WO2017193720A1 - 一种空气净化装置 - Google Patents

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WO2017193720A1
WO2017193720A1 PCT/CN2017/078405 CN2017078405W WO2017193720A1 WO 2017193720 A1 WO2017193720 A1 WO 2017193720A1 CN 2017078405 W CN2017078405 W CN 2017078405W WO 2017193720 A1 WO2017193720 A1 WO 2017193720A1
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air
liquid separation
circulating water
separation funnel
gas
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李万
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李万
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0003—Exclusively-fluid systems

Definitions

  • the present invention belongs to the field of environmental protection technologies, and specifically relates to an air purification device.
  • the third is to directly pass the dust-containing air into the water through the nozzle through a fan.
  • the former is simple and saves money, but the removal ability of PM2.5 is extremely limited; although the latter is relatively thorough, the equipment is bulky and expensive, and the nozzle is easy to block; the third method, although effective than the first method, However, since the bubbles in the water are not easily torn and broken, the removal of PM2.5 is not thorough enough.
  • the second source of PM2.5 is the motor vehicle. Motor vehicles pass at high speed on asphalt roads.
  • the present invention provides an air purifying device which is efficient, dexterous, and not easy to block, and can not only catch the source of PM2.5 generated in many industries, but also can be contaminated by PM2.5.
  • the dyed air is effectively purified, and the same amount of water can be saved.
  • the technical solution adopted by the present invention is: an air purification device, comprising a mixing cylinder, a gas-liquid separation funnel, a sedimentation cylinder, a nozzle tube, and a flocculant storage tank, wherein the mixing cylinder is composed of a cylindrical portion of a unitary structure and The truncated cone portions are respectively located at the two ends of the cylindrical portion, and the two truncated portions are respectively connected to the gas-liquid separation funnel and the precipitation cylinder through the small diameter end thereof, the spout tube is disposed on the side wall of the mixing cylinder, and the spout tube is mixed along the side
  • the tangential direction of the barrel inputs air into the mixing cylinder, and the input end of the nozzle tube is connected with a venturi tube, the venturi tube has an air inlet and a circulating water inlet, and the air inlet of the venturi tube is connected to the fan, the circulating water of the venturi tube The inlet is connected to the circulating water outlet of the side wall
  • the cylinder portion of the mixing cylinder and the two truncated cone portions have an aspect ratio of ⁇ 1:5.
  • the derotator is fixed inside the gas-liquid separating funnel by a lifting rib.
  • the inlet end of the tee on the circulating water pipe is connected to the flocculant storage tank through the inlet pipe and the peristaltic pump.
  • a check valve and a flow meter are disposed between the tee and the venturi tube on the circulating water pipe.
  • a gas valve is disposed at a top of the precipitation cylinder, and a drain valve is disposed at a side of the precipitation cylinder.
  • the derotator includes a baffle, a gas trap and a water collecting pan respectively sleeved on the electric conducting electrode, and the baffle has four in the circumferential direction.
  • the gas trap is a hollow truncated cone structure, and the gas trap is located between the electrically conductive electrode and the vane of the baffle; the water collecting pan is located below the deflector and the gas trap, and collects water There is a water collection outlet pipe on the plate.
  • the method for purifying air by using the above device adding circulating water to the gas-liquid separation funnel to the derotator, and driving the circulating water in the mixing cylinder in the gas-liquid separation funnel, the circulating water pipe, the venturi tube Take And circulating between the nozzle tubes, and adjusting the amount of flocculating agent according to the total dust content of the air to be purified and the flow rate of the fan, and the solid in the air is mixed by the air to be purified brought by the fan and the circulating water containing the flocculating agent.
  • the particles accumulate to form flocs.
  • the volumetric flow rate of the circulating water is controlled to be 1/8 to 1/5 of the volumetric flow rate of the air.
  • the mass of the flocculant in the flow rate of the flocculant solution is 0.01 to 0.03% of the solid content in the flow rate of the fan.
  • the air purifying device provided by the invention is efficient, dexterous, not easy to block, and has universality, which can not only capture many industries PM2.5.
  • the source of the production, and the air that has been polluted by PM2.5 can be effectively purified, and the water can be saved in a large amount.
  • the invention has wide application range, can be docked with cyclone separators and other ventilation devices to remove PM2.5 in their exhaust gas; and is installed in a traditional road sweeping vehicle by installing a large particle filter at the inlet of the fan of the present invention.
  • PM2.5 existing on the road can be removed; moreover, the invention is low in cost and convenient in maintenance.
  • FIG. 2 is a cross-sectional plan view of A in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic view showing a state at the initial stage of startup of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a state of normal operation of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural view of a derotator of the present invention
  • Figure 6 is a cross-sectional view taken along line A-A' of Figure 5;
  • Figure 7 is a cross-sectional view taken along line BB' of Figure 5;
  • FIG. 8 is a schematic view of a panel of an air-water detector according to the present invention.
  • an air purifying device includes a mixing drum 1, a gas-liquid separating funnel 2, a sedimentation cylinder 3, a spout pipe 4, and a flocculating tank 9, which is composed of a cylindrical cylinder having an integral structure.
