TWI564068B - A scrubber and an exhaust gas purifying system including the same, an air purifying method - Google Patents
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Description
本發明涉及一種洗滌塔及包括其的廢氣淨化系統、空氣淨化方法。
目前空氣污染日益嚴重，空氣污染問題有待儘快解決，目前，空氣淨化技術中有光觸媒空氣淨化技術、過濾網、活性炭、等離子空氣淨化技術等，但淨化效率有限，而且有二次污染問題，無法廣泛的應用於民用與工業上，目前也有洗滌塔處理廢氣，廢氣處理效果也不是很理想，並且要添加大量酸鹼助劑，操作繁瑣，處理時間長，處理成本也高，開發一種空氣淨化效果高、不需要用酸鹼助劑的洗滌塔成為研究熱點。
本發明人有鑑於上述習知空氣淨化技術之實用困難及有待改善之缺失，盼能提供一突破性之設計，以增進實用效果，乃潛心研思、設計組製，綜集其多年從事相關產品設計產銷之專業技術知識與實務經驗及研思設計所得之成果，終研究出本創作一種洗滌塔及包括其的廢氣淨化系統、空氣淨化方法，以提供使用者。
本發明為了解決現有技術中的空氣淨化裝置淨化效率低，有二次污染問題、必須要使用大量酸鹼助劑的缺陷，提供了一種空氣淨化效率高，不
需要酸鹼助劑，操作簡單的，使用電漿電解水處理廢氣的一種洗滌塔及包括其的廢氣淨化系統、空氣淨化方法。
本發明提供一種洗滌塔，所述洗滌塔的處理水為電漿電解水，所述電漿電解水是由下述方法制得：水經過電解後即得。
本發明中，電漿電解水在生成過程中，進行了一系列較為複雜的電化學反應，因此電解還原水在氧化還原電位、酸鹼度、水分子團大小、離子成份與存在狀態、電導率等指標上均發生了明顯的變化，水解後在電解的正極附近得電解酸性水，含有較多的酸根離子，[H+]高於[OH-]，以及大量的活性氧自由基，具有氧化性，水解後在電解的負極附近得電解鹼性水，含較多的氫氧根離子，[OH-]高於[H+]，含有豐富的活性氫，具有還原作用。
本發明中，所述的水按本領域常規理解均知為含有少量礦物質，鹽的純水或自來水。其中，所述的自來水中一般會含有少量的氯化鈉，氯化鎂、氯化鈣等等礦物質鹽。
本發明中，所述的水在經過所述的電解後得電漿電解水，一般按照本領域常規可知在電解後的2-3天以內均可使用，較佳地，所述的水經過電解後立即使用於所述的洗滌塔。
本發明中，較佳地，所述的水經過電解後得到電解酸性水或電解鹼性水，或者得到電解中性水。
其中，所述的電解酸性水的氧化還原電位較佳地為800~1500mv，所述的電解鹼性水的氧化還原電位較佳地為-800~-1200mv。
本發明中，所述的水的電解可以通過常規電解水生產裝置進行。
較佳地，所述的水的電解在連續生成高氧化還原性水的反應
器中進行，如中國專利申請，授權公告號：CN102320684B，其中，所述的連續生成高氧化還原性水的反應器由正電極、負電極、陽離子交換膜和絕緣外殼組成，所述的正電極、負電極置於耐酸鹼、耐高壓的絕緣外殼長度方向內側，量電極平行等間距，所述正電極與負電極之間相距2-80mm，絕緣外殼兩側留有進水口和出水口，管內注水，一端進水，一端出水，絕緣外殼長度方向依次置進水口、負電極、陽離子交換膜、正電極和出水口，所述陽離子交換膜位於正電極、負電極平行且分別與兩個電極面等距離的位置，正電極和負電極接高壓直流電源，所述反應器正電極與負電極之間施以100~5000VDC直流電壓，構成連續生成高氧還原水的反應器。
其中，所述的直流電壓較佳地為3000~5000VDC。
其中，所述的反應器中，所述的出水口較佳地為1個或多個。
其中，所述的正電極的材料選用石墨板、白金鍍板、釕銥塗層鈦板或鈦板材料製作。
