吸入式強制流動灰霾治理的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種吸入式強制流動灰霾治理的方法和裝置，裝置包括水池、氣囪、控制單元、淤泥堆積區和貯水池。氣囪的上部設有進氣口，下部設有出氣口和清灰門。水池中設有帶噴頭的氣體分布環管，出氣口通過空氣管路連接到氣體分布環管。治理過程為：①通過氣囪進氣口吸入灰霾空氣。②一部分灰塵在慣性作用下落到氣囪底部，一部分灰塵隨空氣進入水池。③定期從清灰門清理氣囪下部的灰塵。④氣體從氣體噴頭噴出，從水中逸出夾帶著水沫進入大氣。⑤根據淤泥的厚度，定時清理淤泥。⑥氣囪底部積聚污水引入水池。本發明通過高空抽氣、強制流動、空氣洗滌、擾動大氣和灰塵聚集沉積過程，將顆粒物質吸入氣囪，經過沉降分離和水洗滌，有效地捕集空氣中的灰塵顆粒，凈化大氣環境。
【專利說明】吸入式強制流動灰霾治理的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于環境保護及治理【技術領域】，涉及一種吸入式強制流動灰霾治理的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]霾是懸浮在空氣中肉眼無法分辨的大量微粒形成的渾濁現象，也稱陰霾、灰霾或煙霾。灰霾與晴空區之間沒有明顯的邊界，灰霾粒子的空間分布比較均勻，粒子尺度從
0.001微米到10微米，平均直徑大約在2微米左右。灰霾作為一種自然現象，其形成有三方面因素。一是水平方向靜風現象的增多，二是垂直方向的逆溫現象，三是大氣中懸浮顆粒物的增加。靜風不利于大氣污染物向周圍擴展稀釋，并容易積累高濃度污染。在逆溫層中，較暖而輕的空氣位于較冷而重的空氣上面，形成一種極其穩定的空氣層，使大氣層低空的空氣垂直運動受到限制。空氣中懸浮微粒難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面，飄浮在逆溫層下面的空氣層中形成灰霾。隨著工業的發展，污染物排放大量增加，粒徑在微米級的細微顆粒物停留在大氣中，當靜風、逆溫等天氣出現時，就形成灰霾。在穩定的大氣環境中，沒有空氣流動，微米及以下級別的細微固體顆粒懸浮在大氣中平衡穩定，不能自然沉積下來，形成連續幾天的灰霾久久不散。細微固體顆粒聚集形成大顆粒后，容易沉積到地面上。
[0003]治理灰霾包括治本和治標兩類方法，治本的方法是不讓灰霾產生，治標的方法是消減已出現的灰霾。出現灰霾的根本原因是污染物排放，其次是大氣自凈能力衰減。所以治理灰霾的根本之道是控制污染物排放，采取針對性措施，減少污染源。消減灰霾的具體措施有人工降雨、人工氣流、高空噴水、水霧大炮、空氣過濾、空氣凈化結合噴霧、靜電吸附、特殊外墻和光觸媒等方法，使用外加手段增加大氣自凈能力。
[0004]隨著治理范圍增大，灰霾治理難度和費用也隨著增大。適合解決室內灰霾問題的方法多，但對于局部區域灰霾治理的問題，還未見到簡單、方便、實用、費用低的治理方法的報道。如人工降雨是給天上的云加入干冰等催化劑，使云層降水或增加降水量，清洗大氣中細微固體顆粒以及可溶性酸性氣體，凈化空氣。人工降雨需要大氣符合條件，對濕度、溫度有要求，只能在局部小范圍內進行。人工降雨費用過高，降雨后短時期內有效果，只能偶爾為之。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種吸入式強制流動灰霾治理的方法，以解決局部區域治理灰霾天氣的問題，提高環境治理效果，改善大氣環境。本發明的另一目的是提供一種吸入式強制流動灰霾治理的裝置。
