一种将空气中细微颗粒快速分离的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种将空气中细微颗粒快速分离的方法，包括通过高频振荡或直接加热的方式将含有一定降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液振荡成细小溶液颗粒，通过第一温控装置将温度升高或降低，在经过导流装置使得细小溶液颗粒与空气混合，将这些已经被细小溶液包裹起来的细微颗粒急速降温或者先升温再急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。本实用新型还公开了实现上述方法的装置。本实用新型能有效去除空气中的细微颗粒，包括有机颗粒和无机颗粒，针对社会关注的PM2.5颗粒有明显的去除效果，并且没有易耗品，运行费用低，不会产生二次污染，细微颗粒去除效率高。
【专利说明】一种将空气中细微颗粒快速分离的装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种将空气中细微颗粒快速分离的方法以及装置。
【背景技术】
[0002]空气污染物可包括有毒有害的细微颗粒物。目前，已有的空气与细微颗粒分离的技术有:吸附法(如活性炭吸附)、过滤技术(如HEPA高效过滤)、静电集尘技术等。这些方法用到的材料或介质包括:活性炭、合成纤维、HEAP高效材料、高压静电发生器等。虽然这些方法对于空气中的细微颗粒有一定的去除作用，但是它们都只针对某几种污染物有一定的去除率，很多过滤材料达到饱和处理量后必须不断更换新材料，因此在过滤、吸附、集尘去除细微颗粒的效果会大打折扣，甚至造成二次污染。由于现有技术原理的限制，目前已有空气中细微颗粒的分离净化技术均不能达到在不更换材料的情况下对空气中的大部分污染组分进行完全和无限的净化。特别是过滤法，如果过滤材质的滤膜孔径过大，总有较小的颗粒或气体可以穿过滤膜而得不到截留，如果孔径过小又直接影响处理流量甚至造成孔径堵塞，降低处理效果。对于吸附剂而言由于吸附能力限制，不可能将通过的污染物在一次较快的流通中全部去除，需要反复吸附，而每一次吸附都只能去除总污染量中的一部分，随着吸附剂逐渐接近饱和，去除效率不断下降直至为零。由于各类吸附剂总有一定的吸附容量和选择性，造成这类方法有很大的局限性。又如静电集尘技术，负离子技术等通过对通过高压电场内的空气内的所有物质加电荷，并使细微颗粒带电荷并被相反电极板吸附从而去除细微颗粒，但这方法会产生一定量的负氧离子，这种离子对人体有比较大的伤害。空气中的细微颗粒可在多种环境下存在并严重影响人类健康或人员安全，其中室内或密闭空间中的空气污染问题往往在多种境况下存在而且有些无法避免，必须有效处理才能保证人员安全。如何在室内或密闭空间中实现高效、长期、方便、低成本的分离空气细微颗粒仍缺少满意的技术。然而，现有专利和文献报道尚未见有能满足上述各种需求的技术，也未见显而易见可以实现上述技术效果的有关设想或方案。
[0003]本专利中名词解释:
[0004]细微颗粒指的是空气中的细微颗粒，可以是灰尘(包括但不限于:道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气、风扬尘土、火山灰、森林火灾、漂浮的海盐、花粉、真菌孢子、细菌)可以是其他无机或有机的化学颗粒(包括但不限于:硫酸盐、硝酸盐、氨盐、硫酸根，硝酸根，铵根、硫酸铵、硝酸铵、二氧化硫、氮氧化物、氨气、)各种重金属元素(包括但不限于:纳、续、I丐、招、铁、铅、锋、神、铺、铜等)O
[0005]溶液:是指普通的自来水，也可以是指含有一定表面活性剂或生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的水溶液。表面活性剂是指能大幅降低溶液的表面张力的物质(包括但不限于直链、支链、芳香链、含氟长链等、羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等；离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂、硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠、季铵化物、卵磷脂、氨基酸型、甜菜碱型、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯)。霉是指能将上述颗粒物的有机物分解或包裹起来并溶于水的物质(包括但不限于碱性蛋白酶、中性蛋白水解酶、月旨肪酶、淀粉酶等多酶复合物)清香组分是指散发香味来掩盖异味的(包括但不限于香精、去离子水等成分组成的香精)。消毒杀菌是指用于杀灭传播媒介上病原微生物，使其达到无害化要求，达到控制传染病的目的。(包括但不限于甲醛、戊二醛、环氧乙烷、过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯、氯气、硫酸铜、生石灰、乙醇、含氯消毒剂、臭氧、甲基乙内酰脲类化合物、双链季铵盐等、含碘消毒剂、醇类消毒剂、酚类消毒剂、苯扎溴铵等季铵盐类消毒剂、氯己定(洗必泰)等双胍类消毒剂，汞、银、铜等金属离子类消毒剂及中草药消毒剂的制剂。)
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种将空气中细微颗粒快速分离的方法和装置。
[0007]为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种将空气中细微颗粒快速分离的方法，包括以下步骤:
[0008]I)将含有降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液通过可控高频振荡成1-1Oym的细小溶液颗粒或者直接加热使其蒸发成微小溶液颗粒；
[0009]2)将步骤I)中由高频振荡产生的细小溶液颗粒升温或降温，升温的温度范围在200C -600C ;降温的温度范围在0°C _5°C，并通过风机造成一定负压，负压范围在0.5-1个大气压；
[0010]3)再经过上下交错的导流装置使得细小颗粒与空气来回碰撞更好地混合，使得空气中的细微颗粒被细小溶液颗粒完全的包裹起来；
[0011]4)若步骤2)中细小颗粒升温，则将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细小颗粒急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来；若步骤2)中细小颗粒降温，则先将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细小颗粒升温，之后再急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。
[0012]所述步骤I)中通过可控产生0.5-3.5MHZ的高频振荡，将溶液振荡成1_10 μ m的细小颗粒；或通过电阻加热或微波加热或电磁加热方式或高温蒸汽加热方式将溶液加热至沸腾蒸汽蒸发状态形成微小的蒸汽颗粒。
[0013]所述步骤4)中急速降温条件为:使已经被细小溶液颗粒包裹起来的细微颗粒在2s — 5s的时间内经过-5°C—5 V的低温环境，其温度迅速下降。
[0014]本实用新型还公开了一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，包括进风装置、在进风装置的上方设有雾化发生装置和第一温控装置、在雾化装置和第一温控装置上方设有导流装置，在导流装置上连接有干燥分离装置，在干燥分离装置上连接有空气动力装置。
[0015]所述干燥分离装置上还连接有与第一温控装置相连接的卡诺循环压缩装置以及冷/热源。
[0016]所述冷/热源设置在室外。
[0017]所述干燥分离装置包括设置在导流装置和空气动力装置之间的管道，在管道中设有第二温控装置，在第二温控装置的上方设有第三温控装置，第二温控装置上接有冷媒，第三温控装置与冷/热源相接。
[0018]所述第一温控装置、第二温控装置以及第三温控装置均设置在室内。
[0019]本专利利用了卡诺循环原理，通过第一温控装置吸热及第二温控装置放热，具备了对室内夏天制冷、冬天制热的辅助功能。
[0020]所述雾化发生装置上还连接有溶液液位控制装置。
[0021]所述第一温控装置设置于雾化发生装置的上方或者下方。
[0022]所述雾化发生装置通过可控产生0.5-3.5MHZ的高频振荡，将溶液振荡成1_10 μ m的细小溶液颗粒。
[0023]所述空气动力装置包括出风口和设置在出风口中的风机，所述风机为轴流风机或离心风机或轴流、离心风机的组合。
[0024]所述进风装置包括进气口，进气口的形状为圆形、方形或椭圆形，在进气口处还有过滤网。
[0025]当雾化发生装置给溶液做高频振荡的时候，第一温控装置可以加热，也可以制冷；当雾化发生装置直接将溶液加热的时候，第一温控装置只能加热；当第一温控装置加热的时候，第二温控装置制冷；反之，当第一温控装置制冷时，第二温控装置加热。
[0026]当第一温控装置制冷，第二温控装置加热时，空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒在第二温控装置和第三温控装置处进行两次冷凝，会使其从空气中分离的效果更好。
[0027]有益效果:本实用新型能有效去除空气中的细微颗粒，包括有机颗粒和无机颗粒，针对社会关注的PM2.5颗粒有明显的去除效果，并且没有易耗品，运行费用低，不会产生二次污染，细微颗粒去除效率高。可广泛用于家庭、车内空间、公共场所(学校、医疗机构、酒店、会议场所、办公场所、政府机构等)也可用于工业除尘，而其调节室内温度和湿度的功能又可用于调节室内温度及湿度，可广泛用于一般的家庭，公共场所(学校、医疗机构、酒店、会议场所、办公场所、政府机构等)。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的结构示意图；
[0029]图2为本实用新型夏天制冷时运行示意图，图中箭头代表冷媒流向；
[0030]图3为本实用新型冬天制热时运行示意图，图中箭头代表冷媒流向。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
[0032]如图1所示，一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，包括进风装置1，进风装置I包括进气口，进气口的形状为圆形、方形或椭圆形，在进气口处还有过滤网；在进风装置I的上方设有雾化发生装置2和第一温控装置3，第一温控装置3设置于雾化发生装置2的上方或者下方；在雾化装置2和第一温控装置3上方设有导流装置4，雾化发生装置2上还连接有溶液液位控制装置8，在导流装置4上连接有干燥分离装置5，在干燥分离装置5上连接有空气动力装置6 ;空气动力装置6包括出风口和设置在出风口中的风机，其中风机为轴流风机或离心风机或轴流、离心风机的组合。
[0033]干燥分离装置5上还连接有与第一温控装置3相连接的卡诺循环压缩装置7以及冷/热源9，冷/热源9设置在室外。干燥分离装置5包括设置在导流装置4和空气动力装置6之间的管道10，在管道10中设有第二温控装置11，在第二温控装置11的上方设有第三温控装置12，第二温控装置11上接有冷媒，第三温控装置12与冷/热源9相接。第一温控装置3、第二温控装置11以及第三温控装置12均设置在室内。
