CN206027318U - 一种高速旋转水喷淋空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气液两相接触、吸附、吸收、净化的高速旋转水喷淋空气净化装置，本实用新型内容包含两个方面：第一，提出了高速旋转喷淋（动态喷淋）净化空气的新概念、理论及计算方法；第二，给出了一种高速旋转水喷淋空气净化装置的技术方案。喷淋器上端与动力源连接，驱动其高速旋转，水泵将水通过供水管送至喷淋管内腔，由于水的压力作用，水从喷水孔喷出，形成和喷淋管同步高速旋转的喷淋水柱；从而实现了高速旋转水喷淋；经计算，应用本实用新型高速旋转水喷淋空气净化装置技术设计的净化设备，其净化效率是同类设备的几十倍，甚至几百倍。

Description

一种高速旋转水喷淋空气净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种气液两相接触、吸附、吸收、净化的水喷淋空气净化装置。属于环保、化工空气净化设备。

背景技术

目前使用水或水溶液（以下统称为水）作为介质，使气液两相接触，进行吸附、净化、吸收、萃取技术应用广泛。其主要方法有两种：第一种是用液体湿润固体表面，形成液膜，液膜与污染气体接触，吸附、吸收气体中的污染物或萃取物，使气体得到净化或达到萃取的目的。第二种是，直接喷淋，喷淋液柱（液滴）与气体接触，达到上述目的。

上述第一种方法的典型案例是德国文塔公司实用新型的文塔水洗空气净化器。图1是其原理示意图。旋转叶片在水槽中湿润表面，形成水膜；风扇将污染空气吹向叶片，污染物被水膜吸附，使空气得到净化。这种净化方法简单、适用，但受体积限制，叶片尺寸、数量不能太大，气水接触面积很小。德国文塔净化器的气水接触面积最大的仅8平方米，净化效率有限。

另一个典型案例是发电、炼钢、水泥、玻璃等工业除尘、脱硫、化工酸雾净化广泛应用的填料塔（由于不同用途，有称填充塔、酸雾净化塔、脱硫脱销塔、喷淋塔等，以下统称填料塔）。图2是填料塔的原理示意图。水泵将喷淋液通过管道送至喷头，喷头喷出的液体湿润下方的填料，填料表面形成水膜；污染气体从进气口吹入塔内，污染气体掠过填料层，污染物被水膜吸附，使污染气体得到净化。

上述两个案例净化方法的净化效率都取决于气、液两相的接触面积。但受整体体积限制，不可能无限增大接触面积，特别是工业填料塔，增大气液两相的接触面积，就必须增加填料层厚度，这样会使气体运行阻力增大，增大气压降。因而，在一定体积下靠增大气液两相的接触面积提高净化效率是很困难的。工业除尘净化大量使用的填料塔，体积庞大（大型发电厂填料塔高达几十米、直径达十几米）、净化效率低是人们急待解决的问题。

增大气、液两相的接触面积是提高净化效率的关键。

单纯喷淋实际应用较少，原因是喷淋液柱（滴）产生的气、液接触面积极小，净化效率极低。所以空气净化以及工业极少采用单纯喷淋方法。

典型的例子是，在治理雾霾的初期，很多城市出现了“水炮车”、“喷雾车”，利用高压喷出的水雾净化空气，但实际中都没得到应用。原因是喷出的水雾气水接触面积很小，（据资料介绍，每立方分米水只能产生2.4平方米气水接触面积）。局部的、短暂的、很小的气水接触面积不可能对一个城市的空气净化起多大作用。

一位中国旅美学者曾建议中国城市在高楼上建设喷水装置“人工降雨”治理雾霾，显然在水资源浪费、能源消耗、净化效果、人们生活方便等方面都是不可行的。

如何不浪费水资源、减小设备体积、使气水接触面积增大、提高水喷淋净化的效率是本实用新型要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型内容包含两个方面：

