專利名稱：城市空氣(無限空間)大規(guī)模凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城市空氣(無限空間)的大規(guī)模凈化裝置。
隨著城市工業(yè)化和現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，人們賴以生存的空氣之質(zhì)量呈日益下降的趨勢。造成城市空氣質(zhì)量下降的原因主要是人類活動生成的各種有毒、有害氣體和粉塵的污染，如各種工業(yè)廢氣、各種交通工具排放的有毒有害尾氣、人類生活產(chǎn)生的廢氣以及氣候和環(huán)境惡化造成的沙塵暴等塵埃對大氣的污染。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市生活水平的不斷提高，人們對城市空氣質(zhì)量的要求也越來越高。
本發(fā)明的目的是針對城市空氣污染的特點，提供一種適用于城市區(qū)域空氣(無限空間)的大規(guī)?？諝鈨艋b置，以改善城市空氣的質(zhì)量。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種城市空氣(無限空間)大規(guī)模凈化裝置，它主要包括氣體輸送設(shè)備1、取氣過濾裝置2、凈化裝置主體3、觸媒輸送設(shè)備5、觸媒貯槽6和控制單元4，取氣過濾裝置2與氣體輸送設(shè)備1的入口通過管道相連接，氣體輸送設(shè)備的出口通過管道與凈化裝置主體3的進(jìn)氣管11相連接，凈化裝置主體3頂部有排氣管17，凈化后的空氣由此排出，觸媒輸送設(shè)備5的入口與觸媒貯槽6的觸媒出口28相連接，觸媒輸送設(shè)備5的出口與凈化裝置主體頂部的循環(huán)觸媒入口管20相連接，凈化裝置主體3底部的循環(huán)觸媒排出管22與觸媒貯槽6的循環(huán)觸媒入口26相連通，形成循環(huán)觸媒回路。如附圖1所示。
氣體輸送設(shè)備1可根據(jù)氣體通過凈化裝置主體的壓降選擇通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、低壓壓縮機(jī)等氣體輸送設(shè)備。在各種氣體輸送設(shè)備中以鼓風(fēng)機(jī)為最佳。為消除氣體輸送設(shè)備的噪音可能造成的污染，可將氣體輸送設(shè)備1置于地下，或采取消音措施后，也可將氣體輸送設(shè)備1置于地上。通過管路將風(fēng)機(jī)的入口與取氣過濾裝置2相連，風(fēng)機(jī)的出口與凈化裝置主體3的進(jìn)氣管相連。
取氣過濾裝置2由主管7、過濾網(wǎng)8和蓋板9組成，主管7的上端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口10，如附圖2所示。進(jìn)風(fēng)口10距地面的距離可取10～50m，也可根據(jù)城市上空主要大氣污染層的高度來確定。城市大氣主要污染層的高度可取城市上空不同高度的大氣進(jìn)行分析來確定。同一取氣過濾裝置的主管上可以設(shè)置多個不同高度的進(jìn)風(fēng)口，也可根據(jù)進(jìn)風(fēng)口的高度建造多個不同高度的取氣過濾裝置。當(dāng)取氣過濾裝置的總數(shù)超過一個時，各取氣過濾裝置可圍繞凈化裝置主體3對稱均勻布置，亦可采用非對稱布置。取氣過濾裝置可由金屬或非金屬材料制成，以金屬材料為佳。
凈化裝置主體3由進(jìn)氣管11、氣體分配器12、觸媒構(gòu)架支承13、觸媒構(gòu)架14、殼體15、觸媒分配器16、排氣管17、支承18、擋板19、循環(huán)觸媒入口管20、支座21和循環(huán)觸媒排出管22等組成，如附圖3所示。