[0034]雾化发生装置2通过可控产生0.5-3.5MHZ的高频振荡，将溶液振荡成1_10 μ m的细小颗粒。
[0035]工作过程:气体从进风装置I经过过滤网对气体进行初步的过滤后被吸入，经过由卡诺循环压缩装置7对冷媒循环压缩制热的第一温控装置3后，气体被加热到指定的温度，在经过雾化发生器I与雾化后的溶液颗粒充分混合，经过导流管4的不断的碰撞、挤压、渗透、混合，由干燥分离装置5将空气中细微颗粒和溶液颗粒混合物全部凝结成小水珠，再经过空气动力装置6将干净的空气强行抽出。
[0036]如图2所示为夏天制冷时运行示意图，此时冷/热源9为冷源。作过程:通过对系统中冷媒管路中的阀门调节，实现以下:系统工作时通过压塑机压缩冷媒到冷/热源9放热，此时冷/热源9作为冷源取冷源用。部分被压缩后的冷媒在第一温控装置3蒸发吸热，有部分冷媒压缩到第二温控装置11冷凝放热，有部分被压缩后的冷媒在第三温控装置12蒸发吸热。整个过程中因为冷/热源9在室外放热取冷，所以可以实现夏天制冷的作用。
[0037]如图3所示为冬天制热时运行示意图，此时冷/热源为9热源。作过程:通过对系统中冷媒管路中的阀门调节，实现以下:系统工作时通过压塑机压缩冷媒，被压缩的冷媒在冷/热源9蒸发吸热，此时冷/热源9作为热源取热源用。部分被压缩后的冷媒在第一温控装置3蒸发吸热，有部分冷媒压缩到第二温控装置11冷凝放热，有部分冷媒被压缩至第三温控装置12冷凝放热。整个过程中因为冷/热源9在室外蒸发吸热，所以可以实现冬天制热的作用。
[0038]实施方式一:
[0039]I)将含有降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液通过雾化发生装置(频率为0.5MHZ)高频振荡成1-10 μ m的细小颗粒；
[0040]2)通过第一温控装置直接加热的方式将步骤I)中细小颗粒温度升高至20°C，并通过风机造成0.5个大气压，将细小颗粒向出风装置处吸；
[0041]3)再经过上下交错的导流装置使得细小颗粒与空气来回碰撞更好地混合，使得空气中的细微颗粒被细小溶液颗粒完全的包裹起来；
[0042]4)将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细微颗粒在2s的时间内经过_5°C的低温环境急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。
[0043]实施方式二:
[0044]I)将含有降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液通过雾化发生装置(频率为3.5MHZ)高频振荡成1-10 μ m的细小颗粒；
[0045]2)通过第一温控装置直接加热的方式将步骤I)中细小颗粒温度升高至60°C，并通过风机造成I个大气压，将细小颗粒向出风装置处吸；
[0046]3)再经过上下交错的导流装置使得细小颗粒与空气来回碰撞更好地混合，使得空气中的细微颗粒被细小溶液颗粒完全的包裹起来；
[0047]4)将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细微颗粒在5s的时间内经过5°C的低温环境急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。
[0048]实施方式三:
[0049]I)将含有降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液通过雾化发生装置(频率为2MHZ)高频振荡成1-10 μ m的细小颗粒；
[0050]2)通过第一温控装置直接加热的方式将步骤I)中细小颗粒温度升高至45°C，并通过风机造成0.7个大气压，将细小颗粒向出风装置处吸；
[0051]3)再经过上下交错的导流装置使得细小颗粒与空气来回碰撞更好地混合，使得空气中的细微颗粒被细小溶液颗粒完全的包裹起来；
[0052]4)将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细微颗粒在3s的时间内经过0°C的低温环境急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。
[0053]实施方式四:
[0054]I)将含有降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液直接通过雾化发生装置直接加热成1-10 μ m的细小颗粒，再通过第一温控装置将温度控制在45 °C ；
[0055]2)通过风机造成0.7个大气压，将细小颗粒向出风装置处吸；
[0056]3)再经过上下交错的导流装置使得细小颗粒与空气来回碰撞更好地混合，使得空气中的细微颗粒被细小溶液颗粒完全的包裹起来；
[0057]4)将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细微颗粒在4s的时间内经过_2°C的低温环境急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。
[0058]实施方式五:
[0059]I)将含有降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液直接通过雾化发生装置直接加热成1-10 μ m的细小颗粒，再通过第一温控装置将温度控制在55 °C ；
[0060]2)通过风机造成0.7个大气压，将细小颗粒向出风装置处吸；
[0061]3)再经过上下交错的导流装置使得细小颗粒与空气来回碰撞更好地混合，使得空气中的细微颗粒被细小溶液颗粒完全的包裹起来；
