旋风式荷电水雾空气净化除尘方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空气净化领域，特别涉及一种去除密闭或敞开体系空气中PM2.5和PMlO细颗粒污染物，同时能够除菌及脱除酸性气体的旋风式荷电水雾空气净化除尘方法。
【背景技术】
[0002]微尘(特别是PMlO及以下微尘包括PM2.5等颗粒物)大量存在于空气中；并且，随着社会经济的发展，能源消费水平不断提高，化石燃料燃烧和汽车尾气排放出大量的细颗粒物，其中以PM2.5最为典型。PM2.5是环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 μ m的颗粒物，它能较长时间悬浮于空气中。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。传统的除尘装置如旋风、静电、布袋等对粒径较大的粉尘颗粒有较好的除去效果，但对细颗粒物，特别是粒径小于2.5 μ m的PM2.5作用甚微。近年来，报道的PM2.5去除主要采用过滤和团聚技术。过滤虽然可以去除大多数的细颗粒物，但需要经常更换滤板，滤板材料价格贵，成本高，仅适用于小型室内空气净化。化学团聚技术由于采用高分子化学物质，一是成本高，二是容易造成二次污染。水雾具有降尘的作用，当水雾粒径与空气中细颗粒物的粒径相当时，效果较为明显，但现有的水雾除尘装置缺乏收尘装置，对降PM2.5仅有短暂作用，水雾一旦蒸发，PM2.5又会产生，没有从根本上消除PM2.5对空气的污染影响。另外，空气中除了 PM2.5等颗粒污染物外，还含有一定量的二氧化硫等酸性气体、细菌等有害成分。现有的除尘净化装置，仅限于去除细颗粒物，对空气中的细菌特别是酸性气体没有任何去除作用。
[0003]现有技术中，较多的去除较大颗粒的方案，但同时适用于PMlO及以下颗粒的方案并没有，导致大气中微尘造成较大的环境问题。
[0004]因此，需要一种净化方法以及系统，不但能够去除大气中较大颗粒污染物，还能对PMlO及以下颗粒物形成有效去除。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种旋风式荷电水雾空气净化除尘方法及其系统，不但能够去除大气中较大颗粒微尘污染物，还能高效率的去除密闭或敞开体系空气中PMlO及以下，尤其是PM2.5的细颗粒污染物，还具有杀菌抑菌、洗去空气中含有的微量酸性气体的作用。
[0006]本发明的一种旋风式荷电水雾空气净化除尘方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0007]a.将水雾化成能够与微尘混合的细水雾，该细水雾与含微尘的空气混合并形成含尘荷电气雾；
[0008]b.将含尘荷电气雾进行旋风分离形成洁净空气相和含尘固液相；
[0009]进一步，步骤a中，将水雾化成能够与PMlO及以下微尘混合的细水雾并与空气混合形成含尘气雾，对含尘气雾加载静电形成含尘荷电气雾；
[0010]进一步，还包括步骤C，将步骤b的含尘固液相经固液分离后，液相循环使用；步骤b中旋风分离后的洁净空气相进行除雾处理；
[0011]进一步，步骤a中，能够与PMlO及以下微尘混合的细水雾粒径为1_150μπι;细水雾与空气的体积比为0.001?0.2 ;所述荷电电压为1-150KV ；
[0012]进一步，步骤b中，旋风分离的进口风速为10_35m/s ；
[0013]进一步，步骤a中，细水雾与含PMlO及以下微尘的空气混合后加载静电形成含尘荷电气雾后进一步混合；
[0014]进一步，步骤a中，能够与PMlO及以下微尘混合的细水雾粒径为1_50μπι ;细水雾与空气的体积比为0.05?0.1 ;荷电电压为10-100KV ;步骤b中，旋风分离的进口风速为15_25m/s ；
[0015]进一步，步骤b中，在旋风分离前将含尘荷电气雾中的多余荷电进行去除。
[0016]本发明还公开一种适用于PMlO及以下的旋风式荷电水雾空气净化除尘系统，包括水雾发生器、静电发生器和旋风水雾分离器，含PMlO及以下微尘的空气先经水雾发生器与水雾混合后经静电发生器处理并形成荷电气雾，荷电气雾进入旋风水雾分离器进行强制分离；
[0017]进一步，所述静电发生器与旋风水雾分离器之间设置有使荷电气雾充分混合的混合反应器；所述水雾发生器所产生的水雾适合于与空气中PMlO及以下微尘混合；所述混合反应器内设置有折流板或/和填料，并且混合反应器内设有捕集多余静电的静电捕集网。