氣體分配器12是為空氣由凈化裝置主體3下方的進(jìn)氣管11進(jìn)入凈化裝置主體3后，且在上升至觸媒構(gòu)架支承13前進(jìn)行分配而設(shè)置的。由于凈化裝置主體3的殼體15的直徑較大，而空氣進(jìn)氣管11的直徑較小，且一般相互垂直設(shè)置，空氣由進(jìn)氣管11進(jìn)入凈化裝置主體3的氣流速度較高，這樣將會造成凈化裝置主體3內(nèi)的觸媒構(gòu)架14底部的氣相分配嚴(yán)重不均，其結(jié)果是影響整個裝置的凈化效果。故必須設(shè)置氣體分配器12。根據(jù)其外形結(jié)構(gòu)和氣體流動方式，氣體分配器可分為錐體渦流式、雙切向環(huán)流式、內(nèi)筒導(dǎo)流式、傘型導(dǎo)流式等各種型式的氣體分配器。其原則是將上升的氣相比較均勻地分配在凈化裝置主體3的內(nèi)截面上。氣體分配器12主要以金屬為材質(zhì)制作，亦可采用非金屬材料制作。
觸媒構(gòu)架14可由金屬或非金屬材料制成球形、圓柱形、環(huán)形、鞍環(huán)形、絲網(wǎng)形、波紋形等形狀。凈化裝置主體3的殼體15的高度可取20～200m，一般為30～60m，視城市大氣的污染特點和程度而定。殼體15的直徑可取3～30m，最佳為8～15m，視所需凈化的城市大氣范圍而定。殼體15可以由金屬或非金屬材料制成，以金屬材料為佳。
觸媒分配器16是一種將液相觸媒均勻分布于觸媒構(gòu)架表面的部件，它一般可設(shè)計成槽式、槽盒式、槽盤式、盤式和篩盤式。由于該部件既要分配液相物質(zhì)，又要讓上升的氣相順利通過且不致于因設(shè)計不合理而造成壓降過大，故此部件以槽式、槽盒式和槽盤式為佳(因為它們的氣相通道截面積相對較大)。該部件一般由金屬材料制成，也可用非金屬材料制造。
控制單元4由以微電腦為核心的控制電路組成，可控制氣體輸送設(shè)備1及觸媒輸送設(shè)備5的啟動與關(guān)閉，可對氣體輸送設(shè)備1的送風(fēng)量及觸媒輸送設(shè)備5的循環(huán)液體量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可對凈化裝置的操作等過程進(jìn)行實時監(jiān)控。
觸媒輸送設(shè)備5由循環(huán)泵、閥門、流量計、管道及管件組成。循環(huán)泵可以是離心泵、軸流泵、齒輪泵、往復(fù)泵等液體輸送裝置，以離心泵為最佳。循環(huán)泵的輸液能力可根據(jù)觸媒循環(huán)量的大小來確定。
觸媒貯槽6由殼體23、液位計24及溫度計、壓力計等附件組成，如附圖4所示。觸媒貯槽上部設(shè)有觸媒或清洗液輸入口25、循環(huán)觸媒入口26、壓力平衡口27，觸媒貯槽下部設(shè)有觸媒出口28。殼體23可以采用多種形狀，以圓柱形和長方體形為佳。其封頭可以是半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭、錐形封頭、平板封頭等，以橢圓形封頭為最佳。觸媒貯槽6的數(shù)量可以是1個或多個，以2個為最佳。觸媒貯槽6可用金屬或非金屬材料制成，以金屬材料為最佳。
凈化裝置工作時，含污染物的城市空氣經(jīng)進(jìn)風(fēng)口10吸入取氣過濾裝置2的主管7，由氣體輸送設(shè)備1輸送至凈化裝置主體3的下部，經(jīng)氣體分配器12后進(jìn)入觸媒構(gòu)架14。循環(huán)觸媒由觸媒輸送設(shè)備5輸送至凈化裝置主體3的上部，經(jīng)觸媒分配器16后進(jìn)入觸媒構(gòu)架14。觸媒可根據(jù)所處理的大氣中主要污染物采用堿性、弱堿性或中性觸媒，如由氫氧化鈉、銅氨液、表面活性劑和水組成，或者由碳酸鈉、銅氨液、表面活性劑和水組成，或者為表面活性劑和水組成，表面活性劑可以是陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑或者非離子型表面活性劑。含污染物的城市空氣與循環(huán)觸媒在觸媒構(gòu)架14中進(jìn)行逆流接觸凈化，其中的污染物被吸收或洗滌進(jìn)入循環(huán)觸媒中。凈化后的空氣由凈化裝置主體3的排氣管17排入大氣中，循環(huán)觸媒則最終流回觸媒貯槽6中。循環(huán)觸媒使用一定時間之后可由觸媒排出口排出，排出的觸媒可進(jìn)行集中處理再生。新鮮觸媒由觸媒或清洗液輸入口25輸入至貯槽6中。當(dāng)采用二個觸媒貯槽時，則在操作中一個處于備用狀態(tài)。當(dāng)其中一個的觸媒失效之后，可立即切換至備用觸媒貯槽進(jìn)行連續(xù)操作，如此交替進(jìn)行。
