[發明專利]一種大氣細顆粒物的去除裝置

有效

• 申請號: 201810193957.0
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108479254B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 陳仕意;程迪;宮建;曾立民
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;B01D53/32;A61L9/16
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 李稚婷

本發明公開了一種大氣細顆粒物的去除裝置。將空氣引入反應腔，通過超聲霧化加濕使得細顆粒物快速長大，通過脈沖電暈放電裝置產生負離子和自由基使細顆粒物荷電，加快凝并并發生非均相反應；繼續將氣溶膠被引入螺旋發生器，在離心力作用下液滴不斷將氣流中的細顆粒物挾帶、溶解和沖刷下來，并將積液回流形成液膜，持續增強大氣細顆粒物的濕沉降過程，最終PM_2.5隨著液滴從螺旋發生器下端流出。本發明利用大氣細顆粒物的吸濕增長特性和自然沉降過程來去除大氣細顆粒物，簡單高效，不僅可實現空氣中PM_2.5的高效去除，而且可凈化空氣中甲醛等氣態污染物，同時還具備滅活空氣中細菌及病毒，加濕空氣等作用。

技術領域

本發明是一種大氣細顆粒物的去除裝置，特別是一種用于空氣凈化的細顆粒物去除裝置，屬于空氣凈化裝置技術領域。

背景技術

大氣中空氣動力學直徑小于或等于2.5μm的固體顆粒物或液滴統稱為PM_2.5，在科學上被劃分為細顆粒物。大氣細顆粒物由于體積小、重量輕，可在大氣中滯留很長時間，同時由于比表面積大，可吸附更多病毒細菌、重金屬等多種有害物質。大氣細顆粒物可伴隨呼吸直接進入人體肺泡，并永遠留存在肺里，危害人類的神經系統、心血管系統和生殖系統，是大氣中對人體健康威脅最大的顆粒態污染物。

由于PM_2.5可輕易透過濾網，基于吸附過濾原理的傳統空氣凈化方法和裝置對超細粒子去除表現得無能為力或代價過高。電除塵方法由于對0.1～1μm粒徑段顆粒物荷電效率極低，去除效率不高，同時傳統電除塵振打清灰方法還會導致被收集到的細顆粒物的二次釋放。最新流行的概念性負離子空氣凈化方法是通過發生負離子，利用空氣的擴散性主動與空氣中的細顆粒物結合，致使其凝聚沉降，雖然在原理上可以起到一定的凈化作用，但負離子只能附著顆粒物并不能清除污染物且容易導致臭氧超標等問題，空氣凈化效果并不明顯，用戶體驗也欠佳。因此，發明一種可高效去除空氣中細顆粒物的新方法，集成一種簡單、高效、低成本的空氣凈化裝置非常必要。

發明內容

基于上述技術背景，本發明根據氣溶膠化學相關的基礎理論，通過模擬大氣細顆粒物濕沉降的自然去除過程，發明了一種基于吸濕增長原理去除細顆粒物的空氣凈化方法，設計了一套結構簡單、凈化性能優良的空氣凈化裝置，不僅可實現空氣中PM_2.5的高效去除(可實現對空氣動力學直徑小于0.01μm的超細顆粒物的高效除去)，而且可凈化空氣中甲醛等氣態污染物，同時還具備滅活空氣中細菌及病毒，加濕空氣等作用。

為了實現上述目標，本發明采取了以下的技術方案：

一種大氣細顆粒物的去除方法，其包括以下步驟：

1)將待凈化空氣引入到一濕度過飽和的反應腔內，空氣中的細顆粒物在反應腔內快速進行吸濕增長，顆粒物體積與質量快速增長；

2)反應腔內通過配置脈沖電暈放電裝置，釋放電子與自由基，與充分吸濕的細顆粒物和其他氣態污染物反應，顆粒物發生非均相反應，甲醛、揮發性有機物(VOCs)等被氧化分解，細菌與病毒被滅活；

3)經過凈化的空氣和充分長大的顆粒物進入螺旋發生器中，液滴與顆粒物進行充分摻混，顆粒物體積與質量進一步增長，充分長大的顆粒物由于離心力作用被螺旋發生器內壁上的液滴捕獲，從螺旋發生器錐體下部流出；

4)氣流在進入過濾腔的過程中，與螺旋發生器出氣口表面液膜在垂直方向相遇，在液膜沖刷作用下，顆粒物進一步去除，氣流進入過濾腔后繼續經過透氣不透水膜過濾器，氣流中的水滴和裹帶的顆粒物被截留下來，凈化后空氣排出。

上述大氣細顆粒物的去除方法中，在步驟1)通過引流風機將待凈化空氣引入到反應腔中，步驟4)凈化后空氣經引流風機排出。

本發明還提供了實現上述方法的一種大氣細顆粒物的去除裝置，包括由自下而上依次連接的存水段、反應段、過濾段和引流段組成的整體，以及供水罐和水泵，其中：