第一，提出了高速旋转水喷淋（动态喷淋）净化空气的新概念、理论及计算方法。

第二，给出了一种高速旋转水喷淋空气净化装置的技术方案。

一、高速旋转水喷淋（动态喷淋）净化空气的新概念、理论及计算方法

本实用新型提出的高速旋转水喷淋（动态喷淋）净化空气的新概念、理论及计算方法概述为：绕某一轴线高速旋转的喷淋液柱在旋转过程中位置的不断变化，发生了气液两相接触面的不断变化，我们把不旋转时气液接触面积叫作静态接触面积，用Sj表示，变化过程某段时间t内喷淋液柱不重叠位置接触面积之和叫作动态接触面积，用Sdt表示，一秒钟内的动态接触面积称作当量接触面积，用Sd表示，Sdt=Sd•t ，Sdt∕Sj=K, K可近似看作高速旋转喷淋与不旋转时吸附净化效率的比值，由于喷淋液柱旋转速度极高，所以动态接触面积极大，使净化效率很高。并且由于液柱的旋转喷射、撞击，液柱中的水分子裂解，产生大量的负离子，这样使气液两相间的接触、吸附、净化得到强化。

理论分析与计算：

图 3 、图4分别表示，在筒体（容器）8中充满污染空气，一根水柱9对其净化（图3是垂直喷淋，图4是水平喷淋，图5是水平喷淋的俯视图）。水柱的直径为d ,长度为L ,则水柱的表面积：Sj=л•d • L。我们把 Sj 称作水柱的静态气液接触面积。（以下简称为静态接触面积）。

在固定位置上，水柱表面吸附临近的污染物，使空气得到净化。远处的污染物则很难被吸附。如果在一定时间内吧水柱从位置A移动得到位置B，即从已经净化的污染浓度低位置移动到污染浓度高的位置，吸附新位置水柱临近的污染物，就会使空气得到更好的净化。则在这一时段内空气净化的效率明显提高。在同一时段内，水柱位置变化越多，净化的效率就越高。如果一秒钟间内变化了 n个位置，则其当量接触面积： Sd= n•Sj= n •л•d •L 。

为了实现上述高速旋转喷淋，本实用新型设计了一个可高速旋转的喷淋器（图6）。喷淋器由金属材料或工程塑料制成。水从供水管4进入，一端可与动力源连接，动力源可驱动其高速旋转。喷淋器由配水管14及喷淋管11组成，喷淋管下方、侧方开有足够多的喷水孔13（喷水孔总数为M），以满足喷淋净化的需要。图 8 是喷淋管上喷淋孔的仰视图。喷淋管长度为R，喷淋管上喷淋孔的布置均匀分布，喷淋孔的直径为d, 设喷淋水柱的长度为Ｌ。当一定压力的水注入喷淋器时，水就会从喷淋孔喷射出去，就会形成总数为Ｍ个、直径为ｄ、长度为Ｌ的喷淋水柱。

图12是将图6的喷淋器应用的一个装置示意图。本装置由可高速旋转的喷淋器1，旋转驱动动力源2 ，供水管4 ，第一风口3、第二风口7，水泵5，水槽6，筒体8组成。喷淋器上端与动力源连接驱动其高速旋转。喷淋器上开有足够多的喷水孔，以满足喷淋净化的需要。喷水孔的直径为设计的喷淋水柱直径。水泵将水通过供水管送至喷淋管内腔，由于水的压力作用，水从喷水孔喷出，形成和喷淋管同步高速旋转的喷淋水柱。高速旋转的喷淋水柱产生两个作用。一是高速旋转产生了极大的动态气水接触面积；二是喷淋水柱的高速旋转、喷射、撞击，水分子裂解，产生了大量可净化空气的负离子。污染空气从进风口进入外筒，掠过高速旋转的喷淋水柱区、从出风口流出。污染空气受到了二重净化，即；动态气水接触面吸附净化及负离子净化；使净化效率提高。

上述装置的喷淋器1围绕中心线 O—O 做旋转运动，一秒时间内变化了n个位置，则每根喷淋水柱的当量接触面积为：Sd= n•Sj= n •л•d • L 。

当喷淋器围绕中心线 O—O 每秒旋转一周时，全部喷淋水柱的不重叠位置数量可近似计算为：(计算式推导略)