  • the two truncated portions are respectively connected to the gas-liquid separation funnel 2 and the precipitation cylinder 3 through the small diameter end thereof, and the spout tube 4 is disposed on the side wall of the mixing cylinder 1
  • the nozzle tube 4 inputs air into the mixing cylinder 1 along the tangential direction of the mixing cylinder 1
  • the venturi tube 6 is connected to the input end of the nozzle tube 4
  • the venturi tube 6 has an air inlet and a circulating water inlet
  • the venturi tube 6 The air inlet is connected to the fan 5, and the circulating water inlet of the venturi 6 is connected to the circulating water outlet of the side wall of the gas-liquid separation funnel 2 through the circulating water pipe 7, and the circulating water pipe 7 is also connected to the flocculating tank through the tee 8.
  • the derotator 15 includes a baffle 1501, a gas barrier 1502, and a water collecting tray 1503 respectively disposed on the conductive electrode 14.
  • the deflector 1501 has four blades in the circumferential direction;
  • the gas cone 1502 is a hollow truncated cone structure, and the gas trap 1502 is located between the conductive electrode 14 and the vane of the deflector 1501;
  • the water collecting tray 1503 is located below the deflector 1501 and the gas trap 1502, and
  • a water collection outlet pipe 1 504 is provided on the water tray 1503.
  • the hanging rib 18 is connected to the upper outer rim 150301 of the water collecting tray 1503.
  • the cylinder diameter portion and the two truncated cone portions of the mixing cylinder 1 have an aspect ratio of ⁇ 1:5; the top of the sedimentation cylinder 3 is provided with a gas valve 16, precipitation A drain valve 17 is provided on the side of the cylinder 3.
  • the racem 15 is fixed inside the gas-liquid separation funnel 2 by a lifting rib 18.
  • the inlet end of the tee 8 on the circulating water pipe 7 is connected to the flocculant storage tank 9 through the inlet pipe 19 and the peristaltic pump 20, and the check valve 21 is provided with a check valve 21 between the tee 8 and the venturi pipe 6.
  • flow meter 22 A mirror 23 is disposed on the side of the gas-liquid separation funnel, and a mirror 23 is also disposed on the side of the sedimentation cylinder.
  • the method for purifying air by using the above device adding circulating water to the gas-liquid separation funnel to the derotator, and driving the circulating water in the mixing cylinder in the gas-liquid separation funnel, the circulating water pipe, the venturi tube And circulating between the nozzle tubes, and adjusting the amount of the flocculant according to the total dust content of the air to be purified and the flow rate of the fan, and the solid in the air is mixed by the air to be purified brought by the fan and the circulating water containing the flocculating agent.
  • the particles accumulate to form flocs.
  • the volume flow rate of the circulating water is controlled to be 1/8 to 1/5 of the volume flow of the air; the mass of the flocculant in the flow rate of the flocculant solution is 0.01 of the solid content in the flow rate of the fan ⁇ 0.03%.
  • a control valve 24 is provided on the circulation water pipe, the inlet end of the nozzle pipe, and the junction of the precipitation cylinder and the mixing cylinder.
  • the gas-liquid separation funnel is connected to a column at the port, the port on the column is flanged with an end cap, and the end cap is provided with an exhaust pipe and Add water.
  • the root extends to the lower hopper of the funnel to fix the deflater for purifying the air, and a circulating water outlet is provided along the tangential direction in the lower part of the funnel side wall.
  • the lower part of the sedimentation cylinder has a larger volume, and the upper volume is smaller, and the two parts are integrally connected by a living interface.
  • the upper round barrel outlet of the mixing drum is connected to the gas-liquid separation funnel through a living interface.
  • the working principle of the invention is that the air containing solid particles, under the driving of the pressure fan, first draws air through the branch pipe of the venturi into the circulating water containing the flocculant, and the whole dust in the air (PM2.5) , P M10 and larger solid particles) are wetted, flocculated, and then circulated through the circulating water spout provided on the side wall of the cylinder of the mixing drum to rotate the circulating water in the tangential direction to generate centrifugal separation.
  • the centrifugal separation acts to tear and disperse the air flow by the rotating circulating water.
  • the derotator After the derotator loses the rotation speed and reduces the partial pressure of the water vapor, the purified air is discharged from the exhaust pipe, and the circulating water layer is discharged. Then, due to the medium density, it is located between the floc layer and the "air ball". Under the pressure push, the inner wall of the upper outlet of the mixing cylinder reaches the lower part of the gas-liquid separation funnel, and the trailing edge is arranged in the tangential direction of the side. The outlet, the control valve, the three-way valve, the check valve, and the venturi's circulating water inlet enter the next cycle.
  • the specific use method of the air purifying device in the present invention is as follows: First, a flocculating agent (polyacrylamide) solution is prepared at a normal temperature, and the concentration is generally 0.1 to 0.3%, and the amount is according to the total dust content of the air to be treated and the high pressure blower 18 The flow rate is determined to be generally 0.01 to 0.03% of the mass of solids contained in the air, and then the equipment is assembled as shown in Fig. 1, and the air purification can be carried out as follows.
  • a flocculating agent polyacrylamide
  • the flow meter 22 and the air-water detector 13 are illuminated by the high-pressure air because the conductive electrode 14 is immersed in the water, and the "red light-water” indicator light is turned on.
  • the circulating water in the mixing drum 1 is rotated and circulated through the circulating water outlet, the control valve, the tee 8, the flow meter 22, the check valve 21, and the venturi 6.