[0006]本發明的技術方案是:吸入式強制流動灰霾治理的方法，治理過程為:①通過氣囪進氣口從灰霾嚴重的高度位置吸入灰霾空氣。②灰霾空氣向下流動，一部分灰塵在慣性作用下落到氣囪底部，一部分灰塵隨空氣進入出氣口，在引風機的作用下經風管、氣體分布環管和氣體噴頭進入水池。③氣體從氣體噴頭噴出進入水池的水層中，斷裂為小氣泡，小氣泡在水層內部與水充分混合，氣體攜帶的灰塵被捕集到水中形成淤泥，氣泡從水中逸出夾帶著水沫進入大氣。清潔濕潤空氣引起大氣流動，大氣中小顆粒濕潤后易聚集成大顆粒沉積到地面。④定期從清灰門清理氣?下部的灰塵，清理灰塵時先用水噴頭向氣?底部噴水，使灰塵形成泥膏狀淤泥，防止向氣囪外飛揚。清理出的泥膏狀淤泥放置于淤泥堆積區。⑤根據水池中淤泥的厚度，定期清理淤泥。清理淤泥時停止風機運行，將水池中上層清水倒入貯水池。水池中清理出來的淤泥置于淤泥堆積區。⑥氣?底部積聚污水后通過氣?底部的排污溝引入水池。
[0007]淤泥堆積區上方覆蓋苫布，定期噴水，防止揚塵。定期移出淤泥堆積區的泥膏狀淤泥，或用作燒磚的原材料，或作為農作物肥料，或填埋處理。灰霾天氣結束后，用潔凈空氣吹掃清理氣囪、空氣管路及相關設備中的灰塵。
[0008]本發明吸入式強制流動灰霾治理的裝置，包括水池、氣囪和控制單元。氣囪的上部設有進氣口，下部設有出氣口和清灰門，清灰門的上部設有2?6個水噴頭，水噴頭與水泵出口連接。水池中設有氣體分布環管，氣體分布環管上設有氣體噴頭，出氣口通過空氣管路連接到氣體分布環管。空氣管路上設有引風機、氣體流量計和流量調節閥。引風機、氣體流量計、流量調節閥和水泵分別與控制單元電路連接。
[0009]裝置設有淤泥堆積區和貯水池，淤泥堆積區和貯水池位于水池的周圍，貯水池通過水管路和貯水泵連接到水池。氣?與水池之間設有排污溝，排污溝設有插入式閥門，插入式閥門位于排污溝與氣囪的連接處，用于控制污水流動，防止堵塞。水池中設有電加熱設備，以防冬天水池結冰，裝置無法運行。氣體噴頭位于水池中水面下方1.5?2.5米。氣囪的高度為100?200米，進氣口為I?5排，每排進氣口的高度根據具體需要設定。水噴頭的高度為2?3米。
[0010]吸入式強制流動灰霾治理的原理是:從灰霾嚴重的位置高度吸入灰霾空氣，灰霾空氣吸入系統經過氣體噴頭，成為氣泡進入水池與水充分混合。氣泡內細微固體顆粒進入水中，去除其中固體顆粒。同時氣泡內水汽飽和，攜帶大量水汽進入大氣中。空氣經過濕法除塵的凈化，成為不含固體粒子的潔凈濕潤空氣。空氣經過凈化后返回大氣，造成對穩定大氣的擾動，弓I起局部區域的大氣強制流動，破壞穩定平衡的大氣條件。濕潤空氣進入大氣，使局部區域大氣濕度增大，水氣將大氣中固體顆粒濕潤，使小顆粒易聚集形成大顆粒，在大氣中自然沉積下來。
[0011]本發明吸入式強制流動灰霾治理的方法通過高空抽氣、強制流動、空氣洗滌、擾動大氣和灰塵聚集沉積的過程，將灰霾大氣中顆粒物質吸入氣?，經過沉降分離和水洗滌過程，有效地捕集空氣中的灰塵顆粒，凈化大氣環境。不僅吸入灰霾空氣進行凈化，而且通過氣體噴頭噴出的氣泡從水中逸出夾帶著水沫進入空氣中，增加了空氣的濕度，使空氣中顆粒濕潤、聚集和自然沉積到地面。本發明通過氣?、水池和淤泥堆積區組建的吸入式強制流動灰霾治理的裝置，有效解決了局部區域治理灰霾天氣的問題，提高了環境治理效果，具有投資小、見效快和治理效果明顯的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明吸入式強制流動灰霾治理裝置的流程示意圖； 圖2為本發明吸入式強制流動灰霾治理廠區的平面布置圖。
[0013]其中:
I一避雷針、2—進氣口、3—氣?、4一水噴頭、5—清灰丨]、6—水栗、7 —引風機、8—流量調節閥、9 一空氣管路、10—氣體噴頭、11 一水池、12—游泥堆積區、13—C:水池、14 一控制室、15—通道、16—出氣口、17—氣體分布環管、18—C:水泵、19一排污溝、20—水管路、21—插入式閥門。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例和附圖對本發明進行詳細說明。本發明保護范圍不限于實施例，本領域技術人員在權利要求限定的范圍內做出任何改動也屬于本發明保護的范圍。
