CN205948553U - 一种治理雾霾的净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种治理雾霾的净化装置，包括通过高压水管依次连接的过滤器、加压系统、多个雾化喷头，还包括空压机和控制系统，其特征在于：该净化装置的供水来源为市政供水系统所述的过滤器装置在箱体内并通过装有供水阀的供水管连接到市政供水系统上，所述控制系统包括控制柜及装置在控制柜上的粉尘传感器和湿度传感器，所述雾化喷头分为多组且并连在高压水管上，带有雾化喷头部分的高压水管固定在固定架或市政设施上，每个雾化喷头上均装置有防护装置，该净化装置整体结构严谨，雾化效果好，可将高压水雾化为粒径1μm—50μm的颗粒，该粒径的水雾颗粒在空中做布朗运动，捕捉PM10以下的颗粒物，使之沉降，达到净化空气，降低雾霾的目的。

Description

一种治理雾霾的净化装置

技术领域

本实用新型专利涉及空气净化领域，尤其是一种治理城市雾霾和大气污染的净化装置。

背景技术

目前，随着现在空气污染越来越严重，各个城市出现雾霾的现象越来越严重，人们越来越关注PM2.5颗粒对身体健康的影响。PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物，细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态，同时颗粒物会对呼吸系统和心血管系统造成伤害，导致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和过早死亡，对人体健康的危害很大。由于我国的经济快速发展，城市化和工业化进程的加快，空气污染问题日益严重，各大城市出现了严重的雾霾，影响到人们的日常生活，更威胁人们的健康。雾霾的来源主要是人为因素：1、汽车尾气，使用柴油的大型车是排放PM10的“首犯”，包括公交车、单位班车、大型运输车、市政园林作业车(洒水车、洗扫车、喷雾抑尘车)等等。2、北方冬季烧煤供暖产生的废气。3、地面灰尘大，空气湿度低，人流和车流造成的扬尘与建筑扬尘。4、工业排放的废气。5、其他因素(如厨房油烟、装修灰尘、汽修喷漆等)。因我国雾霾主要发生区域大部分是黄土高原和黄土平原，遇到秋冬干旱、少雨、多风的季节，一些尘土颗粒物也是雾霾的帮凶。

雾霾肆虐着中华大地，蚕食着人民的生命，危害着人类的身心健康，2016年联合国环境大会上的报告显示，全世界每年有700多万人死于空气污染。2015年美国科学家一项研究报告显示，中国的空气污染每天导致4000多人死亡，占中国死亡人数的17％。雾霾中的雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴 或水晶组成的气溶胶系统，多出现于秋冬季节，霾是由空气中的二氧化硫、氮氧化合物和可吸入颗粒物(PM2.5、PM10)这三种主要成份组成，前两者为气态污染物，最后一种是加重雾霾天气的罪魁祸首。在雾霾的构成物中，粒径小于5μm的呼吸性粉尘分散度高，比表面积大，化学活性强，容易吸附CO、氮氧化合物、致癌物等有毒有害物质，可随呼吸进入人体的肺部和血液，危害性极大。国内外医疗学者长期以来研究发现，PM2.5浓度的增高与心肺疾病的超额发病率、死亡率相关。因此，呼吸性粉尘的污染治理已成为继SO2、氮氧化物后逐步引起各国广泛重视和关注的问题。

雾霾治理的常规方案有以下几种：一、提高机动车燃油的质量标准，减少燃油车的使用量，提倡绿色能源机动车(如电动车)替代燃油车。二、控制燃煤数量，用清洁能源代替。三、1、对城市道路和在建工地进行抑尘、降尘。2、对进入市区的车辆进行除尘治理。四、减少工业排放的废气，五、有效、局部的增加空气湿度。

