CN219149754U - 一种用于水底隧道的空气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于水底隧道的空气净化系统，包括引风室、颗粒物净化室、催化氧化室和排风室，在引风室内设有引风机，引风机吸入的污染空气进入颗粒物净化室，在颗粒物净化室内依次连接有不锈钢除尘阵列、布袋式除尘装置、静电除尘装置和电晕放电除尘装置，经颗粒物净化室内净化的空气进入催化氧化室，在催化氧化室内依次连接有CO反应去除装置、喷氨装置、SCR催化装置和活性炭过滤装置，催化氧化室过滤后的空气进入排风室，在排风室内设有排风机。本空气净化系统可有效改善隧道内空气质量，降低通风运营成本，此外，在使用本空气净化系统时无需增设风井，大大降低了水底隧道施工难度与工程量。

Description

一种用于水底隧道的空气净化系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通与公共建筑工程技术领域，尤其涉及一种用于水底隧道的空气净化系统。

背景技术

近年来，随着各类交通设施的不断建设和完善，跨越江河湖海的水下隧道也随之增多，但隧道内污染空气的有效处理成为了制约水下隧道建设的重要因素之一，为维持隧道内的空气质量，需要保证隧道内足够的通风量，这进一步提升了隧道运营和维护成本。水底隧道内污染空气不宜直接进行排放，而采用竖井通风时，不仅影响水面航线安全，隧道埋深较大时对施工技术和成本均提出了极高的要求。

隧道运营通风风量的确定主要根据稀释有害气体所需风量、稀释烟雾需风量、满足乘客呼吸作用的新鲜空气量以及排除余热所需空气量。因此，采取措施降低有害气体浓度可在一定程度上降低水底隧道通风所需风量。隧道内主要存在的污染物包括CO、NO_x和PM(颗粒物)等。

综上所述，在隧道等相对封闭的空间内空气净化具有必要性，是保障人员身体健康和隧道正常运营的关键技术之一。由于上述几类问题和缺陷，需要我们设计出一种用于水底隧道的空气净化系统是个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于水底隧道的空气净化系统，可以减少土建工程量，提升水底隧道空气净化效率，进一步降低运营维护成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于水底隧道的空气净化系统，包括引风室、颗粒物净化室、催化氧化室和排风室，在所述引风室内设有引风机，所述引风机吸入的污染空气进入颗粒物净化室，在所述颗粒物净化室内依次连接有不锈钢除尘阵列、布袋式除尘装置、静电除尘装置和电晕放电除尘装置，经所述颗粒物净化室内净化的空气进入所述催化氧化室，在所述催化氧化室内依次连接有CO反应去除装置、喷氨装置、SCR催化装置和活性炭过滤装置，所述催化氧化室过滤后的空气进入排风室，在所述排风室内设有排风机。

进一步的，本空气净化系统还包括清洁水处理间，所述清洁水处理间包括污水沉淀池和清水池，所述静电除尘装置的自清洁系统排水口将污水通过管道排入污水沉淀池，所述污水沉淀池通过排污水泵将污水中的污泥经排污口排出，净化水泵将没有污泥的水通过管道送入清水池，所述清水池出水管道上设有清洁水循环泵，清水池的出水管道与静电除尘装置的自清洁系统进水口相连。

进一步的，在净化水泵和清水池之间通过管道连接有净化水过滤器。

进一步的，所述清洁水处理间设有引水口，引水口接入水底隧道，引水口通过管道依次与水体过滤器和清水池相连，从水底隧道所处水环境中引入清洁用水，并储存于清水池中备用。

进一步的，本空气净化系统还包括催化备品间，所述催化备品间设置于催化氧化室内，所述催化备品间设有储氨罐，所述储氨罐与喷氨装置连接。

进一步的，所述引风室与水底隧道呈45°设置，所述引风室的一端与水底隧道相连通，所述引风室的另一端与颗粒物净化室相连通，所述引风室内部风管上布置有所述引风机。

进一步的，所述排风室与水底隧道呈45°设置，所述排风室的一端与水底隧道相连通，所述排风室的另一端与催化氧化室相连通，所述排风室内部风管上布置有所述排风机。

进一步的，所述布袋式除尘装置由若干组除尘布袋组成。

进一步的，所述喷氨装置包含有若干个喷头，向空气中均匀喷入NH₃。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于水底隧道的空气净化系统具有以下优势：

