對公路隧道值班室主要污染物成份，經(jīng)反復(fù)實驗，設(shè)計了一種凈化過濾段順 序。采用多目金屬過濾網(wǎng)、水洗凈化段、靜電集塵段、第一活性碳過濾段和第二活性碳過濾 段的過濾凈化順序，可最大程度提高凈化效率，減少維護頻率，尤其是活性碳再生次數(shù)，降 低運營成本。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的平面俯視圖；
[0030] 圖2為室外凈化過濾機組的A向剖視圖；
[0031] 圖3為室內(nèi)柜機后端面的縱向剖視示意圖（圖1中B向）；
[0032] 圖4為室內(nèi)柜機前端面的示意圖（圖1中C向）
[0033] 圖中標(biāo)號代表一室外凈化過濾機組，II一室內(nèi)柜機，III一室外富氧機組，1一 廢氣管，2-第一進氣柵，3-第二初效過濾器，4一第二靜電集塵器，5-第一壓差計，6-過 濾箱，7-供氣管，8-富氧機，9一氧氣管，10-排風(fēng)管，11一排風(fēng)百葉窗，12-進風(fēng)管，13- 第一壓差計，14一取風(fēng)口，15-第一靜電集塵器，16-混流腔，17-第一活性炭層，18-第二 活性炭層，19一送新風(fēng)管，20-均流板，21-水洗過濾器，211-水箱，212-高壓噴頭，213- 集水槽，214-排水管，22-擋水板，23-第一初效過濾器，24-第一風(fēng)機，25-回風(fēng)管，26- 隔板，27-通氣閥，28-第三活性炭層，29-高壓靜電網(wǎng)，30-第三初效過濾器，31-第二風(fēng) 機，32-出氣柵，33-第二進氣柵。
【具體實施方式】
[0034] 國際隧道協(xié)會（ITA)按照隧道的長度將隧道分為短隧道、中長隧道、長隧道和特 長隧道。長度大于3km的隧道為特長隧道。一般情況下，長度大于6km公路隧道會設(shè)置有 人消防值班室，值班室開鑿設(shè)置于特長公路隧道車行橫洞的側(cè)壁中。因此，本發(fā)明所涉及的 系統(tǒng)與方法適用于長度大于6km的特長公路隧道，針對這種設(shè)置于隧道的橫通道中的值班 室，給出了一種凈化系統(tǒng)和方法。
[0035] 本發(fā)明的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。一種特長公路隧道洞內(nèi)值班室組合式空氣凈 化系統(tǒng)，包括設(shè)置于隧道車行橫洞內(nèi)的室外凈化過濾機組I，在室外凈化過濾機組I中設(shè)置 有過濾裝置、混流腔16和送風(fēng)裝置，過濾裝置設(shè)置于混流腔16的兩側(cè)，從隧道中采集的空 氣經(jīng)過混流腔16 -側(cè)的過濾裝置后進入混流腔16,在混流腔16中與值班室內(nèi)導(dǎo)出的空氣 進行混合后經(jīng)過混流腔16另一側(cè)的過濾裝置，然后通過送風(fēng)裝置送入值班室中。
[0036] 由于特長公路隧道中值班室的位置較深，空氣質(zhì)量差，而且長隧道內(nèi)部汽車尾氣 含有的一氧化碳、氮氧化物、顆粒物等，在隧道中難以消散，因此導(dǎo)致隧道中整體空氣中氧 氣含量較外部低。那么本發(fā)明的思路就是要合理全面利用橫通道和值班室中的氧氣，確保 氧氣含量能達到使用要求。本方案中最主要的結(jié)構(gòu)是位于隧道車行橫洞內(nèi)的室外凈化過濾 機組I，該機組為值班室中提供充足的空氣供應(yīng)。公路隧道的車行橫洞一般用來在隧道塌 方、火災(zāi)等事故時方便車輛和人員的逃生。而對于特長隧道，一般會將值班室這在隧道車行 橫洞中，一般開設(shè)于橫洞側(cè)壁中，其位置如圖1所示。由于車行橫洞連接公路隧道，其中空 氣流動較隧道中好，空氣質(zhì)量也相對較好，而且空間也較為充足，因此選擇將室外凈化過 濾機組I設(shè)置在車行橫洞內(nèi)。對于橫洞內(nèi)采集的空氣進行凈化，主要是過濾空氣中的雜質(zhì) 顆粒、一氧化碳和氮氧化物，因此在機組中設(shè)置了過濾裝置。機組中的混流腔16,其設(shè)置目 的是為了充分利用值班室中已經(jīng)用過的空氣。因為值班室中在凈化過程中也是流動的，如 直接將值班室中的空氣排除，會非常浪費，因為在長隧道內(nèi)部凈化空氣的成本是比較高的。 值班室中的人員呼吸消耗了一部分氧氣，而排出值班室的空氣中有害氣體、雜質(zhì)的含量會 遠較值班室外的低。因此在混流腔16中可以將值班室回流的空氣充分利用起來，與經(jīng)過過 濾裝置的空氣進行一定比例的混合，再經(jīng)過混流腔16另一側(cè)的過濾裝置，這樣就減小了空 氣凈化成本，有利于室外凈化過濾機組I長期穩(wěn)定運行。
[0037] 室外凈化過濾機組I
[0038] 室外凈化過濾機組I包括一個密封的矩形的安裝箱，所述的過濾裝置包括在安裝 箱內(nèi)部沿長度方向從安裝箱的后端至前端依次設(shè)置的過濾部件，這些部件包括第一初效過 濾器23、第一靜電集塵器15、第一活性炭層17和第二活性炭層18,每一個過濾部件均與安 裝箱的內(nèi)壁緊密設(shè)置，使每個過濾部件與相鄰的過濾部件以及安裝箱內(nèi)壁之間構(gòu)成單獨的 腔體；所述的混流腔16為第一靜電集塵器15與第一活性炭層17之間的腔體。