目前国内外常用的空气除尘与净化设备主要为过滤式除尘器、电除尘器、水雾空气除尘器等设备，但是以上设备各有不足：过滤式除尘器的结构简单，使用方便。但是用于去除空气中PM2.5过滤式除尘器的滤材孔径小，过滤阻力大，使用寿命短，需要频繁更换滤芯；当含尘气体湿度较大时，粉尘很容易粘在滤材上，使滤材阻塞，除尘性能降低。电除尘器是含尘气体在通过高压电场过程中进行电离，使尘粒荷电，在电场力的作用下尘粒沉积到集尘极上，实现尘粒与气体分离的除尘设备。电除尘器的特点是气流阻力小、能耗低，但除尘过程中可能产生臭氧和氮氧化物，产生更为有害的二次污染。水雾空气除尘器是利用较低压力的水通过小孔喷射产生的水雾吸附灰尘来净化空的。水雾除尘器具有结构简单，占地面积小及净化效率高的特点。低压水雾除尘器可以 有效地除去气流中直径大于10μm的液态或固态粒子，也能脱除部分气态污染物，净化效率一般为80～90％。对于直径小于5μm的呼吸性粉尘，净化效率较低，而且目前的水雾除尘器只针对扬尘较多的场合使用，比如建筑工地、煤矿厂、粉尘车间等，针对市政道路，并没有一套固定、完善的水雾除尘设备，现有的针对市政道路的空气除尘净化一般只通过洒水车的实施方案来实现，但是，洒水车为柴油车，能耗大、污染大，洒出的水颗粒非常大，一般只起到路面降温、降低大颗粒粉尘的作用，不能有效的对空气中较小的雾霾颗粒进行吸附，特别是针对粒径小于5um的粉尘颗粒，根本无任何降低作用，空气除尘净化效果十分不好，目前，亟需一种可以固定的、长久有效的、时间段性的、针对市政道路进行空气净化、降低雾霾的装置。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的是要提供一种针对市政道路及其他需要空气净化、降低雾霾的场所的一种治理雾霾的净化装置。本实用新型可以取代现有的喷雾抑尘车和洒水车，利用市政供水网系统，对附近的空气进行净化、降霾处理，该装置成本低、降霾效果好、稳定性好、使用寿命长，可在各大、中、小城市推广应用。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种治理雾霾的净化装置，包括通过高压水管依次连接的过滤器、加压系统、多个雾化喷头，还包括空压机和控制系统，其特征在于：该净化装置的供水来源为市政供水系统或其他自设的供水井、河流等有水设施上，也可以是国家提倡的海绵城市中的城市雨水收集系统或中水，所述的过滤器装置在箱体内并通过装有供水阀的供水管连接到市政供水系统上，所述控制系统包括控制柜及装置在控制柜内的时间控制器、电路控制板、控制按钮及装置在该控制柜上 的粉尘传感器和湿度传感器，所述雾化喷头分为多组且并连在高压水管上，带有雾化喷头部分的高压水管固定在固定架或市政设施上，在此，可以根据装置的大小，制作专门的支架，用来安装、支撑带有雾化喷头的高压水管，也可以将该高压水管安装在市政道路设施上、附近建筑物上等，每个雾化喷头上均装置有防护装置。控制系统通过其上的粉尘传感器和湿度传感器传回的环境中粉尘和湿度的浓度启动或者关闭供水阀、吹气阀、供气阀、过滤器、空压机，也可以人工通过控制按钮打开或关闭各个控制装置，也可以通过时间控制器来控制，当需要喷雾净化周围空气时，控制系统通过控制供水阀打开连通到市政供水系统的消防栓处，水依次通过过滤器过滤、加压系统加压后经高压水管输送至雾化喷头处，被雾化为粒径1μm—50μm的水雾喷出，实现空气净化，降低雾霾的效果。

作为优选地，所述空压机通过带有吹气阀的高压气管连接到高压水管上；当该净化装置非工作状态下，可启动空压机并打开吹气阀将高压水管内的水排尽，防止在冬天较冷天气下高压水管内的余水冷冻结冰、外界粉尘进入积累、水内杂质沉淀累积等堵塞高压水管的情况发生，妨碍该净化装置的使用。

作为优选地，所述空压机通过带有供气阀的高压气管延伸到雾化喷头处，并在雾化喷头处并列分支出多个喷气头，喷气头与雾化喷头相对应；当雾化喷头进行喷雾工作时，可同时开启供气阀使喷气头喷气，将雾化喷头喷出的水雾吹散开来，或吹至较远的地方，扩大有效净化面积。

作为优选地，该装置也可以不使用空压机吹气装置，只需在所述加压系统到雾化喷头之间的高压水管上设置有由控制柜供电的伴热带即可，该伴热带可对高压水管加热，防止冻裂或者高压水管内的水冻结。