本發(fā)明具有以下功能1．應(yīng)用本發(fā)明裝置可以脫除城市空氣中的COx、NOx、SOx、H2S等酸性有害氣體。
2．針對不同城市大氣的品質(zhì)特點，采用不同配制的吸收觸媒，亦可以脫除城市空氣中的其它有害物質(zhì)。
3．應(yīng)用本發(fā)明裝置可以清洗城市大氣中的塵埃粒子及鉛等重金屬物質(zhì)。


圖1城市空氣大規(guī)模凈化裝置示意圖；
圖2取氣過濾裝置2結(jié)構(gòu)示意圖；圖3凈化裝置主體3結(jié)構(gòu)示意圖；圖4觸媒貯槽6結(jié)構(gòu)示意圖；以下通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實施例1。
大氣等級標(biāo)準(zhǔn)低于三級(GB3095-1996)，其主要污染物為少量的CO、CO2、SO2、NOx及懸浮顆粒物。采用本發(fā)明裝置，它包括氣體輸送設(shè)備1、取氣過濾裝置2、裝填有由不銹鋼絲網(wǎng)制成的觸媒構(gòu)架14的凈化裝置主體3、控制單元4、觸媒輸送設(shè)備5和觸媒貯槽6，如圖1所示。凈化裝置主體3由進(jìn)氣管11、氣體分配器12、觸媒構(gòu)架支承13、觸媒構(gòu)架14、殼體15、觸媒分配器16、排氣管17、支承18、檔板19、循環(huán)觸媒入口管20、支座21和循環(huán)觸媒排出管22組成，如圖3所示。殼體15的內(nèi)徑為300mm，觸媒構(gòu)架14由不銹鋼絲網(wǎng)制成，裝填高度為4000mm；采用堿性觸媒，其質(zhì)量組成為氫氧化鈉5-10％，銅氨液0.5％，十二烷基苯磺酸鈉0.01％，余量為水；觸媒噴淋密度為8m3/(m2·h)，空氣流量為400m3/h。經(jīng)檢測，凈化后的空氣優(yōu)于GB3095-1996中的一級標(biāo)準(zhǔn)。
實施例2。
大氣等級標(biāo)準(zhǔn)低于三級(GB3095-1996)，其主要污染物為懸浮顆粒物(TSP≥0.5mg/m3,PM10≥0.25mg/m3)。采用類同實施例1的本發(fā)明裝置，凈化裝置主體3的殼體15的內(nèi)徑改為600mm，觸媒構(gòu)架14改用金屬薄板制成，裝填高度為5000mm；采用中性觸媒，其組成為水和0.01％的十二烷基吡啶鹽酸鹽；觸媒噴淋密度為50m3/(m2·h)，空氣流量為2000m3/h。經(jīng)檢測，凈化后的空氣優(yōu)于GB3095-1996中的一級標(biāo)準(zhǔn)。
實施例3。
大氣等級標(biāo)準(zhǔn)低于三級(GB3095-1996)，其主要污染物為CO、CO2、SO2及大量懸浮顆粒物(TSP≥0.5mg/m3,PM10≥0.25mg/m3)。采用類同實施例2的本發(fā)明裝置，凈化裝置主體3的殼體15的內(nèi)徑改為1000mm，觸媒構(gòu)架14由金屬薄板制成，裝填高度為6000mm；采用弱堿性觸媒，其質(zhì)量組成為碳酸鈉5-10％，銅氨液1％，十二醇聚氧乙烯醚(聚合度為9)0.01％，余量為水；觸媒噴淋密度為40m3/(m2·h)，空氣流量為4500m3/h。經(jīng)檢測，凈化后的空氣優(yōu)于GB3095-1996中的一級標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1．一種城市空氣大規(guī)模凈化裝置，其特征是它主要包括氣體輸送設(shè)備(1)、取氣過濾裝置(2)、裝填有觸媒構(gòu)架(14)的凈化裝置主體(3)、觸媒輸送設(shè)備(5)、觸媒貯槽(6)和控制單元(4)，取氣過濾裝置(2)與氣體輸送設(shè)備(1)的入口通過管道相連接，氣體輸送設(shè)備(1)的出口通過管道與凈化裝置主體(3)的進(jìn)氣管(11)相連接，凈化裝置主體(3)頂部有排氣管(17)，觸媒輸送設(shè)備(5)的入口與觸媒貯槽(6)的觸媒出口(28)相連接，觸媒輸送設(shè)備(5)的出口與凈化裝置主體(3)頂部的循環(huán)觸媒入口管(20)相連接，凈化裝置主體(3)底部的循環(huán)觸媒排出管(22)與觸媒貯槽(6)的循環(huán)觸媒入口(26)相連通，形成循環(huán)觸媒回路。