(1)本空气净化系统可有效改善隧道内空气质量，降低通风运营成本，此外，在使用本空气净化系统时无需增设风井，大大降低了水底隧道施工难度与工程量。

(2)本空气净化系统能够在满足各项使用要求的墙体下，通过物理和化学相结合的方式，以低成本实现对隧道污染空气中PM2.5、PM10等颗粒物、CO、NO_x等污染物的分布处理，有效提升隧道内空气质量，降低隧道所需通风量，进而降低隧道运营通风维护成本，在长大水底隧道中有良好的推广应用前景及产业化前景。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本发明空气净化系统流程示意图；

图2是本发明空气净化系统平面布置示意图。

附图标记说明：

1、引风机；2、不锈钢除尘阵列；3、布袋式除尘装置；4、静电除尘装置；5、电晕放电除尘装置；6、CO反应去除装置；7、喷氨装置；8、SCR催化装置；9、活性炭过滤装置；10、排风机；11、污水沉淀池；12、排污水泵；13、排污口；14、净化水泵；15、净化水过滤器；16、清水池；17、水体过滤器；18、清洁水循环泵；19、引水口；20、引风室；21、颗粒物净化室；22、催化氧化室；23、排风室；24、清洁水处理间；25、催化备品间；26、储氨罐。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图2所示，一种用于水底隧道的空气净化系统，包括引风室20、颗粒物净化室21、催化氧化室22、排风室23、清洁水处理间24和催化备品间25，在引风室20内设有引风机1，在颗粒物净化室21内依次布置有不锈钢除尘阵列2、布袋式除尘装置3、静电除尘装置4和电晕放电除尘装置5，在催化氧化室22内依次布置有CO反应去除装置6、喷氨装置7、SCR催化装置8、活性炭过滤装置9，在排风室23内设有排风机10，清洁水处理间24包含有污水沉淀池11、排污水泵12、排污口13、净化水泵14、净化水过滤器15、清水池16、水体过滤器17、清洁水循环泵18、引水口19，催化备品间25包含有储氨罐26。

引风室20与水底隧道呈45°设置，引风室20内部风管上布置有所述引风机1，引风室20吸入的污染空气进入颗粒物净化室21，利用隧道内部行车产生的活塞风效应，使隧道内污染空气已更小的阻力进入空气净化系统内部完成净化。所述引风室20的一端与水底隧道相连通，所述引风室20的另一端与颗粒物净化室21相连通。

颗粒物净化室21内在布袋式除尘装置3前布置有不锈钢除尘阵列2，所述不锈钢除尘阵列2为海贝净化的HBC522，不锈钢除尘装置由不锈钢材质的模块阵列排布而成，可利用不锈钢除尘阵列内部叶片改变气体运动方向，依靠惯性拦截空气中大部分颗粒物，避免了大颗粒过度覆盖小颗粒，直接去除灰尘中约10％的颗粒，减少后续除尘装置的压力损失。

颗粒物净化室21内经不锈钢除尘阵列2初步过滤的空气，可进入布袋式除尘装置3，所述布袋式除尘装置3由若干组除尘布袋组成，可通过自动检测出入口压差判断除尘装置内含尘量，可依靠布袋式除尘装置内纤维滤料对污染空气中的颗粒物进行进一步过滤。

颗粒物净化室21内经布袋式除尘装置3过滤后的空气可进入静电除尘装置4，所述静电除尘装置4为洁禹通自洁式中效电子空气净化装置JYT-KJ-ZD90，静电除尘装置4内部包含风阀、ESP静电除尘器、自清洁系统，可有效去除空气中的PM2.5、PM10等颗粒污染物。

颗粒物净化室21内经静电除尘装置4过滤后的空气可进入电晕放电除尘装置5，所述电晕放电除尘装置5为上海泓昀的低温等离子净化器，电晕放电装置5采用高压脉冲放电技术，可进一步去除空气中的PM2.5、PM10等颗粒污染物以及部分CO。电晕放电除尘装置5处理后的空气进入催化氧化室22。

催化氧化室22内在所述喷氨装置7前设置有所述CO反应去除装置6，CO反应去除装置6内填充有CO吸收液，吸收液主要成分为CuCl，也可采用CO氧化催化剂对CO进行氧化催化，该类CO氧化催化剂可采用Cu，Mn，Fe，Co，Ni对应到一种或多种氧化物，可有效除空气中的CO。

催化氧化室22内经CO反应去除装置6过滤后的空气可依次进入喷氨装置7和SCR催化装置8。所述CO反应去除装置、SCR催化装置均匀现有产品设备，可根据现场情况、实际需求布设。喷氨装置7包含有若干个喷头，可向空气中均匀喷入NH₃，混合后与SCR催化装置8内的SCR催化剂进行反应，通过SCR反应进一步脱除剩余的NO_x和NH₃。

