低溫等離子體pm2.5凈化處理裝置及其處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置及其處理方法，所述裝置包括氣室外殼（6），所述氣室外殼（6）下方設置有水箱（18），所述氣室外殼（6）前側設置有進風口（2），所述氣室外殼（6）內(nèi)設置有低溫等離子體反應器（5），所述低溫等離子體反應器（5）前側為氣體前室（22），所述低溫等離子體反應器（5）后側為凈化氣室（11），所述凈化氣室（11）內(nèi)設置有風機（10），所述風機（10）出口端連接有風機出口接長管（15），所述風機出口接長管（15）伸入水箱（18）的孔板（16）以下。本發(fā)明涉及一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置及其處理方法，其處理效果好，安全可靠、運行成本低、使用方便，具有廣闊的市場需求。
【專利說明】低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置及其處理方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種室內(nèi)氣體處理裝置及其處理方法，具體是涉及一種針對室內(nèi)空氣中存在的細顆粒一PM2.5的低溫等離子體凈化處理裝置及其處理方法。
【背景技術】
[0002]城市空氣中顆粒物來源有汽車尾氣、揚塵、各類焚燒排放的廢氣。加上空氣中的硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子能使大氣能見度惡化，表現(xiàn)的具體形態(tài)為極細微的塵粒、煙粒、鹽粒等均勻地浮游在空中。顆粒物的直徑越小，可入呼吸道部位就越深，對人體危害就越大。粒徑在3.5微米以下的顆粒物，吸入人的支氣管和肺泡中能沉積下來，引起或加重呼吸系統(tǒng)的疾病。而其中PM2.5 (可入肺顆粒物)，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大，被吸入人體后會進入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。這些顆粒還可以通過支氣管和肺泡進入血液，其中的有害氣體、重金屬等溶解在血液中，對人體健康的傷害更大。相對濕度介于80-90%之間時的大氣混濁極易形成霾，其厚度可達I 一 3公里左右。霾粒子分布均勻，是肉眼看不到空中飄浮的顆粒物，平均直徑大約在I 一 2微米左右，其散射波長較長，呈黃色或橙灰色?？諝庵械念w粒物特別是微顆粒(PM2.5)本身是污染物，能直接進入人體，同時，它又是重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體，對人體的傷害大為加強，霾在吸入人的呼吸道后對人體有嚴重危害，嚴重會使人致命。
[0003]空氣中顆粒物組成十分復雜，而且因地因時變動很大。其組成大致可分為三類:有機、水溶性和水不溶性。按重量比例，有機成分含量可高達50%，其中大部分是不溶于苯的結構復雜的有機碳化合物，通?？扇苡诒降挠袡C物只占10%以下，包括脂肪烴、芳烴、多環(huán)芳烴和醇、酮、酸、脂等。其中的多環(huán)芳烴(如苯并(a)芘等)對人體有較強的致癌作用。可溶于水的成分主要有硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物等，其中硫酸鹽含量在10%左右。不溶于水的顆粒物主要由硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉、鉀等元素的氧化物組成。其中的二氧化硅含量約占10?40%，此外還有多種微量和痕量的金屬元素，其中多種對人體有害，如汞、鉛、鎘等。
[0004]低溫等離子體技術在氣態(tài)污染物治理方面優(yōu)勢顯著。其原理是在電場作用下，電子從電場獲得能量，產(chǎn)生高能電子，通過激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到分子或原子中去，獲得能量的分子或原子被激發(fā)，此時部分分子被電離成為活性基團；這些活性基團與分子或原子、活性基團與活性基團之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產(chǎn)物，同時，部分高能電子被鹵素和氧氣等電子親和力較強的物質(zhì)俘獲成負離子，這類負離子有很好的化學活性，在化學反應中起著主導作用。當電子平均能量超過目標治理物分子化學鍵能時，治理物的分子鍵斷裂，達到消除氣態(tài)污染物的目的。