CN115608084A - 一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘的方法，采用微纳米气泡和表面活性剂可以实现相互增益的效果，微纳米气泡在表面活性剂溶液中相对在清水中停留时间长、表面积大、与粉尘接触会更加充分，解决了传统喷雾除尘采用水雾吸附粉尘的方法降尘，喷头雾化效果较差，对粒径较小的粉尘吸附能力不强的技术问题，相较于清水对粉尘的润湿性能更强，对于无组织排放的空间内所有粒径的粉尘均有较好的吸附效果，提高了对微细粉尘的降尘效率，不仅可以降低喷雾降尘成本，还能降低对环境的污染，使用较低的表面活性剂浓度经过微纳米气泡增益就可以达到高浓度表面活性剂的效果，有效降低了企业控尘成本。
Description
技术领域
本发明涉及喷雾降尘技术领域，尤其是涉及一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统及方法。
背景技术
在工业等诸多领域均存在固体物料在采卸、破碎、筛分、输送等过程中易产生大量粉尘以及部分生产环节的中、低温烟尘的无组织排放。抑尘方法是使气体与粉尘微粒的多相混合物的分离操作技术，“粉尘”指的是沉降速率可以忽略的微小固体粒子，其粒径一般在0.01～100um之间。一定浓度的含尘气体会导致人体健康受到损害、精密产品质量和生产过状态异常等问题，因此，除尘技术和装置受到日益广泛和深入的研究与关注。
湿式除尘是工业除尘中最常用的一种方法，但传统的喷雾湿式除尘方法仍存在一些问题，如耗水量大，除尘效率不够高等。这是由于水的表面张力很大，导致疏水性粉尘不易被润湿，降尘效果欠佳。如何降低水的表面张力，提高喷雾降尘效率是近年来的研究热点，其中化学抑尘与喷雾降尘技术相结合是目前主流的方法。润湿性化学表面活性剂主要由不同的表面活性剂和其他材料复合组成。表面活性剂因具有特殊的结构，从而能够降低溶液的表面张力，一定程度上提高粉尘的润湿性，可以降低表面张力的物质都有表面活性，但表面活性剂是指可以大幅度降低水溶液表面张力，且有特殊的结构、两亲性以及吸附性能的物质。表面活性剂的特性有亲水亲油、降低表面张力、润湿、渗透等多种性质。但表面活性剂普遍价格偏高，且想到达高效降尘的目的需要加入大量的表面活性剂是达到一个高浓度的表面活性剂溶液，这伴随一个问题，高浓度的表面活性剂可能导致二次污染等问题。在喷雾降尘系统中用水中添加表面活性剂会极大地增加降尘成本，且表面活性剂可能对机械有腐蚀作用导致机械损伤。
微纳米气泡水是将气体和液体按一定比例混合，微纳米气泡水具有气泡粒径小、停留时间长、气液传质效率高、界面电位高，收缩破裂时会产生羟基自由基的特性，微纳米气泡水的电位等性能吸附空气中的粉尘使其沉降下来，能达到省水降尘的效果。但根据的研究发现，使用单一的微纳米气泡水作为喷雾介质对喷雾降尘效果的提升较小。
发明内容
本发明为了解决现有技术中降尘系统效率低、污染大、浪费水资源的技术问题，提供一种在尽量减少降尘成本的条件下，利用微纳米气泡与表面活性剂的协同作用，降低粉尘对环境的污染的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统及方法。
为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：
一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，包括依次连通的一级混合模块、二级混合模块以及喷雾降尘模块，所述一级混合模块用于将水与表面活性剂混合后通过管道输送至所述二级混合模块，所述二级混合模块用于将所述一级混合模块输送的混合液与微纳米气泡水混合后通过管道输送至所述喷雾降尘模块排出，所述一级混合模块还设有过滤装置。
如上所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，所述二级混合模块包括用于生产微纳米气泡水的发生器和用于混合所述发生器产生的微纳米气泡水与所述一级混合模块输送的混合液的混合池，所述发生器的一端通过管道与所述混合池连通，另一端与所述一级混合模块连通，所述混合池远离所述发生器的一端与所述喷雾降尘模块连通。
如上所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，所述混合池内设有多条用于输送微纳米气泡水的支管，所述混合池的进液端位于多条所述支管之间设有浮球阀。
如上所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，多条所述支管上均设有排气孔。
如上所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，所述混合池与所述喷雾降尘模块处还设有增压泵。
如上所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，所述一级混合模块包括投料口、设于所述投料口下侧用于混合液体的水粉混合室，所述水粉混合室与所述二级混合模块通过管道连通。
如上所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，所述二级混合模块与所述一级混合模块之间的连通处设有止回阀。
如上所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，所述喷雾降尘模块包括与所述二级混合模块连通的主管和多条与所述主管连通的喷雾支管，所述喷雾支管上设有用于喷出雾场的喷嘴。
