CN111111377A - 一种去除雾霾并提供富氧空气的装置 - Google Patents

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    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents

Abstract

本发明涉及一种去除雾霾的装置，特别涉及一种通过分子筛去除雾霾并提供富氧空气的装置，是由脱水装置和相并联的吸氧氮装置和吸氧装置组成；所述脱水装置是由空气压缩机、汽水分离器和空气罐串联组成；所述的吸氧氮装置包括有分子筛吸附柱，所述的分子筛吸附柱的上端依次连接有排气电磁阀和溢流阀，碳分子筛吸附柱的下端依次连接有吸气电磁阀和吸气真空泵和氧氮气罐；所述分子筛吸附柱内采用4Å或5Å的分子筛。本发明的有益效果是：通过分子筛去除雾霾并提供富氧空气，以适应具有呼吸系统疾病病人或老人的需要。

Description

一种去除雾霾并提供富氧空气的装置
技术领域
本发明涉及一种去除雾霾的装置，特别涉及一种通过分子筛去除雾霾并提供富氧空气的装置。
背景技术
目前，空气中的雾霾去除办法一般分为两种，一种是静电消除雾霾，二是通过过滤来除去雾霾。第一种方法，容易产生臭氧，对人体会产生一些影响，特别不适合于呼吸科病人使用。第二种方法去除效果不太理想，需要定期更换过滤芯。另外，上述两种方法只能去除雾霾，并不能改变空气中氧气的含量。
对于养老医院的病人，特别是呼吸科病人或急救室病人来说，有时候需要提高空气中氧气含量，以减轻病人的痛苦，但上述两种方法，均不能达到医院的要求。
对于养老院的老人，特别是具有呼吸系统疾病的老人，需要富氧空气，并消除空气中的雾霾，才能提高养老院老人的生活质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特别通过分子筛去除雾霾并提供富氧空气的去除雾霾的装置，以适应具有呼吸系统疾病病人或老人的需要。
本发明是通过以下措施来实现的：
一种去除雾霾并提供富氧空气的装置，其特征在于包括有：是由脱水装置和相并联的吸氧氮装置和吸氧装置组成；
所述脱水装置是由空气压缩机、汽水分离器和空气罐串联组成；
所述的吸氧氮装置包括有分子筛吸附柱，所述的分子筛吸附柱的上端依次连接有排气电磁阀和溢流阀，碳分子筛吸附柱的下端依次连接有吸气电磁阀和吸气真空泵和氧氮气罐；所述分子筛吸附柱内采用4Å或5Å的分子筛；
所述的吸氧装置包括有碳分子筛吸附柱，所述的碳分子筛吸附柱的上端依次连接有排气电磁阀和溢流阀，碳分子筛吸附柱的下端依次连接有吸气电磁阀和吸气真空泵和氧气气罐；
所述的脱水装置的空气罐分别与吸氧氮装置的吸气电磁阀的进气口和吸氧装置吸气电磁阀的进气口连通；
所述的氧氮气罐和氧气气罐相连通。
上述的去除雾霾并提供富氧空气的装置，优选的，所述的碳分子筛吸附柱和分子筛吸附柱上端的电磁阀均为二位二通电磁阀、下端的电磁阀均为二位三通电磁阀。
上述的去除雾霾并提供富氧空气的装置，优选的，所述的空气压缩机为无油空气压缩机，所述的真空泵为无油真空泵。
上述的去除雾霾并提供富氧空气的装置，优选的，所述的碳分子筛吸附柱吸的碳分子筛的孔径为0.28~0.38nm。
雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗。颗粒物的英文缩写为PM，北京监测的是细颗粒物（PM2.5），也就是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒，霾粒子的分布比较均匀，平均直径大约在1－2微米左右。这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体。
空气主要由78%的氮气、21%的氧气、0.94%的稀有气体，0.03%的二氧化碳，0.03%的其它气体和水蒸气、杂质、杂质气体共同组成。
其中，氮气的直径为 3.64Å，氧气的直径为3.46Å，水的直径为2.76Å，二氧化碳的直径为3.3Å。
本发明先通过脱水装置可以有效脱除水气和部分的二氯化碳，可以防止水气对后续分子筛的毒化作用。脱水装置先通过汽水分离器去除大部分的水气，再经过3Å分子筛去除剩余的部分水气。
本发明是通过吸氧氮装置来吸收氧气和氮气并去除雾霾的。由于氧气和氮气的直径相差不大，采有4Å或5Å的分子筛可以有选择性地吸附空气中的氧气和氮气，可以有效去除雾霾。其工作原理是这样的：当脱水后的空气进入充填有4Å或5Å分子筛的吸附柱时，空气中的氧气和氮气会吸附到4Å或5Å分子筛上，由于多数的雾霾颗粒直径大约在1－2微米左右，雾霾不能进入分子筛的空隙中，带有雾霾的多余的空气通过电磁阀的一个通口排出。当4Å或5Å分子筛的吸附达到饱和或接近饱和时，打开电磁阀的另外一个通口，同时真空泵也开启，将吸附柱内4Å或5Å分子筛吸附的氧气和氮气吸出，此时，吸出的氧气和氮气是去除了雾霾的纯净的氧气和氮气。