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置及其處理方法，它主要針對室內(nèi)空氣中存在的細顆粒，其結構緊湊、占地面積小、安全可靠、使用方便，處理效果好，具有較好的應用前景。[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置，它包括氣室外殼，所述氣室外殼下方設置有水箱，所述水箱內(nèi)水平設置有孔板，所述孔板位于水箱中的水面線以下，所述氣室外殼前側設置有進風口，所述氣室外殼內(nèi)設置有低溫等離子體反應器，所述低溫等離子體反應器前側為氣體前室，氣體前室與低溫等離子體反應器的進氣口相連通，所述低溫等離子體反應器后側為凈化氣室，所述低溫等離子體反應器通過等離子傳動偶合件與設置于氣室外殼外的等離子體發(fā)生器相連接，所述等離子體發(fā)生器上連接有等離子體電源，所述凈化氣室內(nèi)設置有風機，所述風機的進風口與凈化氣室相連通，所述風機出口端連接有風機出口接長管，所述風機出口接長管伸入水箱內(nèi)至孔板以下，所述水箱后側設置有出風道口和放水閥，所述出風道口位于孔板上方，所述放水閥位于孔板下方。
[0007]所述氣體前室內(nèi)設置有注水管，所述注水管上端穿出氣室外殼，所述注水管上端設置有密封蓋，所述注水管下端伸入水箱內(nèi)至孔板以下。
[0008]所述低溫等離子體反應器上下兩側與氣室外殼之間設置有密封分隔條。
[0009]所述孔板上均勻設置有多個通孔。
[0010]所述出風道口包括出風道口外殼，所述出風道口外殼通過緊固件與水箱相連接，所述出風道口外殼后側開設有出風口，所述出風道口外殼內(nèi)設置有填充料。
[0011 ] 一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置的處理方法:
需要處理的室內(nèi)氣體通過進風口進入氣體前室，氣體前室與低溫等離子體反應器的進氣口相連通，需處理的氣體在低溫等離子體反應器內(nèi)得到處理后進入凈化氣室，風機的進風口與凈化氣室相連通，在風機增壓后，凈化壓力氣體通過風機出口接長管引入水箱中的水體內(nèi)，水箱中的水面線以下是水氣混合體，水箱中的水面線以上是逸出的凈化氣體，逸出的凈化氣體在壓力驅(qū)動下經(jīng)出風道口排出。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置及其處理方法，它能夠連續(xù)工作，主要是對室內(nèi)氣體特別是含有微小顆粒物PM2.5和有毒有害物質(zhì)的氣體進行處理，其處理效果好，安全可靠、運行成本低、使用方便，具有廣闊的市場需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置的結構示意圖。
[0014]圖2為圖1中出風道口的結構示意圖。
[0015]其中:
需要處理的室內(nèi)氣體I 進風口 2 密封蓋3 注水管4
低溫等離子體反應器5 氣室夕卜殼6 等離子體電源7 等離子體發(fā)生器8 等離子體傳送偶合件9 風機10 凈化氣室11 凈化輸出氣體12 出風道口 13 放水閥14 風機出口接長管15 孔板16 水氣混合體17 水箱18
水箱中的水面線19 逸出的凈化氣體20 壓力氣體流向21 氣體前室22 密封分隔條23 緊固件24 填充料25 出風道口外殼26 出風口 27。
【具體實施方式】
[0016]參見圖1、圖2，本發(fā)明一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置，它包括氣室外殼6，所述氣室外殼6下方設置有水箱18，所述水箱18內(nèi)水平設置有孔板16，所述孔板16位于水箱中的水面線19以下，所述氣室外殼6前側設置有進風口 2，所述氣室外殼6內(nèi)設置有低溫等離子體反應器5，所述低溫等離子體反應器5前側為氣體前室22，氣體前室22與低溫等離子體反應器5的進氣口相連通，所述低溫等離子體反應器5后側為凈化氣室11，所述低溫等離子體反應器5通過等離子傳動偶合件9與設置于氣室外殼6外的等離子體發(fā)生器8相連接，所述等離子體發(fā)生器8上連接有等離子體電源7，所述凈化氣室11內(nèi)設置有風機10，所述風機10的進風口與凈化氣室11相連通，所述風機10出口端連接有風機出口接長管15，所述風機出口接長管15伸入水箱18內(nèi)至孔板16以下，所述氣體前室22內(nèi)設置有注水管4，所述注水管4上端穿出氣室外殼6，所述注水管4上端設置有密封蓋3，所述注水管4下端伸入水箱18內(nèi)至孔板16以下，所述水箱18后側設置有出風道口 13和放水閥14，所述出風道口 13位于孔板16上方，所述放水閥14位于孔板16下方。