較佳地，所述的電解的過程在電磁水處理裝置中進行，其中，所述的電磁水處理裝置包括一陽離子交換膜、一流水管道、至少一正極板和至少一負極板，一磁性裝置，所述正極板和所述負極板設於所述流水管道上、施加一電場，用於電解所述流水管道中的溶液，所述陽離子交換膜設於所述流水管道內部、位於所述正極板和所述負極板之間且將所述流水管道分為一第一流水通道和一第二流水通道，所述磁性裝置設於所述流水管道上，用於在流水管道內施加與所述電場垂直方向的一磁場。
電磁水處理裝置中，較佳地，所述磁性裝置為若干磁片，所述磁片貼設於所述流水管道的兩個相對的外壁，該些磁片的作用是在該流水管道內施加一磁場，實際上各種現有的磁性裝置均可以使用。
電磁水處理裝置中，較佳地，所述的正極板和所述負極板均
分佈有若干放電針。
電磁水處理裝置中，較佳地，所述的磁場強度為2000-6000高斯。
電磁水處理裝置中，較佳地，水經過電解後從電磁水處理裝置的一出口出水，出水方式分為下述方式任一種：
方式一、所述第一流水管道和所述第二流水管道分別出水。
方式二、所述第一流水管道和所述第二流水管道合流出水。
一般電磁水處理裝置中的出水方式可根據實際電漿電解水的酸鹼性需求進行調整，需要中性電漿電解水的時候，出水方式為合流出水，需要電解酸性水和電解鹼性水的時候，出水方式為分別出水。
水經過電磁水處理裝置後第一流水管道中流出的為具有高氧化性能的電解酸性水，電解酸性水中含有大量的負氧離子(O2-，O3-)，第二流水管道中流出的為電解鹼性水。
本發明中，所述洗滌塔的裝置為本領域常規裝置，較佳地，所述洗滌塔包括一塔筒，所述塔筒的底部設有一進氣口、所述塔筒的頂部設有一出氣口，所述塔筒內部設有至少一噴嘴、至少一填料層，其中，一般所述噴嘴與所述填料層可根據需要數量上進行調整，較佳地，所述塔筒內部設有2個噴嘴、3個填料層，所述噴嘴與所述填料層從上到下間隔設置。
其中，該洗滌塔用於處理廢氣，在使用時，一般為廢氣從所述進氣口自所述塔筒的底部通過所述填料層，同時在所述填料層與所述噴嘴中噴灑出的電漿電解水進行充分接觸，最後通過所述塔筒頂部的所述出氣口出氣，即可。
其中，所述的填料層的填料高度為本領域常規，較佳地為1
~10米，更佳地為2~5米。
本發明還提供一種包括上述洗滌塔的廢氣淨化系統。
其中，較佳地，所述空氣淨化系統包括上述洗滌塔、一電解水生產裝置、一水箱、一過濾器，所述電磁水處理裝置、洗滌塔、過濾器、水箱依次循環連通。
其中，所述的電解水生產裝置較佳地為上述電磁水處理裝置或上述連續生成高氧化還原性水的反應器。
本發明還提供一種廢氣淨化方法，其使用了上述廢氣淨化系統處理廢氣。
本發明中，所述的廢氣為本領域常規廢氣，一般為TVOC，TVOC是影響室內空氣品質中三種污染中影響較為嚴重的一種，TVOC是指室溫下飽和蒸氣壓超過了133.32pa的有機物，其沸點在50℃至250℃，在常溫下可以蒸發的形式存在於空氣中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會影響皮膚和黏膜，對人體產生急性損害，包括有機硫化合物、含氮化合物、有機酸、含氧碳氫化合物、含鹵化物等廢氣物質，按分類一般有苯類、烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類等，較佳地，所述的廢氣為二甲苯和/或甲醛，更佳地，廢氣中二甲苯或甲醛的濃度均為1mg/m3-2000mg/m3，進一步更佳地為10mg/m3-50mg/m3。
其中，所述的洗滌塔的處理水與所述的廢氣流量比例為本領域常規，較佳地為1~3L/m3。
其中，所述的洗滌塔中氣體空塔流速為本領域常規，較佳地為0.1~20米/秒，更佳地為0.5~1米/秒。
在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。
本發明所用試劑和原料均市售可得。
本發明的積極進步效果在於：本發明的洗滌塔及包括其的空氣淨化系統在處理廢氣不需要像傳統洗滌塔必須使用酸、鹼助劑，使用本發明洗滌塔及包括其的空氣淨化系統處理廢氣過程簡單，高效，空氣淨化能力非常好。
為使 貴審查委員能更了解本發明之特徵及其功效，茲配合圖式並詳細說明於后。