  • the control valve on the circulation pipe is adjusted so that the volume flow of the circulating water is the volume flow of the air. 1/8 ⁇ 1/5, the purpose is to reduce the pipe resistance of the mixed fluid, determine the flow rate of the peristaltic pump 20 according to the total dust content of the air to be treated and the flow rate of the high pressure blower 5, so that the flocculant in the flow rate of the flocculant solution
  • the mass is in the flow of high pressure fan 5
  • the solid content is 0.01 ⁇ 0.03%
  • the peristaltic pump 20 is started, the flocculant solution is entered through the tee 8 and mixed with the circulating water, and the venturi tube 6 is mixed with the dust-containing air to wet the whole dust in the air. Adsorption and preliminary mixing.
  • the air passes through the center of the upper outlet of the mixing cylinder 1 to reach the deflater 15 of the purified air, and then is divided into two central and outer airflows by the lower edge of the collecting tray 1503, and the central airflow is in the gas cone. 1 502 and the deflector 1501 cooperate to overlap in the opposite rotation direction above the water collecting tray 1503, causing the supersaturated water vapor to condense into water, fall into the water collecting tray 1503, and then return from the water collecting outlet tube 1504.
  • the circulation system, and the purified air from which PM2.5 and excess moisture are discharged is discharged from the air exhaust pipe 11; the circulating water layer is located in the flocculation due to the density being centered.
  • Embodiment 1 Main parameters of the apparatus of the present embodiment 1.
  • High-pressure fan The outlet diameter is 50 mm, the ultimate pressure is 160 kPa, and the outlet pressure is 0.7363 kPa, and the flow rate is 68 m3/h.
  • peristaltic pump flow 0.2mIJ turn, 0-100 rev / min, adjustable.
  • the concentration of the flocculant polyacrylamide solution l.Oppm, 100mL is prepared.
  • Test equipment Air quality detector BR-AiR-329, measuring range 0-999 g/m3
  • the flow meter 22 and the air-water detector 13 have their "red light-water” indicator light, and the high pressure blower 5 is turned on, and the circulating water in the mixing cylinder 1 can be seen.