[0018]本发明的有益效果:本发明的旋风式荷电水雾空气净化除尘方法及其系统，利用荷电水雾耦合旋风水雾分离的原理并结合特定的方式方法，能够有效去除空气中的颗粒微尘污染物(包括大颗粒微尘)，还能去除空气中PMlO及以下的可吸入颗粒污染，尤其是针对PM2.5去除效果最好，去除效率可高达97%以上，对空气中存在的二氧化硫等酸性气体可实现超过98%的去除效率；其通过采用细水雾和电荷的捕集作用将空气中的细颗粒物捕捉，细水雾经过凝聚长大后经旋风水雾分离去除，在该过程中又可产生适量氧化剂对空气起到杀菌、抑菌作用，对空气中含有的二氧化硫等酸性气体有明显的脱除效果。分离后的固液相可重新回收利用，不会对净化空气造成二次污染，既环保又节约经济成本。另外，使用该方法的装置具有结构简便、运行简单、维护方便的特点，可用于公共场馆、办公场所、企业生产车间、家居等封闭体系的空气净化，还可用于敞开空间的空气净化、除尘，或者是用于燃煤电厂、冶炼厂、水泥厂、生物质及生活垃圾焚烧发电厂的烟气处理，避免PMlO及以下微尘进入大气，具有较好的环保效果。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0020]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]本实施例的一种旋风式荷电水雾空气净化除尘方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0022]a.将水雾化成能够与微尘(空气中悬浮的所有微尘，包括大颗粒微尘和PM2.5及以下)混合的细水雾，该细水雾与含微尘的空气混合并形成含尘荷电气雾；能够与微尘混合的细水雾具有确定的粒径，针对空气中含有微尘的浓度和主体粒径即能确定，而特定粒径的细水雾通过特定结构的水雾发生器即能实现，在此不再赘述。
[0023]b.将含尘荷电气雾进行旋风分离形成洁净空气相和含尘固液相；采用细水雾和电荷的捕集作用将空气中的细颗粒物捕捉，细水雾经过凝聚长大后经旋风水雾分离去除，在该过程中又可产生适量氧化剂对空气起到杀菌、抑菌作用，对空气中含有的二氧化硫等酸性气体有明显的脱除效果。
[0024]本实施例中，步骤a中，将水雾化成能够与PMlO及以下微尘混合的细水雾并与空气混合形成含尘气雾，对含尘气雾加载静电形成含尘荷电气雾；通过气雾对微尘颗粒(PM10及以下，包括PM2.5)进行附着后使其荷电，使含尘气雾的荷电充分富集，实现空气中的微尘颗粒实现高效率的捕集，提高净化效率；同时，可充分利用静电对空气进行有效杀菌；当然，本实施例中的水雾对大颗粒微尘同样具有较好的混合去除效果，具有对去除大颗粒微尘和PM2.5及以下微尘的作用。
[0025]本实施例中，还包括步骤C，将步骤b的含尘固液相经固液分离后，液相循环使用；步骤b中旋风分离后的洁净空气相进行除雾处理；净化后的空气经除雾处理后排出，避免携带有微尘的雾气对净化后的空气造成二次污染，含尘固液相经固液分离后可继续用于雾化，达到循环使用的目的，既环保又经济。
[0026]本实施例中，步骤a中，能够与PMlO及以下微尘混合的细水雾粒径为1_150 μπι ;细水雾与空气的体积比(雾气比)为0.001?0.2;所述荷电电压为1-1501^;通过控制细水雾与含尘空气的体积比确保含尘空气中的颗粒污染物均被细水雾粒有效附着，提高雾化效果和荷电效果，进而提高净化效率；上述范围的参数之间相互协调和作用，更能适用于PMlO及以下微尘与水雾进行混合并利用静电进行集聚，通过控制参数使细水雾粒更容易附着于含尘空气中的PMlO及以下颗粒污染物，并增大含尘空气中的颗粒污染物的附着有效面积，进而增大颗粒污染物的粒径，便于后续进行旋风分离，进而提高颗粒污染物的净化效率；当然，本实施例中的水雾对大颗粒微尘同样具有较好的混合去除效果。
[0027]本实施例中，步骤b中，旋风分离的进口风速为10-35m/s ;该风速更能适应于PMlO及以下的空气微尘形成的荷电气雾进行旋风分离，达到较好的分离效果，并确保提供相对较大惯性离心力使液相和气相分离，进而提高分离效率。
[0028]本实施例中，步骤a中，细水雾与含PMlO及以下微尘的空气混合后加载静电形成含尘荷电气雾后进一步混合；充分混合后极大地增加了微尘与水雾之间的集聚，便于对含尘荷电气雾进行有效的捕集以加强后续的旋风分离效果。
[0029]本实施例中，步骤a中，优选为，能够与PMlO及以下微尘混合的细水雾粒径为1-50 μπι;细水雾与空气的体积比为0.05?0.1 ;荷电电压为10-100KV ;步骤b中，旋风分离的进口风速为15-25m/s ;本实施例的上述参数，进一步适应于PM2.5的分离，使PM2.5能够充分与水雾形成结合，便于后续配合以合适的旋风分离速度，达到较好的分离效果。
[0030]本实施例中，步骤b中，在旋风分离前将含尘荷电气雾中的多余荷电进行去除，避免多余的荷电对旋风分离的干扰影响分离效果，以及避免多余的荷电对旋风分离设备造成影响，进而影响旋风分离设备的使用效果。
[0031]本发明还公开了用于上述方法的适用于PMlO及以下的旋风式荷电水雾空气净化的除尘系统，包括水雾发生器1、静电发生器2和旋风水雾分离器3，含PMlO及以下微尘的空气先经水雾发生器I与水雾混合后经静电发生器2处理并形成荷电气雾，荷电气雾进入旋风水雾分离器3进行强制分离；由水雾发生器I产生的水雾与利用送风装置引入待处理的含尘空气混合后流经静电发生器2形成含尘荷电气雾，含尘荷电气雾经充分混合后进入旋风水雾分离器3进行离心沉降分离，送风装置可以为风机6，