(1)‧‧‧電磁水處理裝置
(12)‧‧‧磁性裝置
(14)‧‧‧流水管道
(15)‧‧‧陽離子交換膜
(111)‧‧‧正極板
(112)‧‧‧負極板
(113)‧‧‧電線
(114)‧‧‧放電針
(121)‧‧‧磁片
(141)‧‧‧第二流水通道
(142)‧‧‧第一流水通道
(2)‧‧‧水箱
(3)‧‧‧過濾器
(4)‧‧‧洗滌塔
(41)‧‧‧出氣口
(42)‧‧‧進氣口
(43)‧‧‧第一噴嘴
(44)‧‧‧第一填料層
(45)‧‧‧第二填料層
(46)‧‧‧第二噴嘴
(47)‧‧‧第三填料層
(48)‧‧‧塔筒
(49)‧‧‧水出口
圖1為本發明一較佳實施例中生產電漿電解水的電磁水處理裝置的部分結構示意圖。
圖2為本發明一較佳實施例中生產電漿電解水的電磁水處理裝置的流水管道內部結構示意圖。
圖3為本發明一較佳實施例中的廢氣淨化系統的結構示意圖。
下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中，下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。
實施例1
結合圖1、2，說明本發明的電磁水處理裝置(1)，所述的電磁水處理裝置(1)包括一陽離子交換膜(15)、一流水管道(14)、至少一正極板(111)和至少一負極板(112)，一磁性裝置(12)，所述
正極板(111)和所述負極板(112)設於所述流水管道(14)上、施加一電場，用於電解所述流水管道中的溶液，所述陽離子交換膜(15)設於所述流水管道(14)內部、位於所述正極板(111)和所述負極板(112)之間且將所述流水管道(14)分為一第一流水通道(142)和一第二流水通道(141)，所述磁性裝置(12)設於所述流水管道(14)上，用於在流水管道(14)內施加與所述電場垂直方向的一磁場，本實施例當中，磁性裝置(12)為多個磁片(121)，磁片(121)產生的磁場強度為6000高斯，正極板(111)、負極板(112)上分佈有若干放電針(114)，正極板(111)和負極板(112)通過電線(113)分別與電源的正極和負極連接，自來水通入電磁水處理裝置(1)的時候，通電進行電解，自來水中一般含有氯化鈉，氯化鎂等礦物質鹽，根據電解水原理，在陽離子交換膜(15)的作用下，正極板(111)附近會產生電解酸性水，並且含有大量的負氧離子(O2-,O3-)，具有很強的氧化性，負極板(112)附近會產生電解鹼性水，並且在存在垂直於流水管道(14)的磁場存在下，水在管道中流動，水中的正負離子切割磁場的情況下會受到洛倫茲力的影響會對正負離子向電極板的移動有加速效果，本實施例為例，根據圖2所示，管道上部分的磁片(121)為N極磁片、管道下部分的磁片(121)為S極磁片，電解過程當中陽離子大量移動至負極板(112)的同時，還會隨著水流方向(水流方向在圖2中以×表示)移動並且切割磁感線受到指向負極板(112)方向的洛倫茲力的影響，加速陽離子移動，第一流水通道(142)和第二流水通道(141)合流出水得到電解中性水，第一流水通道(142)和第二流水通道(141)分別出水可同時得到電解酸性水和電解鹼性水。
實際應用中，正負極板的設置以及磁片的N極和S極，以及
水流的方向均可以根據實際情況進行調整配合，只要達到電解和磁場配合加速水中離子移動即可。
實施例2
如圖3所示，本實施例提供一動廢氣淨化系統，廢氣淨化系統包括一電磁水處理裝置(1)、一洗滌塔(4)、一過濾器(3)、一水箱(2)，電磁水處理裝置(1)、洗滌塔(4)、過濾器(3)、水箱(2)依次循環連接，所述洗滌塔(4)包括一進氣口(42)、一塔筒(48)、一出氣口(41)、一水出口(49)，所述塔筒(48)內部設有2個噴嘴、3個填料層，從上到下依次為第一噴嘴(43)、第一填料層(44)、第二填料層(45)、第二噴嘴(46)和第三填料層(47)。