  • the bubble is rotated and flows through the circulating water outlet, the control valve, the tee 8, the flow meter 22, the check valve 21, and the venturi 6, and the bubble is discharged from the exhaust port tube 11.
  • the air quality detector is placed in a plastic bag having a volume of not less than 2 L to extrude the air therein, and then the plastic bag mouth is collected against the exhaust port tube 11 to collect a bag of the treated air, and the plastic bag is tied. The mouth, after one minute of reading, was collected 3 times and was not detected.

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Abstract

一种空气净化装置，该装置包括混合筒（1）、气液分离漏斗（2）、沉淀筒（3）、喷口管（4）和絮凝剂储罐（9），所述混合筒（1）由一体结构的圆柱筒部分以及分别位于圆柱筒部分两端的圆台部分构成，且两个圆台部分通过其小径端分别与气液分离漏斗（2）和沉淀筒（3）连接，所述喷口管（4）穿设在混合筒（1）的侧壁上，且喷口管（4）沿混合筒（1）切线方向向混合筒（1）内输入空气，喷口管（4）的输入端连接有文丘里管（6），文丘里管（6）具有一个空气入口和一个循环水入口，文丘里管（6）的空气入口连接至风机（5），文丘里管（6）的循环水入口通过循环水管（7）连接至气液分离漏斗（2）侧壁的循环水出口，所述循环水管（7）还通过三通（8）连接至絮凝剂储罐（9）；所述气液分离漏斗（2）的顶部设有排气口管（11），气液分离漏斗（2）内部设置有电导电极（14）以及套设在电导电极（14）上的消旋器（15），电导电极（14）的一端穿过气液分离漏斗（2）并伸入混合筒（1）内部，电导电极（14）的另一端穿出气液分离漏斗（2）并与空气-水检测仪（13）连接。该装置高效、灵巧、不易堵塞，不仅可以掐住许多行业PM2.5产生的源头，而且可以对已经被PM2.5污染的空气进行有效地净化，同时可以大量地节约水资源。

Description

一种空气净化装置
技术领域
[0001] 本发明属于环保技术领域， 具体涉及空气净化装置。
背景技术
[0002] 近些年来， 随着我国工业化、 机动车、 建筑业的发展， 雾霾天气有明显的增多 趋势， 已引起政府和民众的高度重视。 引起雾霾天气的原因， 除了天气因素外 ， 就是空气中存有大量的 PM2.5。 产生 PM2.5的源头之一是采矿、 钢铁、 水泥、 化工、 食品生产企业等， 广泛使用旋风分离器及通风设施， 而这些设备的尾气 中含有大量的 PM2.5。 现有除去尾气中 PM2.5的方法， 有三种， 一是用布袋或滤 布、 滤材过滤； 二是在喷淋塔中， 让喷淋的水雾与尾气逆流接触收集 PM2.5于水 ， 而后静置、 沉降、 回收上层清水， PM2.5通过沉淀除去； 三是用风机通过喷头 直接把含有粉尘的空气通入水中。 前者设备简单、 省钱， 但对 PM2.5的去除能力 极其有限； 后者虽然比较彻底， 但设备体积庞大、 造价高， 喷头也容易堵塞； 第三种方法， 虽然比第一种方法有效， 但由于在水中气泡不易被撕裂、 破碎， 因此对 PM2.5的去除不够彻底。 产生 PM2.5的源头之二是机动车。 机动车在柏油 马路上高速通行， 除了排气管会排出一些 PM2.5外， 恐怕更重要的原因还在于车 轮与路面摩擦、 飞速旋转， 会把尘埃磨碎产生 PM2.5并将其与空气充分混合形成 气凝胶。 马路清扫车一边喷水、 一边清扫或洒水车洒水， 虽然表面上看起来当 吋空气似乎清新了点， 但从根本上说， 这只不过是" PM2.5挪屁股"， 对清除 PM2. 5几乎没有任何贡献， 却还要消耗大量的人力、 动力和宝贵的水资源。 产生 PM2. 5的源头之三是燃煤、 扬尘及其他， 但不管怎么说， 都存在一个空气净化问题。 技术问题
问题的解决方案
技术解决方案
[0003] 为解决上述技术问题， 本发明提供一种空气净化装置， 该装置高效、 灵巧、 不 易堵塞， 不仅可以掐住许多行业 PM2.5产生的源头， 而且可以对已经被 PM2.5污 染的空气进行有效地净化， 同吋可以大量地节约水资源。
[0004] 本发明所采用的技术方案是： 一种空气净化装置， 包括混合筒、 气液分离漏斗 、 沉淀筒、 喷口管和絮凝剂储罐， 所述混合筒由一体结构的圆柱筒部分以及分 别位于圆柱筒部分两端的圆台部分构成， 且两个圆台部分通过其小径端分别与 气液分离漏斗和沉淀筒连接， 所述喷口管穿设在混合筒的侧壁上， 且喷口管沿 混合筒切线方向向混合筒内输入空气， 喷口管的输入端连接有文丘里管， 文丘 里管具有一个空气入口和一个循环水入口， 文丘里管的空气入口连接至风机， 文丘里管的循环水入口通过循环水管连接至气液分离漏斗侧壁的循环水出口， 所述循环水管还通过三通连接至絮凝剂储罐； 所述气液分离漏斗的顶部设有排 气口管， 气液分离漏斗内部设置有电导电极以及套设在电导电极上的消旋器， 电导电极的一端穿过气液分离漏斗并伸入混合筒内部， 电导电极的另一端穿出 气液分离漏斗并与空气-水检测仪连接。