W= M * 2Л•（R∕2）∕d=M *Л•R∕d

式中 W ——喷淋水柱的不重叠位置总数。

R——喷淋管长度。

d——喷淋水柱的直径。

M——喷淋孔总数

所以，全部喷淋水柱的（每秒旋转一周时）当量接触面积：

Sd= W•Sj= W•л•d • L == л•d • L •M •Л•R∕d

上述计算方法的前提是容器内污染空气处于静止状态。在实际应用中，污染空气在容器内是以一定速度V通过容器的。设H为有效净化高度，（图3 中有效净化高度H=L）。H∕V=t， t叫作气液两相接触吸附净化有效时间。t值越大，表示污染空气通过有效净化高度H时间越长；t值越小，表示污染空气通过有效净化高度H时间越短。

所以，在喷淋水柱旋转、空气以速度V通过有效喷淋高度H时的动态接触面为：

Sdt= W • Sd •H∕V= W•л•d • L • H∕V = л•d • L •M *Л•R∕d •H∕V。

根据前述喷淋水柱气、水接触面积的计算方法，分别计算出喷淋水柱的静态接触面积和全部喷淋水在柱喷淋管旋转Ｎ周时，空气运动速度为V时，动态接触面积：

静态接触面积：

Ｓj＝л•ｄ•Ｌ•Ｍ。

动态接触面积：

Sdt＝л•ｄ•Ｌ•Ｎ•Ｍ•（л•R∕d）•（H∕V）。

设动态接触面积和静态接触面积之比为K，则

K＝Sdt∕Ｓj∕=Ｎ•（лR∕ｄ）•（H∕V）。

上式中K值分别和N、（лR∕ｄ）、（H∕V）成正比，

Ｎ值可以选得很大，比如选电动机转速每秒２0转；

（лR∕ｄ）中ｄ为喷淋孔直径为２－３ｍｍ，而R可以是50ｍｍ―1000ｍｍ，甚至更大；

（H∕V）一般可设计为０.１―5；

按上述数值计算，K=157---157000。甚至更大；

因此，K值是一个很大的数。

因为净化效率和气水接触面积成正比，K可近似看作高速旋转喷淋与不旋转时吸附净化效率的比值，

在实际运转时，喷淋水柱的位置是连续变化的，不同的位置有无数多个；并且高速旋转造成气液撞击，使吸附更容易。所以，高速旋转喷淋产生的净化效果比用上述计算方法得出的结论还应好。

二、本实用新型一种高速旋转水喷淋空气净化装置的具体技术方案。

一种高速旋转水喷淋空气净化装置（图12），其包括竖直设置的筒体、动力装置、位于筒体底部的水槽、水泵、与水泵出水口连通的供水管、通过供水管与水泵连通的喷淋器、设置在筒体上端的第一风口以及设置在筒体下端的第二风口，所述喷淋器设置有多个喷水孔；所述供水管与喷淋器旋转密封连接；所述动力装置及供水管与筒体固定连接；所述动力装置驱动端与喷淋器连接。

喷淋器上端与动力源连接，驱动其高速旋转，水泵将水通过供水管送至喷淋管内腔，由于水的压力作用，水从喷水孔喷出，形成和喷淋管同步高速旋转的喷淋水柱。从而实现了高速旋转水喷淋。

进一步的说，所述喷淋器（图6、图7）包括配水管、多根放射分布的径向喷淋管以及位于喷淋管自由端的环形喷淋管，所述环形喷淋管通过径向喷淋管与配水管连通，所述配水管与供水管旋转密封连接，所述喷水孔均匀设置在喷淋管和环形喷淋管的底部。

进一步地说，所述喷水孔的轴线与筒体轴线相同。

进一步地说，所述喷淋器是竖直的桶状（图9），且侧壁均匀设置有喷水孔，所述喷水孔轴线与桶状喷淋器横截面内壁相切，且水平布置（图11）。

进一步地说，所述的喷淋器是竖直的桶状（图9），且侧壁均匀设置有喷水孔，所述喷水孔轴线是径向设置，且水平布置（图10）。

进一步地说，所述第一风口与第二风口设置有抽、排风风机。

进一步地说，所述供水管、水泵是位于筒体内或筒体外。

进一步地说，如果筒体直径很大，筒体内可单层或分层布置多个动力装置与喷淋器的组合。进一步地说，所述供水管与筒体之间设置有支承定位结构。

本实用新型取得的有益效果

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果是：

水泵将一定压力的喷淋液通过供水管送入喷淋器，在压力作用下，喷淋液从喷水孔喷出。形成喷淋水柱。动力装置带动喷淋器高速转动，又使喷淋水柱高速转动。高速旋转的喷淋液柱在旋转过程中形成了气、液两相的动态接触面积。由于液柱的速旋转速度极高，所以形成的动态接触面积极大，并且产生大量的负离子。污染空气分别从第一、第二风口进出，通过高速旋转的喷淋水产生产生的“动态接触面积”以及负离子，得到净化。