[0039]過濾裝置分為兩部分，其中第一部分為第一初效過濾器23和第一靜電集塵器15， 主要用來去除空氣中的雜物、煙氣；空氣經(jīng)初步處理后，進入到混流腔16中，可根據(jù)值班室 內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)選擇是否與值班室內(nèi)的回流空氣進行混流?；炝髑?6中經(jīng)過混流或未經(jīng) 混流的空氣，經(jīng)過另一部分過濾裝置，主要由第一活性炭層17和第二活性炭層18構(gòu)成。第 一活性炭層17主要過濾空氣中的〇)、0111111，勵1、硫化物等有害成份，第二活性炭層18為〇) 專用活性炭層，主要消除值班室中危害最大的C0。
[0040] 第一初效過濾器23采用網(wǎng)狀的長效無紡布，其作用是吸附過濾隧道空氣污染物 中的顆粒物等。在第一初效過濾器23上安裝有第一壓差計135,其采集第一初效過濾器 23的工作數(shù)據(jù)，用于提醒更換該第一初效過濾器23。第一壓差計135采用電子壓差計，具 有燈光報警功能，當(dāng)初效過濾器過濾能力不合格時，壓差計報警提醒更換第一初效過濾器 23。第一初效過濾器23需要定時更換清洗，維護頻率不低于1月/次。第一靜電集塵器 15采用雙電壓平板靜電集塵器，其利用高壓直流不均勻電場吸附污染物，通過振打裝置使 粉塵等污染物落入灰斗而使煙氣凈化，需要定時清洗，維護頻率不低于1月/次；第一活性 炭層17采用蜂窩式活性炭，可吸附混流后的剩余污染物，需要定期再生，其維護頻率不低 于1月/次；CO消除專用活性碳針對對值班室人員危害最大，常規(guī)方法不易消除的CO成份 專用吸附，CO消除專用活性碳采用圓柱形活性炭，通過深度活化和孔徑調(diào)節(jié)工藝，使活性炭 有豐富的微孔孔徑，專用活性炭為小分子孔隙結(jié)構(gòu)，半徑<150nm。有別于普通活性炭半徑 >20000nm的大分子孔隙結(jié)構(gòu)；活性碳需要定期再生，其維護頻率不低于1月/次；均流板20 采用不銹鋼材質(zhì)。
[0041] 送風(fēng)裝置設(shè)置于室外凈化過濾機組I內(nèi)部的前端，送風(fēng)裝置包括第一風(fēng)機24和均 流板20,室外凈化過濾機組I的前端通過送新風(fēng)管19與值班室連接，室外凈化過濾機組I 的后端通過進風(fēng)管12與設(shè)置在隧道中的取風(fēng)口 14連接。
[0042] 第一風(fēng)機24是室外凈化過濾機組I的動力源，第一風(fēng)機24運行后在安裝箱中產(chǎn) 生氣壓差，促使空氣流動，將凈化后的空氣輸送到值班室中。優(yōu)選的，風(fēng)機功率大小為2~ 5kw，變頻控制，宜采用一主一備，便于系統(tǒng)24小時穩(wěn)定工作。由于值班室位于隧道深處，對 于新風(fēng)的采集，是通過設(shè)置在公路隧道主洞的取風(fēng)口 14完成的，取風(fēng)口 14的設(shè)置應(yīng)盡量遠 離車行橫洞，經(jīng)實際測量，公路隧道內(nèi)距離車行橫洞越遠空氣質(zhì)量越好，但采風(fēng)用的進風(fēng)管 12的成本就越高；綜合考慮進風(fēng)管12的成本和取風(fēng)質(zhì)量，取風(fēng)口 14 一般設(shè)置在沿隧道行 車方向距離橫通道不少于l〇m處。
[0043] 取風(fēng)口 14可采用多目金屬過濾網(wǎng)，取風(fēng)方向與車流方向相反，可初步過濾樹葉、 塑料等隧道主洞內(nèi)大顆粒異物，斜向地面傾斜30~45度角，便于在隧道地面使用高壓水沖 洗維護取風(fēng)口 14。可在進風(fēng)管12上安裝手動進風(fēng)調(diào)節(jié)閥或進風(fēng)百葉，調(diào)節(jié)進風(fēng)進氣量。均 流板20設(shè)置在第二活性炭層18之后，使空氣充分與CO接觸，提高凈化效率。在圖1的示 例中，氣體流動方向是從安裝箱的左側(cè)至右側(cè)。而本文中所提及的安裝箱的前端和后端，其 中后端是指安裝箱遠離值班室的一端，前端是靠近的一端。
[0044] 上述各過濾段規(guī)格，由設(shè)備處理風(fēng)量決定，而設(shè)備處理風(fēng)量，由值班室的換氣次數(shù) 和污染物濃度決定。其中，機組管道內(nèi)風(fēng)速宜大于2m/s，且小于8m/s。風(fēng)機規(guī)格根據(jù)系統(tǒng) 阻力及處理風(fēng)量進行計算，滿足以下計算公式：
[0045] Q-=VindoorXN- (1)
[0046] 其中，〇_為值班室最大換氣量，Vind_為值班室內(nèi)體積，N_為值班室最大換氣次 數(shù)；常規(guī)的值班室面積為20~50m2,換氣次數(shù)可選2~16次/小時，常規(guī)選用4~8次/ 小時。
[0047] Vsysteffl=VindoorX(l+y)yG[0.3,1]⑵
[0048] 其中，Vsystem為系統(tǒng)最大處理風(fēng)量，Qmax為值班室最