[0005] 作为本发明一种空气净化装置的进一步优化， 所述混合筒的圆柱筒部分以及两 个圆台部分的高径比均≤1:5。
[0006] 作为本发明一种空气净化装置的进一步优化， 所述消旋器通过吊筋固定在气液 分离漏斗内部。
[0007] 作为本发明一种空气净化装置的进一步优化， 所述循环水管上的三通进口端通 过进液管和蠕动泵连接至絮凝剂储罐。
[0008] 作为本发明一种空气净化装置的进一步优化， 所述循环水管上在三通与文丘里 管之间设有单向阀和流量计。
[0009] 作为本发明一种空气净化装置的进一步优化， 所述沉淀筒的顶部设有气阀， 沉 淀筒的侧面设有放水阀。
[0010] 作为本发明一种空气净化装置的进一步优化， 所述的消旋器包括分别套设在电 导电极上的导流板、 挡气锥和集水盘， 导流板沿圆周方向具有四个叶片； 所述 挡气锥为中空圆台形结构， 且挡气锥位于电导电极与导流板的叶片之间； 所述 的集水盘位于导流板和挡气锥的下方， 且集水盘上设有集水出口管。
[0011] 利用上述装置进行空气净化的方法： 向气液分离漏斗内加入循环水至没过消旋 器， 幵启风机驱动混合筒内的循环水在气液分离漏斗、 循环水管、 文丘里管以 及喷口管之间进行循环， 并且根据待净化空气的全尘含量及风机的流量调节絮 凝剂的加入量， 由风机带入的待净化空气与含有絮凝剂的循环水混合后， 空气 中的固体颗粒物聚集形成絮状物， 空气、 絮状物和循环水在混合筒中经旋转离 心分离后， 絮状物沿下部筒壁被离心、 缩水最后沉积在沉淀筒中， 循环水沿上 部筒壁上行， 由循环水出口和循环水管进入文丘里支管进入再利用， 被净化的 空气则沿混合筒上部中心轴方向向上到达消旋器下部， 而后被分成中心和外环 两股， 经过消旋器失去旋转速度并降低其中水蒸气的分压， 最后经净化空气排 气管排出。
[0012] 作为本发明一种空气净化的方法的进一步优化， 当幵始泵入絮凝剂吋， 控制循 环水的体积流量为空气体积流量的 1/8〜 1/5。
[0013] 作为本发明一种空气净化的方法的进一步优化， 絮凝剂溶液流量中的絮凝剂的 质量为风机流量中的固含量的 0.01〜0.03%。
[0014] 与现有技术相比， 本发明至少具有下述优点及有益效果： 本发明提供的空气净 化装置高效、 灵巧、 不易堵塞， 并具有普适性， 不仅可以掐住许多行业 PM2.5产 生的源头， 而且可以对已经被 PM2.5污染的空气进行有效地净化， 同吋可以大量 地节约水资源。
发明的有益效果
有益效果
[0015] 本发明使用范围广， 可与旋风分离器及其它通风设备对接， 清除它们尾气中的 PM2.5; 在本发明风机入口加装一个大颗粒物的滤网将其安装在传统马路清扫车 上， 就可以去除马路上存在的 PM2.5; 而且， 本发明造价低， 维修方便。
对附图的简要说明
附图说明
[0016] 图 1为本发明的结构示意图；
[0017] 图 2为图 1中 A处的截面俯视图；
[0018] 图 3为本发明启动初期的状态示意图；
[0019] 图 4为本发明正常运转吋的状态示意图；
[0020] 图 5为本发明中消旋器的结构示意图； [0021] 图 6为图 5中沿 A-A'方向的剖视图；
[0022] 图 7为图 5中沿 B-B'方向的剖视图；
[0023] 图 8为本发明中空气-水检测仪面板示意图；
[0024] 附图标记： 1、 混合筒， 101、 筒壁， 102、 喷口， 2、 气液分离漏斗， 3、 沉淀 筒， 4、 喷口管， 5、 风机， 6、 文丘里管， 7、 循环水管， 8、 三通， 9、 絮凝剂 储罐， 10、 端盖， 11、 排气口管， 12、 加水口， 13、 空气 -水检测仪， 14、 电导 电极， 15、 消旋器， 1501、 导流板， 150101、 导流板上挡板， 1502、 挡气锥， 1 50201、 挡气锥上底， 150202、 挡气锥下底， 150203、 连接筋， 1503、 集水盘， 150301、 集水盘上口外檐， 150302、 集水盘上口内檐， 150303、 集水盘下口外 檐， 1504、 集水出口管， 1505、 外环净化空气流向， 1506、 中心净化空气流向 ， 1507、 空气内出口， 1508、 空气外出口， 16、 气阀， 17、 放水阀， 18、 吊筋 ， 19、 进液管， 20、 蠕动泵， 21、 单向阀， 22、 流量计， 23视镜， 24控制阀， 2 5、 喷口管座。
本发明的实施方式
[0025] 为使本发明的内容更明显易懂， 以下结合具体实施例， 对本发明进行详细描述