水從水箱(2)中進入電磁水處理裝置(1)後經過電解後得本發明的電漿電解水，電漿電解水通過第一噴嘴(43)和第二噴嘴(46)噴灑於塔筒(48)內部的第一填料層(44)、第二填料層(45)和第三填料層(47)，廢氣通過塔筒(48)底部的進氣口(42)進入塔筒(48)內部之後一次經過第三填料層(47)、第二填料層(45)和第一填料層(44)的電漿電解水吸收並且進行反應分解之後從塔筒(48)頂部的出氣口(41)出氣，電漿電解水從塔筒(48)底部的水出口(49)流出經過過濾器(3)過濾，通過水箱(2)再次進入電磁水處理裝置(1)，反覆上述過程，當中水一直循環使用，廢氣處理過程結束後將電漿電解水排出。
實施例3
本實施例與實施例2基本相同，其不同點在於，使用中國專利申請，授權公告號：CN102320684B發明專利實施例1中的一種連續生成高氧化還原性水的反應器替代本發明實施例2中的電磁水處理裝置(1)，洗滌塔
(4)中填料層的高度為2米，洗滌塔(4)中氣體空塔流速為0.5米/秒。
實施例4
本實施例與實施例2基本相同，其不同點在於，正電極和負電極之間的電壓為3000伏直流電壓，使用授權公告號：102320684B發明專利實施例2中的連續生成高氧化還原性水的反應器替代本發明實施例2中的電磁水處理裝置(1)，洗滌塔(4)中填料層的高度為5米，洗滌塔(4)中氣體空塔流速為1米/秒。
實施例5
本實施例與實施例3基本相同，其不同點在於，正電極和負電極之間的電壓為100伏直流電壓，產生的電解酸性水的氧化還原電位為800mv，所述的電解鹼性水的氧化還原電位較佳地為-800mv，洗滌塔(4)中填料層的高度為1米，洗滌塔(4)中氣體空塔流速為20米/秒，洗滌塔(4)中處理水與廢氣流量比例為1L/m3。
實施例6
本實施例與實施例3基本相同，其不同點在於，正電極和負電極之間的電壓為5000伏直流電壓，產生的電解酸性水的氧化還原電位為1500mv，電解鹼性水的氧化還原電位為-1200mv，洗滌塔(4)中填料層的高度為10米，洗滌塔(4)中氣體空塔流速為0.1米/秒，洗滌塔(4)中處理水與廢氣流量比例為3L/m3。
效果實施例
使用實施例3的廢棄淨化系統中的雙層洗滌塔，分別用常規吸收液和電漿電解水進行廢氣處理，常規吸收液一般可以為氫氧化鈉溶液、硫酸溶液或次氯酸鈉溶液，本實施例中採用的常規吸收液是次氯酸鈉溶液，雙層洗滌塔中的水量為1噸。
每小時通入10000m3含有二甲苯或甲醛的廢氣進行處理，表1廢氣中二甲苯的濃度為50mg/m3，表2廢氣中甲醛的濃度為10mg/m3，分別用本發明和常規處理方法處理後，測試出氣口(41)和水中的二甲苯濃度或甲醛濃度。
空氣中甲醛檢測方法：分光光度計化學分析法
水中甲醛檢測方法：GB/T5750.10-2006《生活飲用水標準檢驗方法》AHMT分光光度法。
空氣中二甲苯檢測方法：GB11737-89氣象色譜法
水中二甲苯檢測方法：氣象色譜法
實施例1、2、4~6均可實現上述效果。
(1)‧‧‧電磁水處理裝置
(2)‧‧‧水箱
(3)‧‧‧過濾器
(4)‧‧‧洗滌塔
(41)‧‧‧出氣口
(42)‧‧‧進氣口
(43)‧‧‧第一噴嘴
(44)‧‧‧第一填料層
(45)‧‧‧第二填料層
(46)‧‧‧第二噴嘴
(47)‧‧‧第三填料層
(48)‧‧‧塔筒
(49)‧‧‧水出口
Claims (8)
- 一種洗滌塔，其特徵在於，所述洗滌塔的處理水為電漿電解水，所述的水的電解在一連續生成高氧化還原性水的反應器中進行，其中，所述的連續生成高氧化還原性水的反應器由正電極、負電極、陽離子交換膜和絕緣外殼組成，所述的正電極、負電極置於耐酸鹼、耐高壓的絕緣外殼長度方向內側，量電極平行等間距，所述正電極與負電極之間相距2-80mm，絕緣外殼兩側留有進水口和出水口，管內注水，一端進水，一端出水，絕緣外殼長度方向依次置進水口、負電極、陽離子交換膜、正電極和出水口，所述陽離子交換膜位於正電極、負電極平行且分別與兩個電極面等距離的位置，正電極和負電極接高壓直流電源，所述反應器正電極與負電極之間施以100~5000VDC直流電壓，構成連續生成高氧還原水的反應器，其中，所述的直流電壓值較佳地為3000~5000VDC；和/或，所述的反應器中，所述的出水口為1個或多個；和/或，所述的正電極的材料選用石墨板、白金鍍板、釕銥塗層鈦板或鈦板材料製作。