吸氧装置采用是碳分子筛，碳分子筛的主要成分为元素碳，外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为4埃的微孔，该微孔对氧分子的瞬间亲和力较强，可用来分离空气中的氧气和氮气。
在分子筛吸附杂质气体时，大孔和中孔只起到通道的作用，将被吸附的分子运送到微孔和亚微孔中，微孔和亚微孔才是真正起吸附作用的容积。碳分子筛内部包含有大量的微孔，这些微孔允许动力学尺寸小的分子快速扩散到孔内，同时限制大直径分子的进入。
由于不同尺寸的气体分子相对扩散速率存在差异，气体混合物的组分可以被有效的分离。本发明采用的碳分子筛，碳分子筛内部微孔分布应在0.28~0.38nm。在该微孔尺寸范围内，氧气可以快速通过微孔孔口扩散到孔内，而氮气却很难通过微孔孔口，从而达到氧、氮分离。微孔孔径大小是碳分子筛分离氧、氮的基础，如果孔径过大，氧气、氮气分子筛都很容易进入微孔中，也起不到分离的作用;而孔径过小，氧气、氮气都不能进入微孔中，也起不到分离的作用。
吸氧氮装置产生的氧气和氮气混合气体，根据需要，补充少量的吸氧装置产生的氧气，以提高空气中氧的含量，通入医院病房或养老院的房间，达到去除雾霾并提供富氧空气的目的。
本发明的有益效果是：通过分子筛去除雾霾并提供富氧空气，以适应具有呼吸系统疾病病人或老人的需要。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图
图中，1空气压缩机、2汽水分离器、3空气罐、4-1吸气电磁阀、4-2分子筛吸附柱、4-3排气电磁阀、4-4溢流阀、4-5氧氮气罐、4-6吸气真空泵、5-1吸气电磁阀、5-2碳分子筛吸附柱、5-3排气电磁阀、5-4溢流阀、5-5氧气气罐、5-6吸气真空泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作具体的说明。
如图1所示，本发明涉及一种去除雾霾并提供富氧空气的装置，是由脱水装置和相并联的吸氧氮装置和吸氧装置组成。
所述脱水装置是由空气压缩机（1）、汽水分离器（2）和空气罐（3）串联组成，通过空气压缩机提供动力，汽水分离器去除空气中的水汽进入空气罐中，空气罐具有一定的压力。
所述的吸氧氮装置包括有分子筛吸附柱（4-2），所述分子筛吸附柱（4-2）内采用4Å分子筛。所述的分子筛吸附柱（4-2）的上端连接有排气电磁阀（4-3）的进气口，排气电磁阀（4-3）的出气口连接有溢流阀（4-4）。所述的排气电磁阀（4-3）为二位二通电磁阀。
碳分子筛吸附柱（4-2）的下端连接有吸气电磁阀（4-1）和吸气真空泵（4-6）和氧氮气罐（4-5）。所述的吸气电磁阀（4-1）为二位三通电磁阀，其进气口与空气罐的出气口连通。
所述的吸氧装置包括有碳分子筛吸附柱（5-2），碳分子筛的孔径为0.28~0.38nm。所述的碳分子筛吸附柱（5-2）的上端依次连接有排气电磁阀（5-3）和溢流阀（5-4），排气电磁阀（5-3）为二位二通电磁阀。
碳分子筛吸附柱（5-2）的下端依次连接有吸气电磁阀（5-1）和吸气真空泵（5-6）和氧气气罐（5-5）；所述的吸气电磁阀（5-1）为二位三通电磁阀，其进气口与空气罐的出气口连通。
所述的氧氮气罐（4-5）和氧气气罐（5-5）通过控制阀门相连通，向室内提供混合气体。
所述的空气压缩机为无油空气压缩机，所述的真空泵为无油真空泵。
以吸氧氮装置为例，具体本发明的工作过程为：经过空气压缩机、汽水分离器，去除空气中的水汽进入空气罐中，空气罐具有一定的压力。
当吸气电磁阀（4-1）的进气口和一路出气口打开，空气罐中的空气进入分子筛吸附柱（4-2）中，同时打开分子筛吸附柱（4-2）的上端的排气电磁阀（4-3）和溢流阀（4-4），部分氧气和氮气分子被吸附到分子筛上，多余的含有雾霾的气体经溢流阀排出。
当吸气电磁阀（4-1）的一路出气口和另一路出气口打开，排气电磁阀（4-3）关闭，同时启动吸气真空泵（4-6），将被吸附到分子筛吸附柱（4-2）的氧气和氮气吸入到氧氮气罐（4-5）中。
同样理由，将氧气吸附到氧气罐（5-5）中。
由于氧氮气罐（4-5）和氧气气罐（5-5）通过控制阀门相连通，通过控制阀门控制进气量，向室内提供混合气体。
当室内不需要过量的氧气时，可以关闭氧气气罐的控制阀门，仅仅将氧氮气罐的气体导入室内。
对于室内有呼吸方面的病人，可以根据病人的需要，适当打开氧气气罐的控制阀门，让少量的氧气进行室内，以增加氧气含量。