[0026] 如图所示， 一种空气净化装置， 包括混合筒 1、 气液分离漏斗 2、 沉淀筒 3、 喷 口管 4和絮凝剂储罐 9， 所述混合筒 1由一体结构的圆柱筒部分以及分别位于圆柱 筒部分两端的圆台部分构成， 且两个圆台部分通过其小径端分别与气液分离漏 斗 2和沉淀筒 3连接， 所述喷口管 4穿设在混合筒 1的侧壁上， 且喷口管 4沿混合筒 1切线方向向混合筒 1内输入空气， 喷口管 4的输入端连接有文丘里管 6， 文丘里 管 6具有一个空气入口和一个循环水入口， 文丘里管 6的空气入口连接至风机 5， 文丘里管 6的循环水入口通过循环水管 7连接至气液分离漏斗 2侧壁的循环水出口 ， 所述循环水管 7还通过三通 8连接至絮凝剂储罐 9; 所述气液分离漏斗 2的顶部 设有排气口管 11， 气液分离漏斗 2内部设置有电导电极 14以及套设在电导电极 14 上的消旋器 15， 电导电极 14的一端穿过气液分离漏斗 2并伸入混合筒 1内部， 电 导电极 14的另一端穿出气液分离漏斗 2并与空气-水检测仪 13连接。 [0027] 所述的消旋器 15包括分别套设在电导电极 14上的导流板 1501、 挡气锥 1502和集 水盘 1503， 导流板 1501沿圆周方向具有四个叶片； 所述挡气锥 1502为中空圆台 形结构， 且挡气锥 1502位于电导电极 14与导流板 1501的叶片之间； 所述的集水 盘 1503位于导流板 1501和挡气锥 1502的下方， 且集水盘 1503上设有集水出口管 1 504。 所述的吊筋 18与集水盘 1503的上口外檐 150301连接。
[0028] 为了使本发明具有更好的实施效果， 所述混合筒 1的圆柱筒部分以及两个圆台 部分的高径比均≤1:5； 沉淀筒 3的顶部设有气阀 16， 沉淀筒 3的侧面设有放水阀 17 。 所述消旋器 15通过吊筋 18固定在气液分离漏斗 2内部。 所述循环水管 7上的三 通 8进口端通过进液管 19和蠕动泵 20连接至絮凝剂储罐 9， 循环水管 7上在三通 8 与文丘里管 6之间设有单向阀 21和流量计 22。 所述气液分离漏斗侧面设有一个视 镜 23， 沉淀筒的侧面也设有一个视镜 23。
[0029] 利用上述装置进行空气净化的方法： 向气液分离漏斗内加入循环水至没过消旋 器， 幵启风机驱动混合筒内的循环水在气液分离漏斗、 循环水管、 文丘里管以 及喷口管之间进行循环， 并且根据待净化空气的全尘含量及风机的流量调节絮 凝剂的加入量， 由风机带入的待净化空气与含有絮凝剂的循环水混合后， 空气 中的固体颗粒物聚集形成絮状物， 空气、 絮状物和循环水在混合筒中经旋转离 心分离后， 絮状物沿下部筒壁被离心、 缩水最后沉积在沉淀筒中， 循环水沿上 部筒壁上行， 由循环水出口和循环水管进入文丘里支管进入再利用， 被净化的 空气则沿混合筒上部中心轴方向向上到达消旋器下部， 而后被分成中心和外环 两股， 经过消旋器失去旋转速度并降低其中水蒸气的分压， 最后经净化空气排 气管排出。
[0030] 当幵始泵入絮凝剂吋， 控制循环水的体积流量为空气体积流量的 1/8〜1/5； 絮 凝剂溶液流量中的絮凝剂的质量为风机流量中的固含量的 0.01〜0.03%。
[0031] 本发明中， 循环水管上、 喷口管的入口端以及沉淀筒与混合筒的连接处均设有 控制阀 24。
[0032] 做为本发明较好的具体实施方式， 所述气液分离漏斗上端口接一个柱体， 柱体 上端口以法兰连接了一个端盖， 端盖上设有排气口管和加水口。 在气液分离漏 斗和柱体之间设有一个法兰， 法兰之间设有一个法兰圈， 法兰圈内侧焊接有三 根伸向漏斗下口的吊筋， 用以固定净化空气的消旋器， 在漏斗侧壁下部沿切线 方向设有循环水出口。 沉淀筒下部容积较大， 上部容积较小， 两部分通过活接 口连成一体。 混合筒的上圆台筒出口通过一个活接口连接气液分离漏斗。
[0033] 本发明的工作原理是， 含有固体颗粒物的空气， 在压力风机的驱动下， 先使空 气通过文丘里管的支管吸入含有絮凝剂的循环水， 对空气中的全尘 （PM2.5、 P M10及更大的固体颗粒） 进行润湿、 絮凝， 而后经设置在混合筒的柱筒侧壁的循 环水喷口， 沿切线方向驱动其中的循环水旋转， 产生离心分离作用。 在混合筒 中， 离心分离作用， 一方面使空气流被旋转的循环水撕裂、 分散； 另一方面， 絮凝物因密度最大， 将沿混合筒的下圆台内壁滚动、 下沉， 按照角动量守恒原 理L=mR12ωl=mr22ω2=定值①或1^=1^1 1=1^2 2=定值②其中， L为流体质点的 角动量， m为流体质点的质量， R1为旋转流体质点的入口半径， r2为旋转流体质 点的出口半径， ωΐ为旋转流体质点在入口处的转速、 ω2为旋转流体质点在出口 处的转速， vl为旋转流体质点在入口处的线速度、 v2为旋转流体质点在出口处 的线速度由①式可得 co2/col=(Rl/r2)2③由②式可得 v2/vl=Rl/r2④由于 R1是 r2的数十 倍甚至更高， 因此， 由③式可知， ω2是 ωΐ的数十倍的平方倍， 由④式可知， v2是 vl的数十倍。
[0034] 这表明， 絮凝物在绕混合筒轴旋转的转速和线速都将逐步增加， 从而挤出其中 的大部分水分使其体积收缩、 密度进一步增加、 促进其沉降， 最后落入柱形沉 淀筒底部， 与此同吋， 空气因密度最小， 被离心作用集中到混合筒的轴心上部 ， 形成一个梨形 "空气球"， 在压力推动下， 空气通过双锥柱筒上部出口的中心到 达净化空气的消旋器下面， 而后被分成中心和外环两股， 经过消旋器失去旋转 速度并降低其中水蒸气的分压， 最后经净化空气从排气口管排出， 而循环水层 则因密度居中而位于絮凝物层和"空气球"之间， 在压力推动下， 沿混合筒的上部 出口的内壁， 到达气液分离漏斗下部， 而后沿设置在其侧面的切线方向的循环 水出口、 经控制阀、 三通、 单向阀、 文丘里管的循环水入口进入下一次循环。 同样道理， 在混合筒的上圆台中， 循环水和空气在向上移动的过程中， 转速和 线速也会逐步增加， 空气中更小的固体微粒会因离心力增加而被甩到水层、 并 进一步到达上圆台壁， 旋转的水流和重力作用会使它们沿上圆台壁滚动变大、 下沉， 最终到达沉淀筒。 由此可见， 本发明对空气中的全尘包括 PM2.5的清除是 比较彻底的， 还可以避免净化空气带走大量的循环水。 絮凝物在双锥柱筒内壁 绕双锥柱筒轴旋转、 自行滚动、 下沉， 不但不会粘附筒壁， 而且还有清理筒壁 的作用。
