[發明專利]一種基于突破逆溫層的消減霧霾的方法

有效

• 申請號: 201610056633.3
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105714726B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 裴東興;馬鐵華;閆睿;陳昌鑫;崔春生;張瑜;沈大偉;張紅艷;李新娥;靳鴻
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: E01H13/00
• 分類號: E01H13/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及大氣污染處理領域，具體是一種通過噴射高溫壓縮空氣和紅外輻射形成一定區域垂直方向的大氣對流，并通過改變逆溫層局部溫度梯度，輔助已產生的大氣對流上界向高空推進，最終生成縱向貫穿逆溫層的氣體垂直對流通道的方法，以達到使霧霾突破逆溫層擴散，減少近地空氣污染的效果。

背景技術

霧霾是霧與霾兩種氣象的組合詞，由于二者都具有降低能見度的效果，且在一定條件下可相互轉化，定義的邊界限定不清晰，所以一般統稱為霧霾。霧是近地面空氣中的水汽凝結或凝華，形成大量微小水滴或冰晶懸浮組成的氣溶膠系統。霾是空氣中的灰塵、碳粒，氣態的硫氧化物、氮氧化物經化學反應生成的硫酸鹽、硝酸鹽粒子，共同形成大量非水懸浮顆粒物組成的氣溶膠系統。大氣相對濕度飽和（＞95%）時判識為霧，相對濕度小于80%時判識為霾，相對濕度80%～95%時根據大氣成分指標進一步判識。霧霾粒子種類眾多，其中空氣動力學等效直徑≤2.5μm的粒子由于粒徑小、表面積大、活性強，易附帶有毒有害物質，隨呼吸進入并沉積于人體氣管與肺部，對人體健康造成巨大威脅。

在對流層低層中出現局部區域內大氣溫度隨高度上升而升高的現象稱為逆溫現象，受逆溫現象影響的具備一定垂直厚度的大氣稱為逆溫層。直接接觸地面或接近地面的逆溫層環境會造成密度較大的冷空氣沉積于地表，使逆溫層頂下方的大氣垂直對流降低，造成近地空氣無法抬升，形成“鍋蓋”效應，使下方的懸浮顆粒物只能在逆溫層頂和地面間反射聚集，無法向高空擴散，是形成霧霾的重要原因。霧霾嚴重的城區，逆溫層頂高度可低至150m到300m，使霧霾粒子在近地區域大量壓縮。同時，霧霾中的細粒子對陽光有極強的散射與吸收作用，大幅度減少地面接收的陽光輻射，會進一步增強逆溫層的強度，造成惡性循環。

目前通過靜電吸附，除塵袋過濾等處理霧霾的方法著眼于減少懸浮顆粒物排放，在煙道環境中已證明有效，但對已彌散在空曠環境的霧霾處理效果并不理想。建造高空排氣管道翻越逆溫層的方式工程周期長，高空管道不便于維護。大型微波轟擊逆溫層方式設備體積大，成本高。

發明內容

本發明在一定區域內逆轉逆溫層溫度梯度以建立空氣垂直對流，從而突破逆溫層恢復大氣擴散自凈化。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種基于突破逆溫層的消減霧霾的方法，在空曠環境下（樓宇間或操場），將近地區域帶有霧霾的冷空氣加熱壓縮并垂直向上強制持續噴射形成高溫氣柱，高溫氣柱形成并維持上冷下熱的溫度梯度的對流氣柱；當對流氣柱突破逆溫層頂，形成有利于大氣垂直對流的通道，通道區域的霧霾隨上升氣流擴散至逆溫層頂上空；隨著通道內的霧霾濃度下降，周圍區域的霧霾向通道內擴散，周圍區域的空氣攜帶霧霾向通道聚集，形成霧霾向高空擴散的循環，實現一定區域內霧霾的消減。

本發明所述方法利用噴射高溫壓縮空氣構建大氣垂直對流通道，不需要建設實體高空排氣管道，避免與城市建設產生沖突，同時針對逆溫層頂高度200m左右導致的嚴重霧霾，構建大氣垂直對流通道的效能進一步展現。在發生霧霾的城市，通過在操場、廣場、綠地等較空曠地帶或樓宇間合理布置一定數量的裝置，可以實現逆溫層環境下多處空氣垂直對流，使霧霾穿過逆溫層擴散至高空，減少近地層霧霾濃度，削弱逆溫層強度，恢復大氣對流自凈化能力。

附圖說明

圖1為本發明所述方法和裝置實現區域內霧霾消減的效果示意圖。其中對流輻射區也為對流通道。

圖2為本發明所述對流通道形成過程中通道內大氣溫度梯度示意圖。

圖中：1-出風口，2-紅外聚光燈陣列， h1-逆溫層頂高度，h2-升溫層頂高度。

具體實施方式