经计算，应用本实用新型高速旋转水喷淋空气净化装置技术设计的净化设备，其净化效率是同类设备的几十倍，甚至几百倍。

下面通过一组具体数值计算来说明高速旋转喷淋吸附净化技术的效果。

在图12所示装置中：

设空气运动速度V=3000mm∕s,

设喷淋器喷淋孔总数M=600个

喷淋管旋转速度为：Ｎ＝２０ｒ∕ｓ

喷淋管长度R=100mm,

喷淋水柱长度Ｌ＝3００ｍｍ，

喷淋水柱直径ｄ＝２ｍｍ

喷淋净化有效高度H=300.（等于喷淋水柱长度Ｌ）

则：静态接触面积：

Ｓ＝л•ｄ•Ｌ•Ｍ

＝３.１４*２*3００*6００

＝1130400（平方毫米）

＝1.13（平方米）。

动态接触面积：

Ｓdt＝л•ｄ•Ｌ•Ｎ•Ｍ•（лR∕ｄ）•（H∕V）

　 ＝３.１４*２*3００*２０*6００*(3.14 * 100∕2) *（300∕3000）

　 ＝354945600（平方毫米）

　　＝354.9（平方米）

动态接触面积和静态接触面积之比：

K＝Ｎ•（л•R∕ｄ）•（H∕V）

＝２０*３．１４*100∕２*（300∕3000）≌314

这说明高速旋转喷淋水柱动态气、水接触面积是水柱不旋转状态下的314倍。

可以近似地认为高速旋转喷淋水柱净化效率是水柱不旋转状态下的314倍。

如果把上述（上节文字）中的一组数据作为本装置的技术参数，设计成一个空气净化器方案，如图19：动力装置改成一个轴流风机（16），（风扇转速20r∕s），风扇风速为3000mm∕s. 则气液动态接触面积为：

Sdt＝л•ｄ•Ｌ•Ｎ•Ｍ•（лR∕ｄ）•（H∕V）

＝354.9（平方米）

前述德国文塔公司生产的水洗空气净化器最大气液触面仅为8平方米。

两种净化器气水接触面积比为：354.9∕8≌44.36

说明比文塔水洗空气净化器体积小的本实用新型装置气水动态接触面积是文塔净器的44.36倍。即净化效率是文塔净化器的44.36倍。（这还不包括负离子净化部分）。

为进一步说明本实用新型—高速旋转喷淋吸附净化技术的效果，以工业喷

淋塔应用本实用新型为例，作进一步说明。

图18是应用本实用新型技术设计的一个无填料喷淋净化塔方案示意图。设喷淋塔体（筒体8）内径为2000mm . 塔高为6米，喷淋水柱长度L=H≈3500mm，喷淋器（1）设计为喷水管长度R≈1000mm , 喷淋孔直径d=2mm ,喷淋孔总数为M=5000个。空气流速V=3500mm∕s。动力装置（2）（即喷淋器旋转动力）为电动机，转速N=24.1 r∕s，（1450 r∕min）。

根据前述动态气液接触面积Sdt计算公式;

其动态接触面积为：

Sdt＝л•ｄ•Ｌ•Ｎ•Ｍ•（лR∕ｄ）•（H∕V）

＝3.14*2*3500*24*5000*（3.14*1000∕2）*（3500∕3500）

＝4141031750000（平方毫米）

＝4141032（平方米）

设图 2 是塔体内径、高度同上述无填料喷淋塔相同的普通填料塔示意图。设其塔体（筒体8）高度同样为6米，内径为2000mm 。喷头为固定喷头，两层填料层总厚度为4米。填料总体积V=3.14*1*1*4=12.56（立方米）；选择目前世界最好、比表面积为500（平方米）∕（立方米）的填料。则填料形成的气水接触面积为:Sp=12.56*500=6280(平方米)。