- 如申請專利範圍第1項所述的洗滌塔，其特徵在於，所述的電解的過程在一電磁水處理裝置中進行，其中，所述的電磁水處理裝置包括一陽離子交換膜、一流水管道、至少一正極板和至少一負極板，一磁性裝置，所述正極板和所述負極板設於所述流水管道上、施加一電場，用於電解所述流水管道中的溶液，所述陽離子交換膜設於所述流水管道內部、位於所述正極板和所述負極板之間且將所述流水管道分為一第一流水通道和一第二流水通道，所述磁性裝置設於所述流水管道上，用於在流水管道內施加與所述電場垂直方向的一磁場。
- 如申請專利範圍第2項所述的洗滌塔，其特徵在於，所述的電磁水處理裝置中，所述磁性裝置為若干磁片，所述磁片貼設於所述流水管道的兩 個相對的外壁，所述的正極板和所述負極板均分佈有若干放電針，所述的磁場強度為2000-6000高斯；水經過電解後從電磁水處理裝置的一出口出水，出水方式分為下述方式任一種：方式一、所述第一流水管道和所述第二流水管道分別出水；方式二、所述第一流水管道和所述第二流水管道合流出水。
- 如申請專利範圍第1項所述的洗滌塔，其特徵在於，所述洗滌塔包括一塔筒，所述塔筒的底部設有一進氣口、所述塔筒的頂部設有一出氣口，所述塔筒內部設有至少一噴嘴、至少一填料層；較佳地，所述塔筒內部設有2個噴嘴、3個填料層，所述噴嘴與所述填料層從上到下間隔設置，所述的填料層的填料高度較佳地為1~10米，更佳地為2~5米。
- 一種包括一如申請專利範圍第1~4項任一項所述的洗滌塔的廢氣淨化系統。
- 如申請專利範圍第5項所述的廢氣淨化系統，其特徵在於，所述空氣淨化系統包括一如申請專利範圍第1~4項任一項所述的洗滌塔、一電解水生產裝置、一水箱、一過濾器，所述電磁水處理裝置、洗滌塔、過濾器、水箱依次循環連通；其中，所述的電解水生產裝置較佳地為如申請專利範圍第3項中所述的連續生成高氧化還原性水的反應器或如申請專利範圍第4或5項中所述的電磁水處理裝置。
- 一種廢氣淨化方法，其特徵在於，所述的廢氣淨化方法使用如申請專利範圍第5或6項所述的廢氣淨化系統處理廢氣。
- 如申請專利範圍第7項所述的廢氣淨化方法，其特徵在於，所述的廢氣為含二甲苯和/或甲醛的廢氣；較佳地，廢氣中二甲苯或甲醛的濃度均為 1mg/m3-2000mg/m3，更佳地為10mg/m3-50mg/m3；所述的洗滌塔的處理水與所述的廢氣流量比例較佳地為1~3L/m3；所述的洗滌塔中氣體空塔流速較佳地為0.1~20米/秒，更佳地為0.5~1米/秒。
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| TW104110591A TWI564068B (zh) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | A scrubber and an exhaust gas purifying system including the same, an air purifying method |
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| TW104110591A TWI564068B (zh) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | A scrubber and an exhaust gas purifying system including the same, an air purifying method |
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2015
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