催化氧化室22内经SCR催化装置8过滤后的空气可进入活性炭过滤装置9。活性炭过滤装置9内设有阵列式活性炭吸附模块设计为可拆卸式设计，可方便定期更换活性炭过滤装置内部的活性炭材料，进一步脱除隧道污染空气中的NO、NO₂及其他颗粒污染物。活性炭过滤装置9进一步过滤后的空气进入排风室23。

排风室23与水底隧道呈45°设置，排风室23内部风管上布置有所述排风机10，可利用隧道内部行车产生的活塞风效应，使净化站内过滤后的空气重新输送回行车隧道。所述排风室23的一端与水底隧道相连通，所述排风室23的另一端与催化氧化室22相连通。

清洁水处理间24布置于颗粒物净化室21旁，可为静电除尘装置4的自清洁系统提供清洁用水。

清洁水处理间24设置有引水口19，引水口19通过管道依次与水体过滤器17和清水池16相连，可利用水体压力，从水底隧道所处水环境中引入清洁用水，并储存于清水池16中备用。

清洁水处理间24内清水池16出水管道上设置有清洁水循环泵18，清水池16的出水管道与静电除尘装置4的自清洁系统进水口相连。清洁水循环泵可根据静电除尘装置4所监测容尘量状况启停，可为清洁水循环提供动力。

清洁水处理间24内清洁后的污水从静电除尘装置4的自清洁系统排水口排出后通过管道进入污水沉淀池11，污水沉淀池11分别通过管道连接有排污水泵12和净化水泵14，污水经污水沉淀池11沉淀后，污泥和水分层，污水沉淀池11通过排污水泵12将污水中的污泥经排污口13排出，净化水泵14将没有污泥的水通过管道送入清水池16，通过将清洁用水分类处理，循环使用，降低水体过滤器的运行负荷。

清洁水处理间24内在净化水泵14和清水池16之间通过管道接有净化水过滤器15，可进一步滤除清洁用水中的未沉淀杂质。

催化备品间25布置于催化氧化室22内，催化备品间25内设置有储氨罐26，储氨罐26与喷氨装置7连接，可为催化氧化室内各项反应及时提供耗品补充。

隧道内的污染空气依次通过引风室20、颗粒物净化室21、催化氧化室22、排风室23，采用物理和化学相结合的方式，以低成本实现对隧道污染空气中PM2.5、PM10等颗粒物、CO、NO_x等污染物进行处理，处理后的空气通过排风室23送回隧道，有效提升隧道内空气质量，降低隧道所需通风量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：包括引风室、颗粒物净化室、催化氧化室和排风室，在所述引风室内设有引风机，所述引风机吸入的污染空气进入颗粒物净化室，在所述颗粒物净化室内依次连接有不锈钢除尘阵列、布袋式除尘装置、静电除尘装置和电晕放电除尘装置，经所述颗粒物净化室内净化的空气进入所述催化氧化室，在所述催化氧化室内依次连接有CO反应去除装置、喷氨装置、SCR催化装置和活性炭过滤装置，所述催化氧化室过滤后的空气进入排风室，在所述排风室内设有排风机。

2.根据权利要求1所述的一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：本空气净化系统还包括清洁水处理间，所述清洁水处理间包括污水沉淀池和清水池，所述静电除尘装置的自清洁系统排水口将污水通过管道排入污水沉淀池，所述污水沉淀池通过排污水泵将污水中的污泥经排污口排出，净化水泵将没有污泥的水通过管道送入清水池，所述清水池出水管道上设有清洁水循环泵，清水池的出水管道与静电除尘装置的自清洁系统进水口相连。

3.根据权利要求2所述的一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：在净化水泵和清水池之间通过管道连接有净化水过滤器。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：所述清洁水处理间设有引水口，引水口接入水底隧道，引水口通过管道依次与水体过滤器和清水池相连。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：本空气净化系统还包括催化备品间，所述催化备品间设置于催化氧化室内，所述催化备品间设有储氨罐，所述储氨罐与喷氨装置连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：所述引风室与水底隧道呈45°设置，所述引风室的一端与水底隧道相连通，所述引风室的另一端与颗粒物净化室相连通，所述引风室内部风管上布置有所述引风机。

7.根据权利要求1所述的一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：所述排风室与水底隧道呈45°设置，所述排风室的一端与水底隧道相连通，所述排风室的另一端与催化氧化室相连通，所述排风室内部风管上布置有所述排风机。

8.根据权利要求1所述的一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：所述布袋式除尘装置由若干组除尘布袋组成。

9.根据权利要求1所述的一种用于水底隧道的空气净化系统，其特征在于：所述喷氨装置包含有若干个喷头，向空气中均匀喷入NH₃。

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