过合适粒径的水雾使前体物和PM2.5、PM1.0等小颗粒增大为沉降颗粒并实现沉降清除。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多尺度喷淋雾化除霾方法。
本发明的多尺度喷淋雾化除霾方法包括以下步骤：
a.根据污染物颗粒的种类、尺度、浓度以及环境参数确定目标水雾粒径谱；
b.协调分配喷雾系统中各喷嘴的压力和流量参数，通过喷雾系统生成满足目标粒径谱的多尺度液滴，并喷洒到大气中；或者采用超声雾化装置产生满足目标粒径谱的多尺度液滴，并散布到大气中；
c.多尺度液滴与污染物颗粒经布朗碰撞、聚并增长、惯性捕集、直接拦截、水汽过饱和凝结后，多尺度液滴携带颗粒物在重力的作用下沉降，完成颗粒物的清除工作。
步骤b中的喷雾系统采用喷雾粒径连续可调的气-液两相喷嘴、单相高压喷嘴、气泡雾化喷嘴或超声雾化喷嘴中的一种或以上。
步骤b中的多尺度液滴的粒径为中值粒径D50，即50%液滴的粒径在5微米~20微米之间。
本发明的多尺度喷淋雾化除霾方法适用于以某一粒径范围为主的污染物颗粒，或者粒径分布很广的多尺度混合污染物颗粒。针对不同类型、尺度和浓度的污染物的清除试验和理论研究，确定较优的喷雾粒径谱。在具体实施过程中可以结合监测、数值模式预测和实验室试验等多种手段，确定最佳治理时机和策略。
本发明的多尺度喷淋雾化除霾方法通过协调控制多种参数组合的雾化系统产生多尺度喷淋雾化雾滴。综合利用污染物颗粒间的布朗运动，超微污染物颗粒与微小液滴间的碰并增长，高浓度水滴快速捕集污染物颗粒并最终凝结沉降，喷淋雾化液滴对超细污染物颗粒的捕集及多超细颗粒间的凝结增长多种湿清除机制实现多种尺度污染物颗粒的高效清除。
本发明的多尺度喷淋雾化除霾方法具有高效、低能耗、适用粒径范围广的优点。本发明的多尺度喷淋雾化除霾方法不产生二次污染，在封闭空间清除效率达95%，开放和半开放空间清除效率70%以上。
附图说明：
图1为本发明的多尺度喷淋雾化除霾方法中的喷雾系统喷嘴组合示意图；
图中，1.高压单相喷嘴 2.气-液两相喷嘴I 3. 气-液两相喷嘴II 4.气泡雾化喷嘴5.超声雾化喷嘴 6.供水供气管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
实施例1
a.根据四川省成都市2017年12月25日发布的当地的污染物颗粒的种类、尺度、浓度以及环境参数，确定目标喷雾粒径谱中值粒径为15~20微米之间；
b.如图1所示，喷雾系统由四种喷嘴组合而成，包括单相高压喷嘴、气-液两相喷嘴、气泡雾化喷嘴和超声雾化喷嘴，协调分配喷雾系统中各喷嘴的压力和流量参数，通过多套、多参数喷嘴的联合作业以及协调控制压力和流量参数，喷雾系统生成满足目标粒径谱的中值粒径D50为15~20微米之间的多尺度液滴，并喷洒到大气中；
c.多尺度液滴与污染物颗粒经布朗碰撞、聚并增长、惯性捕集、直接拦截和水汽过饱和凝结等机制后，多尺度液滴携带颗粒物或者颗粒物聚并增长后在重力的作用下沉降，完成清除颗粒物的工作。
本发明的多尺度喷淋雾化除霾方法在封闭空间清除效率达95%，开放和半开放空间清除效率70%以上。
本发明的多尺度喷淋雾化除霾方法在成都环球中心外的开放空间开展工程试验研究，测量得到的PM2.5质量浓度变化图显示，在喷淋正常作业后10分钟内，雾霾指数快速下降，10分钟左右PM2.5低于40，达到优良水平。

Claims (3)

1.一种多尺度喷淋雾化除霾方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
a.根据污染物颗粒的种类、尺度、浓度以及环境参数确定目标水雾粒径谱；
b.协调分配喷雾系统中各喷嘴的压力和流量参数，通过喷雾系统生成满足目标粒径谱的多尺度液滴，并喷洒到大气中；或者采用超声雾化装置产生满足目标粒径谱的多尺度液滴，并散布到大气中；
c.多尺度液滴与污染物颗粒经布朗碰撞、聚并增长、惯性捕集、直接拦截、水汽过饱和凝结后，多尺度液滴携带颗粒物在重力的作用下沉降，完成颗粒物的清除工作。
2.根据权利要求1所述的一种多尺度喷淋雾化除霾方法，其特征在于：步骤b中的喷雾系统采用喷雾粒径连续可调的气-液两相喷嘴、单相高压喷嘴、气泡雾化喷嘴或超声雾化喷嘴中的一种或以上。
3.根据权利要求1所述的一种多尺度喷淋雾化除霾方法，其特征在于：步骤b中的多尺度液滴的粒径为中值粒径D50，即50%液滴的粒径在5微米~20微米之间。
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CN110006792A (zh) * 2019-03-12 2019-07-12 中国矿业大学 一种用于液滴-颗粒碰撞凝并测试的实验系统及方法

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CN107497219A (zh) * 2017-10-18 2017-12-22 湘潭大学 一种基于自动控制系统的气液两相流清除雾霾装置
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