[0035] 本发明中空气净化装置的具体使用方法为： 首先在常温下配制絮凝剂 （聚丙烯 酰胺） 溶液， 浓度一般为 0.1〜0.3%， 用量根据待处理空气的全尘含量及高压风 机 18的流量确定， 一般为空气所含固体质量的 0.01〜0.03%， 而后按图 1组装好设 备， 即可按以下步骤进行空气净化。
[0036] 1、 如图 1， 幵启三个控制阀 124和气阀 16， 关闭放水阀 17， 从加水口 12加入循 环水， 当循环水经气阀 16溢出吋， 关闭气阀 16， 继续加入循环水， 直到液面到 达循环水视镜 23的底部附近为止。
[0037] 2、 如图 3， 幵启流量计 22和空气-水检测仪 13， 因电导电极 14浸入水中， 则其" 红灯 -水"指示灯亮， 幵启高压风机 5， 利用高压空气驱动混合筒 1中的循环水旋转 ， 并通过循环水出口、 控制阀、 三通 8、 流量计 22、 单向阀 21、 文丘里管 6进行 循环。
[0038] 3、 当循环水在混合筒 1中的转速较低吋， 如图 3所示， 空气以气泡的形式， 从 混合筒 1的顶部冒出， 进入气液分离漏斗 2到达消旋器 15后， 分两股经消旋器 15 逃逸， 再溢出循环水面， 从排气口管 11排出体系。
[0039] 4、 当循环水在混合筒 1中的转速达到某一临界值吋， 如图 4所示， 空气在混合 筒 1中形成空气球， 此吋因电导电极 14处于空气中， 故空气-水检测仪 13的"绿灯- 空气"指示灯亮而"红灯 -水"指示灯灭， 这种情况下， 空气形成连续相， 并进入气 液分离漏斗 2延伸到消旋器 15， 而后经消旋器 15被分成中心和外环两股， 经过消 旋器 15失去旋转速度并降低其中水蒸气的分压， 最后经净化空气排气口管排出
[0040] 5、 当空气 -水检测仪 13的"绿灯-空气"指示灯亮而"红灯冰"指示灯灭吋， 调节 循环管上的控制阀， 使循环水的体积流量为空气体积流量的 1/8〜1/5， 目的是减 小混合流体的管道阻力， 根据待处理空气的全尘含量及高压风机 5的流量确定蠕 动泵 20的转速流量， 使絮凝剂溶液流量中的絮凝剂的质量为高压风机 5流量中的 固含量的 0.01〜0.03%， 启动蠕动泵 20， 使絮凝剂溶液通过三通 8进入并与循环水 混合， 经文丘里管 6与含有粉尘的空气混合， 对空气中的全尘进行润湿、 吸附和 初步混合。
[0041] 6、 含有絮凝剂、 循环水的气流到达混合筒 1后， 被旋转的循环水撕裂、 破碎后 与循环水先强制混合， 而后又因离心作用与循环水、 吸附有空气中的全尘的絮 凝剂简称为絮凝物， 下同分离。
[0042] 7、 絮凝物因密度最大， 将沿混合筒 1的下圆台内壁滚动、 下沉， 按照角动量守 恒原理， 其绕混合筒 1轴旋转的转速和线速都将逐步增加， 从而挤出其中的大部 分水分使其体积收缩、 密度进一步增加、 促进其沉降， 最后落入柱形沉淀筒底 部； 与此同吋， 空气因密度最小， 被离心作用集中到混合筒 1的轴心上部形成空 气球， 在压力推动下， 空气通过混合筒 1上部出口的中心到达净化空气的消旋器 15下面， 而后被集水盘 1503下沿分成中心和外围两股气流， 中心气流在挡气锥 1 502和导流板 1501共同作用下， 在集水盘 1503上方以相反的旋转方向交汇， 导致 过饱和的水蒸气凝结成水， 落到集水盘 1503中， 而后从集水出口管 1504回归循 环系统， 而排出了 PM2.5和过量水分的净化空气则从空气排气管 11排出系统； 循 环水层则因密度居中而位于絮凝物层和"空气球"之间， 在压力推动下， 沿混合筒 1的上部出口的内壁， 到达漏斗下部， 而后沿设置在其侧面的切线方向的循环水 出口、 经控制阀、 三通 8、 流量计 22、 单向阀 21、 文丘里管 6进入下一次循环。
[0043] 8、 在混合筒 1的上圆台中， 循环水和空气在向上移动的过程中， 转速和线速也 会逐步增加， 空气中更小的固体微粒会因离心力增加而被甩到水层、 并进一步 到达上圆台壁， 旋转的水流和重力作用会使它们沿上圆台壁滚动变大、 下沉， 最终到达沉淀筒。
[0044] 9、 当通过沉澄视镜观察到沉澄的界面到达沉澄视镜的中上部吋， 关闭混合筒 1 与沉淀筒 3之间的控制阀， 幵启气阀 16后， 再幵启放水阀 17， 收集完放出的循环 水后， 关闭放水阀 17和气阀 16。
[0045] 10、 打幵沉淀筒的活接口， 清除沉淀筒 3中的沉淀后， 将沉淀筒 3复原位， 幵启 控制阀， 并把上述收集的循环水通过加水口 12加入到系统中。
[0046] 11、 通过循环水视镜观察， 当循环水界面降到循环水视镜下部后， 及吋补充循 环水。
[0047] 12、 短吋间停止使用， 只需关闭流量计 22、 蠕动泵 20、 空气-水检测仪 13、 高 压风机 5即可； 长期停用则还应放出循环水， 清净沉淀筒， 而后将设备复原。
[0048] 实施例 1 : 本实施例的设备主要参数 1、 高压风机： 出口直径 50mm， 极限压力 为 160kPa， 当出口压力为 0.7363kPa日寸， 流量 68m3/h。