[0015]本發明吸入式強制流動灰霾治理的裝置如圖1所示，包括水池11、氣囪3和控制單元，控制單元設置在控制室14內。氣囪的高度為110米，氣囪的上部設有兩排進氣口 2，第一排進氣口距地面100米，第二排進氣口距地面90米。氣?下部設有出氣口 16和清灰門5，清灰門的上部設有4個水噴頭4。水噴頭的高度為2米，水噴頭通過管路與水泵6的出口連接。水池中設有氣體分布環管17，氣體分布環管上設有氣體噴頭10，氣體噴頭位于水池中水面下方2米處。出氣口通過空氣管路9連接到氣體分布環管，空氣管路上設有引風機7氣體流量計和流量調節閥8。氣?與水池之間設有排污溝19，排污溝設有插入式閥門21，插入式閥門位于排污溝與氣囪的連接處，用于控制污水流動，防止堵塞。如圖2所示，裝置設有淤泥堆積區12和貯水池13，淤泥堆積區和貯水池位于水池的周圍，貯水池通過水管路20和貯水泵18連接到水池11。引風機7、氣體流量計、流量調節閥、水泵6和貯水泵分別與控制單元電路連接。水池11中設有電加熱設備，以防冬天水池結冰。
[0016]本發明吸入式強制流動灰霾治理的過程為:①通過氣囪3進氣口 2從灰霾嚴重的高度位置吸入灰霾空氣。②灰霾空氣向下流動，一部分灰塵在慣性作用下落到氣囪底部，一部分灰塵隨空氣進入出氣口 16，在引風機7的作用下經空氣管路9、氣體分布環管17和氣體噴頭10進入水池。③氣體從氣體噴頭噴出進入水池的水層中，斷裂為小氣泡，小氣泡在水層內部與水充分混合，氣體攜帶的灰塵被捕集到水中形成淤泥，氣泡從水中逸出夾帶著水沫進入大氣。清潔濕潤空氣引起大氣流動，大氣中小顆粒濕潤后易聚集成大顆粒沉積到地面。④定期從清灰門5清理氣?下部的灰塵，清理灰塵時先用水噴頭4向氣?底部噴水，使灰塵形成泥膏狀淤泥，防止向氣囪外飛揚。清理出的泥膏狀淤泥放置于淤泥堆積區12。⑤根據水池中淤泥的厚度情況，定時清理淤泥；清理淤泥時停止風機運行，將水池中上層清水倒入貯水池。水池中清理出來的淤泥置于淤泥堆積區。⑥氣?3底部積聚污水后通過氣囪底部的排污溝19引入水池。⑦淤泥堆積區12上方覆蓋苫布，定期噴水，防止揚塵。定期移出淤泥堆積區12的泥膏狀淤泥用作燒磚的原材料。⑧灰霾天氣結束后，用潔凈空氣吹掃清理氣囪3、空氣管路9及相關設備中的灰塵。
[0017]灰霾空氣從灰霾嚴重的高度進入氣囪，在氣囪和水池內經過沉積作用、濕法除塵，從水池噴出濕潤潔凈空氣。濕潤潔凈空氣使周圍灰霾大氣中細微顆粒聚集增大，沉積到地面，大氣質量好轉。從宏觀看，裝置周圍大氣形成一個強制流動循環，破壞灰霾存在的穩定大氣條件。
[0018]為適應灰霾層高度變化，在氣囪上部設置多排進氣口。灰霾空氣被吸入氣囪進氣口向下流動。部分灰塵特別是較大顆粒由于慣性落到氣?底部，灰塵積累到一定量后從清灰門清理出去。清理灰塵時先用水噴頭向氣?底部噴水，使灰塵形成泥膏狀淤泥，防止向氣囪外飛揚。空氣管路進口高于氣囪底部的灰塵區，防止把已沉積到氣囪底部的灰塵吸入空氣管路。引風機進口產生的負壓使氣囪內保持負壓狀態，能將灰霾空氣吸入氣囪進氣口。檢測信號引到控制室的控制單元，利用控制單元顯示、記錄和自動調節的功能，自動調節管路閥門開度，維持空氣管路空氣壓力、流量恒定。噴頭中的細微固體顆粒容易被氣流沖刷出來，氣體從氣體噴頭噴出進入水層中，斷裂為小氣泡，從水中逸出進入大氣。⑴小氣泡在水層內部與水充分混合，時間足夠長，氣泡與水接觸的面積足夠大，大部分的灰塵被捕集到水中形成淤泥。從水中逸出的空氣被水洗滌后，含灰塵量大大降低，成為濕潤的清潔空氣。⑵氣泡與水充分接觸，水汽在氣泡中飽和。氣泡從水中逸出時夾帶著水沫進入上方空氣中，同時氣泡離開水面后破裂，表面水膜破裂為細小水珠進入上方空氣中形成水霧。⑶從噴頭噴出的氣泡將大量水霧帶入空氣中，使空氣濕潤，對大氣中灰霾顆粒起粘結作用，細微顆粒聚集成大顆粒自然沉積到地面上。