将无填料喷淋净化塔与普通填料塔作一比较：

无填料喷淋塔动态气液接触面积; Sdt=4141032（平方米），

普通填料塔气液接触面积：Sp=6280(平方米)。

K=Sdt∕Sp=4141032∕6280≈659

因为净化效率和气水接触面积成正比，从理论上讲，应用本实用新型技术的无填料喷淋净化塔净化效率是普通填料塔的659倍。（这仍然不包括无填料喷淋净化塔负离子净化的效果）。

这说明应用本实用新型技术的无填料喷淋净化塔体积可比普通填料塔做得很小。且净化效率极高，

目前，治理雾霾的一个方面是治理工业燃煤炉窑废气，我国正在酝酿推行工业燃煤炉窑废气超低排放标准。数据显示,一台火电机组完成超低排放改造的费用高达数千万甚至数亿元,而后续的运行维护管理更是将增加约0.025元/千瓦时的费用。本实用新型的实施可使工业燃煤炉窑废气净化广泛使用的喷淋净化塔净化效率提高几十倍，甚至几百倍。实施成本极低，是上述费用的5%----10%。无疑，本实用新型可以在治理雾霾方面有所贡献。

附图说明

图1是文塔净化器原理示意图；

图2是工业普通填料塔结构原理示意图；

图3是喷淋水柱竖直位于筒体内的净化原理示意图；

图4是喷淋水柱水平位于筒体内的净化原理示意图；

图5是图4的俯视图的结构示意图。

图6是第一种喷淋器的结构示意图；

图7是第二种喷淋器的结构示意图；

图8是第一种喷淋器及第二种喷淋器结构示意图的仰视图；

图9是第三种喷淋器的结构示意图；

图10是第三种喷淋器的径向喷淋孔结构示意图

图11是第三种喷淋器的切向喷淋孔结构示意图

图12是本实用新型应用第一种喷淋器的整体结构示意图；

图13是本实用新型应用第二种喷淋器的整体结构示意图；

图14是应用第三种喷淋器取代动力装置的本实用新型的一种结构示意图；

图15是第三种喷淋器切向喷淋水柱产生的反冲作用，可自动旋转的示意图；

图16是本实用新型应用第三种喷淋器径向喷淋水柱的整体结构示意图；

图17是应用第三种喷淋器径向喷淋水柱的俯视图。

图18是本实用新型应用于工业喷淋塔的无填料喷淋塔结构示意图；

图19是本实用新型应用于空气净化器结构示意图；

图20是本实用新型应用于发电、钢铁、水泥、玻璃、化工等的工业烟囱烟雾净化的结构示意图；

其中，1喷淋器、2动力装置、3第一风口、4供水管、5水泵、6水槽、7第二风口、8筒体、9水柱、11喷淋管、12环形喷淋管、13喷水孔、14配水管、16轴流风机、15鼓风机。

具体实施方式

本实用新型具体实施方式是：

设计计算：依据对设备净化、吸收、吸附、的需要，确定气、液动态接触面积，根据所需面积的量，优化、选择前述计算中的各个参数。如塔（筒）体的内径、喷淋器的结构及尺寸、喷淋孔直径d、喷淋孔数量及布置方式、喷淋管旋转动力转速N∕s等等。选择与之相匹配动力与液泵。依据气、液的化学性质，选择适应的零部件材质。然后进行整体结构设计。

结构形式设计：下面结合实施例对本实用新型具体实施方式做进一步详细说明：

本实用新型一种水高速旋转喷淋空气净化装置（图12）。其整体结构包括竖直设置的筒体8、动力装置2，位于筒体8底部的水槽6、水泵、与水泵5出水口连通的供水管4、通过供水管4与水泵5连通的喷淋器1、设置在筒体8上端的第一风口3以及设置在筒体8下端的第二风口7；所述喷淋器1设置有多个喷水孔13且均匀分布在喷淋器1的喷淋管壁侧壁上；所述供水管4与喷淋器1旋转密封连接，所述供动力装置2、供水管4与筒体8固定连接。所述动力装置2驱动端与喷淋器1连接。