[0062]4)将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细微颗粒在3s的时间内经过2°C的低温环境急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。
[0063]实施方式六:
[0064]I)将含有降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液通过雾化发生装置(频率为2MHZ)高频振荡成1-10 μ m的细小颗粒；
[0065]2)通过第一温控装置将步骤I)中细小颗粒温度降至0°C，并通过风机造成0.7个大气压，将细小颗粒向出风装置处吸；
[0066]3)再经过上下交错的导流装置使得细小颗粒与空气来回碰撞更好地混合，使得空气中的细微颗粒被细小溶液颗粒完全的包裹起来；
[0067]4)将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细微颗粒升温至45°C，然后在3s的时间内经过5°C的低温环境急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。
[0068]实施方式七:
[0069]I)将含有降低表面张力的表面活性剂、生物酶或含清香组分或含有消毒杀菌组分的溶液通过雾化发生装置(频率为2.5MHZ)高频振荡成1-10 μ m的细小颗粒；
[0070]2)通过第一温控装置将步骤I)中细小颗粒温度降至5°C，并通过风机造成I个大气压，将细小颗粒向出风装置处吸；
[0071]3)再经过上下交错的导流装置使得细小颗粒与空气来回碰撞更好地混合，使得空气中的细微颗粒被细小溶液颗粒完全的包裹起来；
[0072]4)将已经被细小溶液颗粒包裹起来的细微颗粒升温至55°C，然后在2s的时间内经过o°c的低温环境急速降温，使得空气中的细小溶液颗粒和被细小溶液颗粒包裹的细微颗粒凝结成水滴，从而使得空气中的细微颗粒被快速分离出来。
[0073]下表为本实用新型去除大气中PM2.5的试验数据，总共进行了八次试验，表中环境值为进风口测得数据，实验值为出风口测得数据。
[0074]
数厂一I—
— 1.....................................109...................................28...................................2I105I 19 I
3I_61_I 21 I
46516
55413 I
8 SO 12
713312
8I131I11I
[0075]从表中可以看出，通过本方法和设备，可以很明显的去除空气中的PM2.5，效果拔群。
【权利要求】
1.一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:包括进风装置(I)、在进风装置(I)的上方设有雾化发生装置(2)和第一温控装置(3)、在雾化装置(2)和第一温控装置(3)上方设有导流装置(4)，在导流装置(4)上连接有干燥分离装置(5)，在干燥分离装置(5)上连接有空气动力装置(6)。
2.根据权利要求1所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述干燥分离装置(5)上还连接有与第一温控装置(3)相连接的卡诺循环压缩装置(7)以及冷/热源(9)。
3.根据权利要求2所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述冷/热源(9)设置在室外。
4.根据权利要求2所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述干燥分离装置(5)包括设置在导流装置(4)和空气动力装置(6)之间的管道(10)，在管道(10)中设有第二温控装置(11)，在第二温控装置(11)的上方设有第三温控装置(12)，第二温控装置(11)上接有冷媒，第三温控装置(12)与冷/热源(9)相接。
5.根据权利要求4所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述第一温控装置(3)、第二温控装置(11)以及第三温控装置(12)均设置在室内。
6.根据权利要求1所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述雾化发生装置(2)上还连接有溶液液位控制装置(8)。
7.根据权利要求1所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述第一温控装置(3)设置于雾化发生装置(2)的上方或者下方。
8.根据权利要求1所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述雾化发生装置(2)通过可控产生0.5-3.5MHZ的高频振荡，将溶液振荡成1-1Oym的细小颗粒。
9.根据权利要求1所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述空气动力装置(6)包括出风口和设置在出风口中的风机，所述风机为轴流风机或离心风机或轴流、离心风机的组合。
10.根据权利要求1所述一种将空气中细微颗粒快速分离的装置，其特征在于:所述进风装置(I)包括进气口，进气口的形状为圆形、方形或椭圆形，在进气口处还有过滤网。
【文档编号】B01D47/00GK203971647SQ201420341209
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】马裕平, 应祯旺, 董志兵 申请人:德合南京智能技术有限公司