作为优选地，所述空压机同时通过与带有吹气阀的高压气管并接的、带有供气阀的高压气管延伸到雾化喷头处，并在雾化喷头处并列分支出多个喷气头，喷气头与雾化喷头相对应，该空压机不仅可以向高压气管内吹气排尽高压气管内的余水，也可以通过喷气头向雾化喷头处喷气，使雾化后的水雾扩散到更大范围内。

作为优选地，所述空压机装置在箱体内，紧挨过滤器，这样，在空压机工作时产生的热量可以供给过滤器，对过滤器起到保温或升温的作用，防止过滤器在冬天工作时内部太冷结冰。

进一步作为优选地，所述箱体外周设置有可拆除的保温装置，可依外界温度拆除或安装上该保温装置，保护内部过滤器或空压机，比如，冬天较冷天气安装上该保温装置，夏天拆除保温装置。

作为优选地，所述的喷气头为圆管形喷气头，并与雾化喷头一同置于防护装内，该防护装置可防止外界粉尘进入雾化喷头和喷气头处，堵塞喷孔。

作为优选地，所述的喷气头为环形圆管喷气头，并包覆着雾化喷头外周，与雾化喷头一同置于防护装置内，环形圆管喷气头结构使雾化喷头四周均为喷气孔，喷出的环形气流可优化水雾的扩散面积和扩散速度。

作为优选地，所述的防护装置为防护网，该防护网可防止外界粉尘等杂物进入雾化喷头和喷气头内，同时不影响雾化喷头喷雾和喷气头喷气。

作为优选地，所述的过滤器底部设置有重力传感器，可将过滤器内的水量信息通过该重力传感器传递给控制系统，这样做的好处是：防止冬天过滤器内的水没有雾化喷完，余水在过滤器内结冰，影响下次工作，控制系统可在过滤器内的水喷完后再关闭其他运行的设备，防止冬天情况下过滤器内有余水。

作为优选地，加压系统与雾化喷头之间的高压水管上设置有止回阀和压力传感器，防止消防栓无水或压力过小的情况下水倒流，通过压力传感器检测高压水管的压力值，保证后续高压喷头水的雾化效果，一旦压力值过高或过低，控制系统就会控制停止或关小、调大供水阀，防止出现雾化效果不理想或破坏高压水管的现象发生，并启动报警程序，提醒工作员调整。

与现有技术相比，本实用新型提供的净化装置的结构与众不同，该净化装置整体结构严谨，雾化效果好，可将高压水雾化为粒径1μm—50μm的颗粒，该粒径的水雾颗粒在空中做布朗运动，捕捉PM10以下的颗粒物，使之沉降，达到净化空气，降低雾霾的目的。本实用新型装置可以安装在市政水务管网上的消防栓附近，解决本实用新型的用水之扰，从消防栓上接入本装置并进行水处理。可以通过控制系统控制主机自动开关机和供水阀水流量大小。高压水管可以是耐高压的金属管或耐高压塑胶管组成的干、支管路。高压水管的主管路可以由金属管或塑钢管组合而成的支撑系统支撑输送，其支撑高压水管的重量、高度，视实际情况而定，也可以埋在地下。

该净化装置主要安放在城市道路的人行道上，市政供水网消防栓附近(因城市规划规定，每隔120米应有一个消防栓)。可以利用现有的市政设施对该装置供水。该装置将市政水(或中水、雨水)经过过滤器水质处理后(软化或过滤)供给加压系统中的液泵系统，经处理过的水再经液泵加压后，通过高压水管干管、支管及末端喷嘴微孔撞击技术产生的水雾颗粒，能产生大量的“空中维生素”负离子，使空气质量明显改善。这是由于：产生的水雾颗粒在空中捕捉灰尘后，逐渐凝聚成团，受地球引力，下落沉降。由于本实用新型的装置可以全效覆盖路面(机动车道、非机动车道、人行道)水雾同时有路面加湿作用，因此，人流和车流不会造成道路扬尘。