Claims (4)

1.一种去除雾霾并提供富氧空气的装置，其特征在于包括有：是由脱水装置和相并联的吸氧氮装置和吸氧装置组成；
所述脱水装置是由空气压缩机（1）、汽水分离器（2）和空气罐（3）串联组成；
所述的吸氧氮装置包括有分子筛吸附柱（4-2），所述的分子筛吸附柱（4-2）的上端依次连接有排气电磁阀（4-3）和溢流阀（4-4），碳分子筛吸附柱（4-2）的下端依次连接有吸气电磁阀（4-1）和吸气真空泵（4-6）和氧氮气罐（4-5）；所述分子筛吸附柱（4-2）内采用4Å或5Å的分子筛；
所述的吸氧装置包括有碳分子筛吸附柱（5-2），所述的碳分子筛吸附柱（5-2）的上端依次连接有排气电磁阀（5-3）和溢流阀（5-4），碳分子筛吸附柱（5-2）的下端依次连接有吸气电磁阀（5-1）和吸气真空泵（5-6）和氧气气罐（5-5）；
所述的脱水装置的空气罐（3）分别与吸氧氮装置的吸气电磁阀（4-1）的进气口和吸氧装置吸气电磁阀（5-1）的进气口连通；
所述的氧氮气罐（4-5）和氧气气罐（5-5）相连通。
2.根据权利要求1所述的去除雾霾并提供富氧空气的装置，其特征在于：所述的碳分子筛吸附柱和分子筛吸附柱上端的电磁阀均为二位二通电磁阀、下端的电磁阀均为二位三通电磁阀。
3.根据权利要求1所述的去除雾霾并提供富氧空气的装置，其特征在于：所述的空气压缩机为无油空气压缩机，所述的真空泵为无油真空泵。
4.根据权利要求1所述的去除雾霾并提供富氧空气的装置，其特征在于：所述的碳分子筛吸附柱吸的碳分子筛的孔径为0.28~0.38nm。
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