图4是喷淋器1的第一种结构，包括配水管14、多根放射分布的径向喷淋管11以及位于喷淋管11自由端的环形喷淋管12，所述环形喷淋管12通过径向喷淋管11与配水管14连通，所述配水管14与供水管4旋转密封连接，所述喷水孔13均匀设置在喷淋管11和环形喷淋管12的底部。

图5是喷淋器1的第二种结构。同样包括配水管14、多根放射分布的径向喷淋管11以及位于喷淋管11自由端的环形喷淋管1，所述环形喷淋管12通过径向喷淋管11与配水管14连通，所述配水管14与供水管4旋转密封连接；所述喷水孔13均匀设置在喷淋管11和环形喷淋管12的底部。

图7是喷淋器1的第三种结构。是一个筒状结构的喷淋器，喷淋器本身是一个喷淋管，侧壁均匀设置有喷水孔13，喷水孔13的与筒状喷淋器内壁相切，且水平布置；这种喷淋器由于由切向喷淋水柱产生的反冲作用，可自动旋转，安装这种喷淋器不仅有喷淋器功能，还可取代动力装置。图11是应用这种喷淋器的空气净化装置。筒状喷淋器和下面安装的第一种喷淋器的配水管连接，并带动其一起旋转。

下面是本实用新型具体实施的四个案例：

案例一、

图12可作为应用第一种结构喷淋器设计的工业喷淋塔的结构示意图。

本装置由可高速旋转的喷淋器1，动力装置2 ，供水管4 ，第一风口3、第二风口7，水泵5，水槽6，筒体8组成。通向喷淋器的供水管4及水泵5设置在筒体外。动力装置2与筒体8固定连接，喷淋器上端与动力装置连接驱动其高速旋转。喷淋器上开有足够多的喷水孔，以满足喷淋净化的需要。喷水孔的直径为设计的喷淋水柱直径。水泵将水通过供水管送至喷淋管内腔，由于水的压力作用，水从喷水孔喷出，形成和喷淋管同步高速旋转的喷淋水柱。高速旋转的喷淋水柱产生两个作用。一是高速旋转产生了极大的动态气水接触面积；二是喷淋水柱的高速旋转、喷射、撞击，水分子裂解，产生了大量可净化空气的负离子。污染空气从进风口进入外筒，掠过高速旋转的喷淋水柱区、从出风口流出。污染空气受到了二重净化，即；动态气水接触面吸附净化及负离子净化；使净化效率提高

案例二

图13是应用第二种结构喷淋器设计的一个空气净化装置的结构示意图。

其包括竖直设置的筒体8、动力装置2、位于筒体8底部的水槽6、位于水槽6内的水泵5、与水泵5出水口连通的供水管4、水泵5与连通的供水管4位于筒体8内。通过供水管4与水泵5连通的喷淋器1、设置在筒体8上端的第一风口3以及设置在筒体8下端的第二出风口7；所述供水管4与喷淋器1旋转密封连接。

动力装置2与筒体8固定连接，喷淋器上端与动力装置连接驱动其高速旋转，其运行与功能与案例一相同。

案例三、

图16是应用第三种结构喷淋器设计的一个空气净化装置的结构示意图。

这是一个径向高速旋转喷淋净化装置。本装置由可高速旋转的喷淋管1，动力装置2、供水管4、第一风口3、第二风口7、水泵5、水槽6，筒体8组成。配水管14下端开有进水口，上端可与动力源连接驱动其高速旋转。喷淋器周壁开有足够多的喷水孔，以满足喷淋净化的需要。喷水孔的直径为设计的喷淋水柱直径。水泵将水通过供水管送至喷淋管内腔，由于水的压力及高速旋转产生的离心力作用，水从喷水孔喷出，形成和喷淋管同步高速旋转的喷淋水柱。附图17是高速旋转的喷淋水柱示意图。高速旋转的喷淋水柱产生两个作用。一是高速旋转产生了极大的动态当量气水接触面积；二是喷淋水柱的高速旋转、喷射、撞击，水分子裂解，产生了大量可净化空气的负离子。污染空气从进风口进入外筒，掠过高速旋转的喷淋水柱区、从出风口流出。污染空气受到了净化，