科技日报，2015年4月4日发表专家的文章，华北雾霾久经不散，是因为飘尘中的微小颗粒物带电，经过研究证实，本实用新型不但除尘降尘，而且粒径1μm—50μm的水雾颗粒产生的小粒负离子，可以主动出击，捕捉小粒微尘，使其凝聚而沉降，有效去除了2.5微米(PM2.5)及以下的微尘，从而减少了PM2.5对人体健康的危害，负离子对空气的净化作用是源于负离子与空气中的细菌，灰尘颗粒物，烟雾等带正离子的微粒的结合，并聚成团降落，从而消除PM2.5、PM10的危害。巧合的是该粒径范围的水雾负离子颗粒在空气中做布朗“之”字形运动，而布朗运动本身就是消除微小粉尘物的有效方法，负离子结合漂浮在空气中的微小粉尘后，促进飘尘也做布朗运动，从而清除飘尘，经实验证明，飘尘直径越小，越易被负离子捕捉而沉降。可见，本净化装置针对小微粒的净化效果非常好，由于本实用新型治理雾霾和大气污染的效果，已经超过了洒水车和抑尘车的效果，因此，完全可以取代这种会带来二次污染的市政环保作业车。而且，考虑到市政供水管网的流量和加压泵站的流量及远距离输送造成的水压流失，大功率液泵加压的噪音污染，本实用新型装置可以以120米或240米装置一套净化装置，成为一个单元，可以用多个单元装置来满足一个城市的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本净化装置的连接结构示意图；

附图2为本净化装置中雾化喷头6与喷气头21的一种结构位置示意图；

附图3为本净化装置中雾化喷头6与喷气头21的另一种结构位置示意图；

附图4为本净化装置中防护装置61结构示意图；

附图5为本净化装置中带有伴热带51的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

实施例一：

如图1～4所示，一种治理雾霾的净化装置，包括通过高压水管13依次连接的过滤器2、加压系统4、多个雾化喷头6，还包括控制系统5，该净化装置的供水来源为市政供水系统1，所述的过滤器2通过装有供水阀11的供水管12连接到市政供水系统1上，所述控制系统5包括控制柜及装置在控制柜内的时间控制器、电路控制板、控制按钮及装置在该控制柜上的粉尘传感器7和湿度传感器9，所述雾化喷头6可分为多组且并连在高压水管13上，带有雾化喷头6部分的高压水管13固定在固定架或市政设施上，每个雾化喷头6上均装置有防护装置61，该防护装置优选为防护网，在不妨碍水雾喷出的情况下，防止外界粉尘等杂物进入喷孔，堵塞喷孔。

具体应用时，通过控制系统打开供水阀11，市政供水系统-消防栓内的水通过供水管12进入过滤器2，经过滤器2过滤后进入加压系统4液压泵中，然后进加压系统4加压后经过高压水管13和止回阀131进入雾化喷头6处，被雾化成1μm～50μm的水雾颗粒，喷出雾化喷头6，透过防护装置61，进入外部空气中，对空气中的粉尘、雾霾、有害气体进行吸附，当吸附到一定粒径后，在重力作用下落到地面上，实现空气净化作用。

实施例二：

本实施例不仅包括实施例一种的技术方案，同时还包括一套吹气系统，该吹气系统为空压机3何从空压机3上引出的高压气管31，该高压气管31的引出形式有三种：1、空压机3通过带有吹气阀311的高压气管31连接到高压水管13上，通过吹气排尽高压水管13内的余水等，防止较冷天气下余水冻结在高压水管13内。2、压机3通过带有供气阀312的高压气管31延伸到雾化喷头6处，并在雾化喷头6处并列分支出多个喷气头32，喷气头32与雾化喷头6相对应，当雾化喷头6进行喷雾工作时，可同时开启供气阀312使喷气头32喷气，将雾化喷头6喷出的水雾吹散开来，或吹至较远的地方，扩大有效净化面积。3、同时具有第1种形式和第2中形式，空压机3同时通过与带有吹气阀311的高压气管31并接的、带有供气阀312的高压气管31延伸到雾化喷头6处，并在雾化喷头6处并列分支出多个喷气头32，喷气头32与雾化喷头6相对应，同时实现第1种形式和第2中形式的有益效果。此处，喷气头32的形式也有两种：1、喷气头32为圆管形喷气头，并与雾化喷头6一同置于防护装置61内。2、所述的喷气头32环形圆管喷气头，并包覆着雾化喷头外周，与雾化喷头6一同置于防护装置61内。