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化裝置，其特征是氣體輸送設(shè)備(1)是通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)或低壓壓縮機(jī)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化裝置，其特征是取氣過濾裝置(2)由主管(7)、過濾網(wǎng)(8)和蓋板(9)組成，主管(7)的上端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口(10)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的凈化裝置，其特征是取氣過濾裝置(2)的進(jìn)風(fēng)口(10)距地面的距離為10～50m，或者根據(jù)城市上空主要大氣污染層的高度來確定。
5．根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的凈化裝置，其特征是同一取氣過濾裝置(2)的主管(7)上設(shè)置多個不同高度的進(jìn)風(fēng)口(10)，或者根據(jù)進(jìn)風(fēng)口的高度建造多個不同高度的取氣過濾裝置(2)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化裝置，其特征是凈化裝置主體(3)主要由進(jìn)氣管(11)、氣體分配器(12)、觸媒構(gòu)架支承(13)、觸媒構(gòu)架(14)、殼體(15)、觸媒分配器(16)、排氣管(17)、循環(huán)觸媒入口管(20)和循環(huán)觸媒排出管(22)組成。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的凈化裝置，其特征是氣體分配器(12)采用錐體渦流式、雙切向環(huán)流式、內(nèi)筒導(dǎo)流式或傘型導(dǎo)流式氣體分配器。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的凈化裝置，其特征是觸媒構(gòu)架(14)由金屬或非金屬材料制成球形、圓柱形、環(huán)形、鞍環(huán)形、絲網(wǎng)形、波紋形。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化裝置，其特征是觸媒輸送設(shè)備(5)由循環(huán)泵、閥門、流量計、管道及管件組成。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化裝置，其特征是觸媒貯槽(6)的數(shù)量可以是1個或多個。
全文摘要
一種城市空氣大規(guī)模凈化裝置,它主要包括氣體輸送設(shè)備、取氣過濾裝置、裝填有觸媒構(gòu)架的凈化裝置主體、控制單元、觸媒輸送設(shè)備和觸媒貯槽,置通過氣體輸送設(shè)備將空氣由取氣過濾裝輸送至凈化裝置主體底部的進(jìn)氣管,凈化裝置主體頂部有排氣管,將凈化后的空氣排出,觸媒輸送設(shè)備將觸媒從觸媒貯槽送到凈化裝置主體頂部,淋洗空氣后回到觸媒貯槽,形成循環(huán)觸媒回路。采用本發(fā)明凈化裝置,可改善城市空氣的質(zhì)量。
文檔編號B01D53/74GK1321538SQ0110826
公開日2001年11月14日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者張志炳, 王志祥, 駱培成, 趙靜, 肖劍, 李磊 申請人:南京大學(xué)