案例四、

图14是组合应用了第一种喷淋器与第三种切向喷淋水柱喷淋器的空气净化装置。本装置由可高速旋转的第一种喷淋器1，供水管4 ，第一风口3、第二风口7，水泵5，水槽6，筒体8组成，第一风口3开在筒体8顶部。通向喷淋器的供水管4及水泵5设置在筒体外。第一种喷淋器1上端安装一筒状喷淋器取代动力装置，并和下面安装的第一种喷淋器的配水管连接，由于切向喷淋水柱产生的反冲作用，带动其一起旋转。图15是反冲作用带动其一起旋转的示意图。

其运行与功能与案例一相同。

下面是本实用新型可实际应用的实例

实际应用实例一：工业喷淋塔

图2是工业发电、炼钢、水泥、玻璃等工业燃煤炉窑废气除尘、脱硫、化工酸雾净化广泛应用的填料塔原理示意图。水泵将喷淋液通过管道送至喷头，喷头喷出的液体湿润下方的填料，填料表面形成水膜；污染气体从进气口吹入塔内，污染气体掠过填料层，污染物被水膜吸附，使污染气体得到净化。净化效率取决于气、液两相的接触面积。但受整体体积限制，不可能无限增大接触面积，增大气液两相的接触面积，就必须增加填料层厚度，这样会使气体运行阻力增大，增大气压降。因而，在一定体积下靠增大气液两相的接触面积提高净化效率是很困难的。工业除尘净化大量使用的填料塔，体积庞大，大型发电厂的填料塔在50m以上，最大直径达16m。提高净化效率、缩小体积是人们急待解决的问题。

图18是本实用新型应用于工业喷淋塔的无填料喷淋塔结构示意图；

同现有喷淋塔相比，结构要简单得多，取消了原塔内为增加气水接触面积的填料及其他附属装置，其组成部分主要有：水槽6、水泵5、供水管4、筒体8、第一风口3、动力驱动装置2、喷淋器1、第二风口7、鼓风机19。

其运行与功能与具体实施案例一（图12）相同。

在上述“实用新型内容”本实用新型产生的有益效果中，已对无填料喷淋塔益效作了详细的计算及说明。结论是：

本实用新型的实施可使工业燃煤炉窑废气净化广泛使用的填料塔净化效率提高几十倍，甚至几百倍。体积可大大缩小。

实际应用实例二：高速旋转喷淋空气净化器

图19是本实用新型应用于空气净化器结构示意图；

其结构是将图13装置中的动力装置2改成一个轴流风机16，设计成一个空气净化器方案。

轴流风机将污染空气从进风口吹入内筒，掠过高速旋转的喷淋水柱区,从出风口流出。污染空气受到了二重净化，即；动态当量气水接触面吸附净化；负离子净化。使净化效率提高。

需要特别说明的是：“高速旋转喷淋空气净化器”的喷淋水柱的高速旋转、喷射、撞击，使水分子裂解，产生了大量可净化空气的负离子它的一大特征。

科学、医学都证明：

负离子能与空气中的正离子、灰尘、粒杂质等中和，消除空气中的烟味、异味、恶臭等，有净化空气的作用用。负离子是微细粒子，能与细菌、微生物等结合，使其消除，不再形成菌种，对空气中的细菌、病毒有杀灭作用。负离子可以促进人体内绒毛的活动。易于排除废物及预防体内的过敏，增加人体的抵抗力及免疫力，减少疾病的感染。负离子可以调节生理技能，调节内分泌、增强造血功能。促进人体健康。

有关资料显示：每立方米空气含1000-----2000个负离子可维持健康基本需要。然而都市住宅区每立方米只含 40------50个，这样环境下可诱发生理障碍（如头痛失眠等）。有报道，世界卫生组织已拟把空气中负离子含量作为空气质量指标之一。因而，本实用新型技术应用于空气净化器是最理想的方案。

目前市场上负离子空气净化器品种很多，都是以负离子发生器产生负离子；与这类净化器相比，本实用新型的负离子净化功能有两大优势；一是负离子发生器在产生负离子的同时，不可避免地会产生臭氧，而臭氧对人身体是有害的；而应用本实用新型技术的空气净化器负离子产生是由水分子高速运动、撞击裂解而来，不产生任何有害物质。二是用负离子发生器生产的空气净化器净化空气时，是使空气中的污染物尘埃降落到地面和物体上，很容易引发二次污染。应用本实用新型技术的空气净化器负离子净化产生的污染物尘埃绝大部分融入水中，不会产生二次污染。