实施例三：

该实施例与实施例二的区别在于：可将过滤器2和空压机3装置在一个箱体10内，箱体10外周设置有可拆除的保温装置，这样，在空压机3工作时产生的热量可以供给过滤器2，对过滤器2起到保温或升温的作用，防止过滤器2在冬天工作时内部太冷结冰。箱体10外周设置有可拆除的保温装置，可依外界温度拆除或安装上该保温装置，保护内部过滤器2或空压机3，比如，冬天较冷天气安装上该保温装置，夏天拆除保温装置。

实施例四：

本实施例与以上三种实施例的区别在于：过滤器2底部设置有重力传感器9，加压系统4与雾化喷头6之前的高压水管13上设置有止回阀131和压力传感器132，可将过滤器2内的水量信息通过该重力传感器9传递给控制系统5，这样做的好处是：防止冬天过滤器2内的水没有雾化喷完，余水在过滤器2内结冰，影响下次工作，控制系统9可在过滤器2内的水喷完后再关闭其他运行的设备，防止冬天情况下过滤器2内有余水。加压系统4与雾化喷头6之间的高压水管13上设置有止回阀131和压力传感器132，防止消防栓无水或压力过小的情况下水倒流，通过压力传感器132检测高压水管13的压力值，保证后续高压喷头6出水的雾化效果，一旦压力值过高或过低，控制系统5就会控制停止或关小、调大供水阀11，防止出现雾化效果不理想或破坏高压水管6的现象发生，并启动报警程序，提醒工作员调整。

实施例五：

本实施例与实施例二的区别在于，本装置不使用吹起系统，而采用在所述加压系统4到雾化喷头6之间的高压水管13上设置有由控制柜供电的伴热带51即可，该伴热带51可对高压水管13加热，防止冻裂或者高压水管13内的水冻结。

值得注意的是，此处的雾化喷头6可以以焊接或其他连接形式固定在高压水管13支管上，高压水管13支管可以固定在道路绿化设施上，也可以固定在道路市政设施上或路边建筑上，可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种治理雾霾的净化装置，包括通过高压水管(13)依次连接的过滤器(2)、加压系统(4)、多个雾化喷头(6)，还包括空压机(3)和控制系统(5)，其特征在于：该净化装置的供水来源为市政供水系统(1)，所述的过滤器(2)装置在箱体(10)内并通过装有供水阀(11)的供水管(12)连接到市政供水系统(1)上，所述控制系统(5)包括控制柜及装置在控制柜内的时间控制器、电路控制板、控制按钮及装置在该控制柜上的粉尘传感器(7)和湿度传感器(9)，所述雾化喷头(6)分为多组且并连在高压水管(13)上，带有雾化喷头(6)部分的高压水管(13)固定在固定架或市政设施上，每个雾化喷头(6)上均装置有防护装置(61)，经雾化喷头(6)喷出的水的粒径为1μm—50μm。

2.根据权利要求1所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述空压机(3)通过带有吹气阀(311)的高压气管(31)连接到高压水管(13)上。

3.根据权利要求1所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述空压机(3)通过带有供气阀(312)的高压气管(31)延伸到雾化喷头(6)处，并在雾化喷头(6)处并列分支出多个喷气头(32)，喷气头(32)与雾化喷头(6)相对应。

4.根据权利要求2所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述空压机(3)同时通过与带有吹气阀(311)的高压气管(31)并接的、带有供气阀(312)的高压气管(31)延伸到雾化喷头(6)处，并在雾化喷头(6)处并列分支出多个喷气头(32)，喷气头(32)与雾化喷头(6)相对应。

5.根据权利要求1所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述空压机(3)装置在箱体(10)内。

6.根据权利要求1所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述加压系统(4)到雾化喷头(6)之间的高压水管(13)上设置有由控制柜供电的伴热带(51)。

7.根据权利要求3或4所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述的喷气头(32)为圆管形喷气头，并与雾化喷头(6)一同置于防护装置(61)内。

8.根据权利要求7所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述的喷气头(32)为环形圆管喷气头，并包覆着雾化喷头外周，与雾化喷头(6)一同置于防护装置(61)内。

9.根据权利要求7所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述的防护装置(61)为防护网。

10.根据权利要求1所述的一种治理雾霾的净化装置，其特征在于：所述的过滤器(2)底部设置有重力传感器(9)，加压系统(4)与雾化喷头(6)之间的高压水管(13)上设置有止回阀(131)和压力传感器(132)。