一种如上任一项所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向一级混合模块内投入表面活性剂，外部水源通过过滤净化后，在一级混合模块中与表面活性剂混合，充分溶解后，得水与表面活性剂的一级混合液，通过管道输送至二级混合模块中；
S2、待二级混合模块中产生微纳米气泡水后与步骤S1中输送的一级混合液，充分混合得二级混合液，通过管道将二级混合液加压输送至喷雾降尘模块；
S3、喷雾降尘模块将步骤S2中输送的二级混合液喷出，形成雾场除尘。
本发明相对于现有技术，有以下优点：
1、本申请提供的一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，不仅能提升降尘效果，达到有效除去疏水性粉尘的效果，还可以减少表面活性剂对环境的污染，控制表面活性剂用量节约成本，而且整个喷雾系统的适用性更强，拥有空气中抑菌、杀菌的作用。从而改善工人工作环境，提高生产效率。
2、本申请提供的一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘的方法，采用微纳米气泡和表面活性剂可以实现相互增益的效果，微纳米气泡在表面活性剂溶液中相对在清水中停留时间长、表面积大、与粉尘接触会更加充分，解决了传统喷雾除尘采用水雾吸附粉尘的方法降尘，喷头雾化效果较差，对粒径较小的粉尘吸附能力不强的技术问题，相较于清水对粉尘的润湿性能更强，对于无组织排放的空间内所有粒径的粉尘均有较好的吸附效果，提高了对微细粉尘的降尘效率，不仅可以降低喷雾降尘成本，还能降低对环境的污染，使用较低的表面活性剂浓度经过微纳米气泡增益就可以达到高浓度表面活性剂的效果，有效降低了企业控尘成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统的结构示意图。
图2为本发明一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统的所述微纳米气泡水与表面活性剂混合模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体技术方案：
如图1-2所示，一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，包括过滤装置1、水与表面活性剂混合模块2、微纳米气泡水与表面活性剂混合模块3、发生器30、混合池31、喷雾降尘模块4、增压泵5和浮球阀6。
如图1所示，一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，包括依次连通的一级混合模块2、二级混合模块3以及喷雾降尘模块4，所述一级混合模块2用于将水与表面活性剂混合后通过管道输送至所述二级混合模块3，所述二级混合模块3用于将所述一级混合模块2输送的混合液与微纳米气泡水混合后通过管道输送至所述喷雾降尘模块4排出，所述一级混合模块还设有过滤装置1，通过采用微纳米气泡水协同表面活性剂喷雾降尘，表面活性剂因具有特殊的结构，从而能够降低溶液的表面张力，一定程度上提高粉尘的润湿性，微纳米气泡爆破可以产生强氧化性的羟基自由基，喷雾介质中包含微纳米气泡可对实施喷雾场所起到杀菌、抑菌作用，对其他有毒有害气体也具有一定的净化能力，通过设置用于混合水与表面活性剂的一级混合模块，其自身自带电机、水-粉混合室、流量计以及阀门，独立于增压泵、微纳米气泡与表面活性剂混合池，可以随时观测和调节水和表面活性剂配比。
优选的，如图2所示，所述二级混合模块3包括用于生产微纳米气泡水的发生器30和用于混合所述发生器30产生的微纳米气泡水与所述一级混合模块2输送的混合液的混合池31，所述发生器30的一端通过管道与所述混合池31连通，另一端与所述一级混合模块2连通，所述混合池31远离所述发生器30的一端与所述喷雾降尘模块4连通。
优选的，所述混合池31内设有多条用于输送微纳米气泡水的支管310，所述混合池31的进液端位于多条所述支管310之间设有浮球阀6，通过设置浮球阀，可防止混合池中水量过多溢出，从而引起其他器件发生损坏，还可避免微纳米气泡发生组空转和设定池中水量，保证降尘剂的浓度，其右侧设有静压出水口，保证活性。
优选的，多条所述支管310上均设有排气孔311，通过在多条支管上设置排气孔，微纳米气泡与表面活性剂可在混合池中分布均匀。
优选的，所述混合池31与所述喷雾降尘模块4处还设有增压泵5，通过设置增压泵，可将混合池中的微纳米气泡与表面活性剂的混合溶液加压输送至喷雾降尘模块中，并由喷嘴形成雾场，达到降尘的效果。
优选的，所述一级混合模块2包括投料口21、设于所述投料口21下侧用于混合液体的水粉混合室22，所述水粉混合室22与所述二级混合模块3通过管道连通。
优选的，所述二级混合模块3与所述一级混合模块2之间的连通处设有止回阀24。
优选的，所述喷雾降尘模块4包括与所述二级混合模块3连通的主管41和多条与所述主管41连通的喷雾支管42，所述喷雾支管42上设有用于喷出雾场的喷嘴43。
一种如上任一项所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘的方法，包括以下步骤：
S1、连通外部水源，并根据现场粉尘性质向一级混合模块2内投入表面活性剂，更优选的，可投入十二烷基硫酸钠，外部水源通过过滤净化后，在一级混合模块2中与表面活性剂混合，充分溶解后，得水与表面活性剂的一级混合液，通过管道输送至二级混合模块3中；