另外，这种空气净化器由于净化效率高，可适用于大面积场所使用，如会堂、学校教室、工业厂房、餐厅、歌厅、体育馆、商场等，这是目前市场上的空气净化器所达不到的。

实际应用实例三：工业烟囱烟雾净化

图20是本实用新型应用于发电、钢铁、水泥、玻璃、化工等的工业烟囱烟雾净化的结构示意图；

烟囱的下部构筑一个水槽6，水泵5将水通过供水管4送至烟囱顶部的喷淋器1，动力装置2为电动机，驱动喷淋器旋转；筒体8包含了烟囱筒体，烟囱是筒体的主要部分。

水泵将水通过供水管送至喷淋管内腔，水从喷淋器的喷水孔喷出，形成和喷淋管同步高速旋转的喷淋水柱。喷淋水从烟囱底部流回水槽。

由于烟囱很高，所以喷淋水柱长度L很长，H值也很大，因此，动态气水接触面积：Sdt＝л•ｄ•Ｌ•Ｎ•Ｍ•（лR∕ｄ）•（H∕V）极大，净化效果极好。

比如烟囱内径为4米、高度为50米，上述公式中参数为：

d=2mm、L(H)=50m、N=20/s、M=8000、R=2m、V=5m/s

则动态气水接触面积：

Sdt＝л•ｄ•Ｌ•Ｎ•Ｍ•（лR∕ｄ）•（H∕V）

＝3.14*2*50000*20*8000*（3.14*2000/2）*（50000/5）

＝1577536000000000000(平方毫米)

＝1577536000000(平方米)

＝15775(亿平方米)

同普通填料塔的填料表面积相比，这是一个“天文”数字，可以想象其净化效果有多好。

同上述实际应用实例一的工业填料塔一样，对治理雾霾、净化工业燃煤炉窑废气，推行工业燃煤炉窑废气超低排放标准，无疑，本实用新型可以有所贡献。

Claims (10)

1.一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：其包括竖直设置的筒体（8）、动力装置(2)、位于筒体（8）底部的水槽（6）、水泵（5）、与水泵（5）出水口连通的供水管（4）、通过供水管（4）与水泵（5）连通的喷淋器（1）、设置在筒体（8）上端的第一风口（3）以及设置在筒体（8）下端的第二风口，所述喷淋器（1）设置有多个喷水孔（13）；所述供水管（4）与喷淋器（1）旋转密封连接；所述动力装置(2)与筒体（8）固定连接，所述动力装置(2)驱动端与喷淋器（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：所述喷淋器（1）包括配水管（14）、多根放射分布的径向喷淋管（11）以及位于喷淋管（11）自由端的环形喷淋管（12），所述环形喷淋管（12）通过径向喷淋管（11）与配水管（14）连通，所述配水管（14）与供水管（4）旋转密封连接，所述喷水孔（13）均匀设置在喷淋管（11）和环形喷淋管（12）的底部。

3.根据权利要求1所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：所述喷水孔（13）的轴线与筒体（8）轴线相同。

4.根据权利要求1所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：所述喷淋器（1）是竖直的桶状，且侧壁均匀设置有喷水孔（13），所述喷水孔（13）轴线与桶状喷淋器横截面内壁相切或与桶状喷淋器轴线是径向的设置，且水平设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：所述第一风口（3）或第二风口（7）设置有风机。

6.根据权利要求5所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：所述供水管（4）、水泵（5）是位于筒体（8）内。

7.根据权利要求5所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：所述供水管（4）、水泵（5）是位于筒体（8）外侧。

8.根据权利要求5所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：所述供水管（4）与筒体（8）之间设置有支承定位结构。

9.根据权利要求5所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：筒体（8）内可布置多个动力装置（2）与喷淋器（1）的组合。

10.根据权利要求5所述的一种高速旋转水喷淋空气净化装置，其特征在于：所述风机是轴流风机（16）或鼓风机（15）。