[0019]逸出水池的濕潤潔凈空氣進入地面上方大氣中，擠壓周圍空氣，使大氣進行水平與垂直方向的流動，對穩定的大氣產生擾動，破壞有利于灰霾存在的平衡穩定大氣條件。隨著潔凈空氣在大氣中流動擴散，灰霾得以稀釋，局部區域大氣質量好轉。水池中淤泥達到一定厚度，需要清淤。清淤時先停止風機，將水池中上層清水倒入貯水池。從水池中清理出來的淤泥與氣?中清理出來的淤泥集中到淤泥堆積區存放。淤泥上方用苫布覆蓋，定期噴水，防止風吹揚塵，對大氣形成二次污染。細微固體顆粒形成的泥膏是制作磚的原材料，不用粉碎，直接燒制。此外泥膏還可以填埋處理、表面覆蓋植被，或堆積作為農作物肥料。
【權利要求】
1.一種吸入式強制流動灰霾治理的方法，其特征是:治理過程為:①通過氣? (3)進氣口(2)從灰霾嚴重的高度位置吸入灰霾空氣；②灰霾空氣向下流動，一部分灰塵在慣性作用下落到氣囪底部，一部分灰塵隨空氣進入出氣口(16)，在引風機(7)的作用下經空氣管路(9)、氣體分布環管(17)和氣體噴頭(10)進入水池；③氣體從氣體噴頭噴出進入水池的水層中，斷裂為小氣泡，小氣泡在水層內部與水充分混合，氣體攜帶的灰塵被捕集到水中形成淤泥，氣泡從水中逸出夾帶著水沫進入大氣定期從清灰門(5)清理氣?下部的灰塵，清理灰塵時先用水噴頭(4)向氣?底部噴水，使灰塵形成泥膏狀淤泥；清理出的泥膏狀淤泥放置于淤泥堆積區(12);⑤根據水池中淤泥的厚度，定期清理淤泥；清理淤泥時停止風機運行，將水池中上層清水倒入貯水池；水池中清理出來的淤泥置于淤泥堆積區； ⑥氣? (3)底部積聚污水后通過氣?底部的排污溝(19)引入水池。
2.根據權利要求1所述的吸入式強制流動灰霾治理的方法，其特征是:所述淤泥堆積區(12)上方覆蓋苫布，定期噴水。
3.根據權利要求1所述的吸入式強制流動灰霾治理的方法，其特征是:定期移出淤泥堆積區(12)的泥膏狀淤泥，或用作燒磚的原材料，或作為農作物肥料，或填埋處理。
4.根據權利要求1所述的吸入式強制流動灰霾治理的方法，其特征是:灰霾天氣結束后，用潔凈空氣吹掃清理氣囪(3 )、空氣管路(9 )及相關設備中的灰塵。
5.一種吸入式強制流動灰霾治理的裝置，包括水池(11)、氣? (3)和控制單元，其特征是:所述氣囪的上部設有進氣口(2)，下部設有出氣口(16)和清灰門(5)，清灰門的上部設有2?6個水噴頭(4)，水噴頭與水泵(6 )出口連接；所述水池中設有氣體分布環管(17 )，氣體分布環管上設有氣體噴頭(10)，所述出氣口通過空氣管路(9)連接到氣體分布環管；所述空氣管路上設有引風機(7)、氣體流量計和流量調節閥(8)，引風機(7)、氣體流量計、流量調節閥和水泵分別與控制單元電路連接。
6.根據權利要求5所述的吸入式強制流動灰霾治理的裝置，其特征是:所述裝置設有淤泥堆積區(12)和貯水池(13)，所述淤泥堆積區和貯水池位于水池的周圍，所述貯水池通過水管路(20 )和貯水泵(18 )連接到水池(11)。
7.根據權利要求5所述的吸入式強制流動灰霾治理的裝置，其特征是:所述氣囪(3)與水池(11)之間設有排污溝(19)，所述排污溝設有插入式閥門(21)，所述插入式閥門位于排污溝與氣囪的連接處。
8.根據權利要求5所述的吸入式強制流動灰霾治理的裝置，其特征是:所述水池(11)中設有電加熱設備。
9.根據權利要求5所述的吸入式強制流動灰霾治理的裝置，其特征是:所述氣體噴頭(10)位于水池中水面下方1.5?2.5米。
10.根據權利要求5所述的吸入式強制流動灰霾治理的裝置，其特征是:所述氣囪(3)的高度為100?200米，所述進氣口為I?5排，每排進氣口的高度根據具體需要設定；所述水噴頭(4)的高度為2?3米。
【文檔編號】B01D47/02GK104190183SQ201410445687
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】趙平, 張月萍 申請人:河北科技大學