[發(fā)明專(zhuān)利]基于廣義量子超聲陷阱的顆粒物聚集方法、聚集處理方法和聚集處理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410216588.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104689674B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟濬;陳嘯;劉瓊;傅幼萍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D51/08
• 分類(lèi)號(hào): B01D51/08
• 代理公司: 浙江杭州金通專(zhuān)利事務(wù)所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種基于廣義量子超聲陷阱的顆粒物聚集方法、聚集處理方法和聚集處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空氣中的顆粒物危害巨大。顆粒物(particulate matter)中1微米以下的微粒沉降速度慢,在大氣中存留時(shí)間久，在大氣動(dòng)力作用下能夠吹送到很遠(yuǎn)的地方。所以顆粒物的污染往往波及很大區(qū)域，甚至成為全球性的問(wèn)題。粒徑在0.1～1微米的顆粒物，與可見(jiàn)光的波長(zhǎng)相近，對(duì)可見(jiàn)光有很強(qiáng)的散射作用。這是造成大氣能見(jiàn)度降低的主要原因。由二氧化硫和氮氧化物化學(xué)轉(zhuǎn)化生成的硫酸和硝酸微粒是造成酸雨的主要原因。大量的顆粒物落在植物葉子上影響植物生長(zhǎng)，落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蝕作用。粒徑在3.5微米以下的顆粒物，能被吸入人的支氣管和肺泡中并沉積下來(lái)，引起或加重呼吸系統(tǒng)的疾病。大氣中大量的顆粒物，干擾太陽(yáng)和地面的輻射，從而對(duì)地區(qū)性甚至全球性的氣候發(fā)生影響。來(lái)自歐洲的一項(xiàng)研究稱(chēng)，長(zhǎng)期接觸空氣中的污染顆粒會(huì)增加患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)，即使顆粒濃度低于法律上限也是如此。另一項(xiàng)報(bào)告稱(chēng)，這些顆?；蚱渌諝馕廴疚锒唐趦?nèi)還會(huì)濃度上升，還會(huì)增加患心臟病的風(fēng)險(xiǎn)。歐洲流行病學(xué)家發(fā)現(xiàn)，肺癌與局部地區(qū)的空氣污染顆粒有明顯的關(guān)聯(lián)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，即使污染水平短暫升高——類(lèi)似城市發(fā)出霧霾警告的同時(shí)，也會(huì)使心力衰竭住院或死亡的風(fēng)險(xiǎn)上升2％—3％。

環(huán)境中存在各種顆粒，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)這些顆粒的收集和吸附采用的技術(shù)和方法大都只能被動(dòng)地吸附，即用風(fēng)機(jī)將空氣抽入機(jī)器，通過(guò)內(nèi)置的濾網(wǎng)過(guò)濾空氣。這種方法無(wú)法針對(duì)性地將特定尺寸的顆粒有效聚集，提高單位空間中的顆粒物密度，因此顆粒物的吸附和處理效率都不高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于廣義量子超聲陷阱的顆粒物聚集方法、聚集處理方法和聚集處理系統(tǒng)。本發(fā)明所述的方法基于廣義量子理論，利用顆粒物與對(duì)應(yīng)頻率超聲波之間的感應(yīng)關(guān)系，首先生成超聲陷阱，使顆粒物聚集，然后在顆粒物高濃度處進(jìn)行吸附和處理，本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)能夠高效地對(duì)空間中的顆粒物進(jìn)行聚集處理，解決了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)顆粒物吸附和處理效率不高的問(wèn)題。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種基于廣義量子感應(yīng)原理的顆粒物聚集方法，本發(fā)明所述方法包括以下步驟(如圖8所示)：

1)生成超聲陷阱：超聲波發(fā)生源發(fā)出超聲波，形成超聲波強(qiáng)度不均勻分布的超聲陷阱；

2)顆粒物感應(yīng)聚集：顆粒物與超聲陷阱感應(yīng)，顆粒物按照超聲陷阱的分布自組織聚集。

本發(fā)明所述的顆粒物(particulate matter)，即塵，是指大氣中的固體或液體顆粒狀物質(zhì)，它包括一次顆粒物和二次顆粒物。一次顆粒物是由天然污染源和人為污染源釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物，例如土壤粒子、海鹽粒子、燃燒煙塵等等。二次顆粒物是由大氣中某些污染氣體組分(如二氧化硫、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏?之間，或這些組分與大氣中的正常組分(如氧氣)之間通過(guò)光化學(xué)氧化反應(yīng)、催化氧化反應(yīng)或其他化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成的顆粒物，例如二氧化硫轉(zhuǎn)化生成硫酸鹽。特別地，本發(fā)明所述是的顆粒物是指懸浮在空氣中的固體顆粒或液滴，是空氣污染的主要來(lái)源之一，可以是空氣動(dòng)力學(xué)直徑(以下簡(jiǎn)稱(chēng)直徑)小于或等于10微米的顆粒物(可吸入顆粒物，也稱(chēng)PM10)；也可以是直徑小于或等于2.5微米的顆粒物(細(xì)顆粒物，也稱(chēng)PM2.5)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案基于廣義量子理論，首次將微觀量子理論推廣到宏觀物質(zhì)，提出了宏觀物質(zhì)之間的廣義量子效應(yīng)。因此，為了便于對(duì)本方法所述原理進(jìn)行相應(yīng)的闡述，本發(fā)明提出感應(yīng)、感應(yīng)粒子、感應(yīng)環(huán)境場(chǎng)的全新概念，將微觀與宏觀物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，提出了廣義量子理論，利用適用于微觀粒子的公式和原理對(duì)宏觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全新的闡釋和表達(dá)，并基于廣義量子理論提出了一種顆粒物聚集及聚集處理方法(其中廣義量子概念邏輯如圖1所示，廣義量子概念關(guān)系如圖2所示)。

具體定義和定理如下所述：