[0049] 2、 蠕动泵： 流量 0.2mIJ转， 0-100转 /min， 可调。
[0050] 3、 混合筒 1透明塑料： 柱高 78.5mm， 内径 471.2mm高径比 =0.1667， 圆台高 58.9 mm, 圆台上底内径 61.2mm， 喷口 2-2， 宽 x高 =25mmx78mm。
[0051] 实验对象、 试剂 1、 实验粉尘纳米碳酸钙， 准备 12.0g。
[0052] 2、 絮凝剂聚丙烯酰胺溶液浓度： l.Oppm, 配制 100mL。
[0053] 3、 蒸馏水 28.6kg测试仪器： 空气质量检测仪 BR-AiR-329,测量范围 0-999 g/m3
[0054] 实验准备根据本实施例实验粉尘的的浓度和所购风机 5在本实施例出口压力下 的实测流量及蠕动泵 20的流量， 将絮凝剂的浓度配制成 l.Oppm, 此吋蠕动泵 20 的转速定为为 17.3转 /min。 用一根 20mL的针管不带针头， 先称取其质量为 9.3652 g， 吸入纳米碳酸钙后再称使总质量≥18g， 实际为 18.2522g。
[0055] 幵启空气质量检测仪电源， 令其预热 10分钟以上。 [0051]具体操作过程如下。
[0056] 1、 如图 1， 幵启三个控制阀和气阀 16， 关闭放水阀 17， 从加水口 12加入循环水 ， 当循环水经气阀 16溢出吋， 关闭气阀 16， 继续加完循环水 28.6kg， 通过循环水 视镜观察， 液面高出循环水视镜底边约 lcm。
[0057] 2、 如图 3， 幵启流量计 22和空气-水检测仪 13， 其"红灯 -水"指示灯亮， 幵启高 压风机 5， 可以看到混合筒 1中的循环水带着气泡旋转， 并通过循环水出口、 控 制阀、 三通 8、 流量计 22、 单向阀 21、 文丘里管 6进行流动， 气泡从排气口管 11 排出。
[0058] 3、 约 20秒后， 如图 4所示， 空气-水检测仪 13的"绿灯-空气"指示灯亮而"红灯- 水"指示灯灭， 表明在混合筒 1中形成了空气球。
[0059] 5、 调节控制阀使循环水的体积流量为空气体积流量的 1/8〜1/5， 启动蠕动泵 20
， 让针筒的出口对准高压风机 5的吸风口， 通过推拉针筒的活塞， 把纳米碳酸钙 送入系统， 送入瞬间立即幵始计吋。
[0060] 6、 把空气质量检测仪放入容积不小于 2L的塑料袋中挤出其中的空气， 而后把 塑料袋口对住排气口管 11收集一袋处理后的空气， 扎住塑料袋口， 一分钟后读 数， 共收集 3次， 均没有检出。
[0061] 7、 在针筒中的碳酸钙约剩 lg左右吋， 立即停止计吋， 用吋 10分 23.31秒， 再次 对针筒称重为 10.1812g， 可知加入系统的碳酸钙为 18.2522-10.1812=8.0710g。
[0062] 8、 关闭流量计 22、 蠕动泵 20、 空气-水检测仪 13、 高压风机 5， 静置过夜。
[0063] 9、 关闭沉淀筒 3上部的控制阀， 幵启气阀 16后， 再幵启放水阀 17， 收集完放出 的循环水后， 关闭放水阀 17和气阀 16， 打幵活接口， 倾出上部清水后， 用毛刷 和少量上述清水洗涤转移沉淀物， 而后蒸发、 烘干至恒重称量， 得碳酸钙 6.5617 g， 回收率为 81.3%， 把循环水全部回收。
[0064] 10、 重复上述实验三次， 碳酸钙的回收率可达 81.3%。
[0065] 本说明书的实施例， 仅用来说明本发明， 实际上还可以在矿上、 煤炭、 火电、 食品、 化工、 交通等许多行业应用， 因此在不违背本发明结构、 原理的情况下 ， 相关专业人员很容易结合行业专业实际设计出本发明的各种变体， 出现这种 情况， 本发明设计者认为应视为对本发明的侵权。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种空气净化装置， 其特征在于： 包括混合筒 （1) 、 气液分离漏斗
(2) 、 沉淀筒 （3) 、 喷口管 （4) 和絮凝剂储罐 （9) ， 所述混合筒 (1) 由一体结构的圆柱筒部分以及分别位于圆柱筒部分两端的圆台 部分构成， 且两个圆台部分通过其小径端分别与气液分离漏斗 （2) 和沉淀筒 （3) 连接， 所述喷口管 （4) 穿设在混合筒 （1) 的侧壁上 ， 且喷口管 （4) 沿混合筒 （1) 切线方向向混合筒 （1) 内输入空气 ， 喷口管 （4) 的输入端连接有文丘里管 （6) ， 文丘里管 （6) 具有 一个空气入口和一个循环水入口， 文丘里管 （6) 的空气入口连接至 风机 （5) ， 文丘里管 （6) 的循环水入口通过循环水管 （7) 连接至 气液分离漏斗 （2) 侧壁的循环水出口， 所述循环水管 （7) 还通过三 通 （8) 连接至絮凝剂储罐 （9) ； 所述气液分离漏斗 （2) 的顶部设 有排气口管 （11) ， 气液分离漏斗 （2) 内部设置有电导电极 （14) 以及套设在电导电极 （14) 上的消旋器 （15) ， 电导电极 （14) 的一 端穿过气液分离漏斗 （2) 并伸入混合筒 （1) 内部， 电导电极 （14) 的另一端穿出气液分离漏斗 （2) 并与空气-水检测仪 （13) 连接。
[权利要求 2] 如权利要求 1所述的一种空气净化装置， 其特征在于： 所述混合筒 （1
) 的圆柱筒部分以及两个圆台部分的高径比均≤1:5。
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