S2、待二级混合模块3中的发生器30产生微纳米气泡水后与步骤S1中输送的一级混合液，充分混合得二级混合液，通过管道将二级混合液加压输送至喷雾降尘模块4，在启动微纳米气泡水发生器30的同时，必须保证微纳米气泡与表面活性剂混合池31内有一定量的液体，防止微纳米气泡水发生器30中的泵机无水空转，从而导致烧坏电机；
S3、喷雾降尘模块4将步骤S2中输送的二级混合液喷出，形成雾场除尘。
本申请提供的一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘的方法，采用微纳米气泡和表面活性剂可以实现相互增益的效果，微纳米气泡在表面活性剂溶液中相对在清水中停留时间长、表面积大、与粉尘接触会更加充分，解决了传统喷雾除尘采用水雾吸附粉尘的方法降尘，喷头雾化效果较差，对粒径较小的粉尘吸附能力不强的技术问题，相较于清水对粉尘的润湿性能更强，对于无组织排放的空间内所有粒径的粉尘均有较好的吸附效果，提高了对微细粉尘的降尘效率，不仅可以降低喷雾降尘成本，还能降低对环境的污染，使用较低的表面活性剂浓度经过微纳米气泡增益就可以达到高浓度表面活性剂的效果，有效降低了企业控尘成本。
本申请还提供了一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘的系统，包括过滤装置、水与表面活性剂混合模块、微纳米气泡水与表面活性剂混合模块、发生器、混合池、喷雾降尘模块和增压泵，不仅能提升降尘效果，达到有效除去疏水性粉尘的效果，还可以减少表面活性剂对环境的污染，控制表面活性剂用量节约成本，而且整个喷雾系统的适用性更强，拥有空气中抑菌、杀菌的作用。从而改善工人工作环境，提高生产效率。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，其特征在于：包括依次连通的一级混合模块(2)、二级混合模块(3)以及喷雾降尘模块(4)，所述一级混合模块(2)用于将水与表面活性剂混合后通过管道输送至所述二级混合模块(3)，所述二级混合模块(3)用于将所述一级混合模块(2)输送的混合液与微纳米气泡水混合后通过管道输送至所述喷雾降尘模块(4)排出，所述一级混合模块(2)还设有过滤装置(1)。
2.根据权利要求1所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，其特征在于：所述二级混合模块(3)包括用于生产微纳米气泡水的发生器(30)和用于混合所述发生器(30)产生的微纳米气泡水与所述一级混合模块(2)输送的混合液的混合池(31)，所述发生器(30)的一端通过管道与所述混合池(31)连通，另一端与所述一级混合模块(2)连通，所述混合池(31)远离所述发生器(30)的一端与所述喷雾降尘模块(4)连通。
3.根据权利要求2所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，其特征在于：所述混合池(31)内设有多条用于输送微纳米气泡水的支管(310)，所述混合池(31)的进液端位于多条所述支管(310)之间设有浮球阀(6)。
4.根据权利要求3所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，其特征在于：多条所述支管(310)上均设有排气孔(311)。
5.根据权利要求2所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，其特征在于：所述混合池(31)与所述喷雾降尘模块(4)处还设有增压泵(5)。
6.根据权利要求1所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，其特征在于：所述一级混合模块(2)包括投料口(21)、设于所述投料口(21)下侧用于混合液体的水粉混合室(22)，所述水粉混合室(22)与所述二级混合模块(3)通过管道连通。
7.根据权利要求6所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，其特征在于：所述二级混合模块(3)与所述一级混合模块(2)之间的连通处设有止回阀(24)。
8.根据权利要求1所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘系统，其特征在于：所述喷雾降尘模块(4)包括与所述二级混合模块(3)连通的主管(41)和多条与所述主管(41)连通的喷雾支管(42)，所述喷雾支管(42)上设有用于喷出雾场的喷嘴(43)。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的微纳米气泡与表面活性剂协同增效强化喷雾降尘的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向一级混合模块(2)内投入表面活性剂，外部水源通过过滤净化后，在一级混合模块(2)中与表面活性剂混合，充分溶解后，得水与表面活性剂的一级混合液，通过管道输送至二级混合模块(3)中；
S2、待二级混合模块(3)中产生微纳米气泡水后与步骤S1中输送的一级混合液，充分混合得二级混合液，通过管道将二级混合液加压输送至喷雾降尘模块(4)；
S3、喷雾降尘模块(4)将步骤S2中输送的二级混合液喷出，形成雾场除尘。
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