[0017]所述低溫等離子體反應器5上下兩側與氣室外殼6之間設置有密封分隔條23，以便將氣體前室22和凈化氣室11進行分隔，氣室外殼6同時也作為機箱,完成箱內(nèi)各部件的固定支架功能。
[0018]為了保證水箱18內(nèi)水氣混合的均勻度，所述孔板16上均勻設置有多個通孔。
[0019]所述出風道口 13包括出風道口外殼26，所述出風道口外殼26通過緊固件24與水箱18相連接，所述出風道口外殼26后側開設有出風口 27，所述出風道口外殼26內(nèi)設置有填充料25，該填充料25可將凈化后排放氣中的隨氣流壓力帶出的水汽凝結出水，并可進一步將輸出氣體中可能存在的剩余異味吸收掉，凝結水將回流至水箱18內(nèi)，凈化后的排放氣體12通過出風口 27輸送出去。
[0020]通過進水管4可定期補足水箱18內(nèi)的工作用水，工作一段時間后，含有沉淀物的溶水物的水體通過放水閥14排出，通過收集盆等工具收集后送入下水口進入生活污水處理系統(tǒng)進行處理。
[0021]所述低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置的處理方法如下:需要處理的室內(nèi)氣體I通過進風口 2進入氣體前室22，氣體前室22與低溫等離子體反應器5的進氣口相連通，需處理的氣體在低溫等離子體反應器5內(nèi)得到處理后進入凈化氣室11，風機10的進風口(負壓側)與凈化氣室11相連通，在風機10增壓后，凈化壓力氣體通過風機出口接長管15引入水箱18中的水體內(nèi)，壓力氣體流向21如圖1所示，水箱中的水面線19以下是水氣混合體17，水箱中的水面線19以上是逸出的凈化氣體20，逸出的凈化氣體20在壓力驅(qū)動下經(jīng)出風道口 13排出，上述流程完成了氣體凈化過程。
[0022]本發(fā)明的有益效果的機理是:利用低溫等離子體去除污染物的特出優(yōu)勢，在外加電場的作用下，將含有有害顆粒物的氣體在風機壓力的引導下，等離子體反應器內(nèi)的放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊氣體中的顆粒污染物分子，使其受到激發(fā)并發(fā)生電離和解離，然后便引發(fā)了一系列復雜的物理、化學反應，反應過程如下:
(1)電場激發(fā)電子一高能電子
(2)高能電子激發(fā)分子(或原子)一原子、基團、游離基團一活性基團
(3)活性基團+分子(或原子)一生成穩(wěn)定物+熱
(4)活性基團+活性基團一生成穩(wěn)定物+熱
在低溫等離子體環(huán)境下，氣體中復雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿影踩镔|(zhì)，從而使污染物得以降解去除。在具體實現(xiàn)的裝置上，控制反應條件使電離后產(chǎn)生的電子平均能量在IOev以上，可實現(xiàn)一般情況下難以實現(xiàn)或速度很慢的化學反應過程變得十分快速。
【權利要求】
1.一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置，其特征在于:它包括氣室外殼(6)，所述氣室外殼(6)下方設置有水箱(18)，所述水箱(18)內(nèi)水平設置有孔板(16)，所述孔板(16)位于水箱中的水面線(19)以下，所述氣室外殼(6)前側設置有進風口(2)，所述氣室外殼(6)內(nèi)設置有低溫等離子體反應器(5)，所述低溫等離子體反應器(5)前側為氣體前室(22)，氣體前室(22)與低溫等離子體反應器(5)的進氣口相連通，所述低溫等離子體反應器(5)后側為凈化氣室(11)，所述低溫等離子體反應器(5)通過等離子傳動偶合件(9)與設置于氣室外殼(6)外的等離子體發(fā)生器(8)相連接，所述等離子體發(fā)生器(8)上連接有等離子體電源(7)，所述凈化氣室(11)內(nèi)設置有風機(10)，所述風機(10)的進風口與凈化氣室(11)相連通，所述風機(10)出口端連接有風機出口接長管(15)，所述風機出口接長管(15)伸入水箱(18)內(nèi)至孔板(16)以下，所述水箱(18)后側設置有出風道口(13)和放水閥(14)，所述出風道口(13)位于孔板(16)上方，所述放水閥(14)位于孔板(16)下方。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置，其特征在于:所述氣體前室(22)內(nèi)設置有注水管(4)，所述注水管(4)上端穿出氣室外殼(6)，所述注水管(4)上端設置有密封蓋(3)，所述注水管(4)下端伸入水箱(18)內(nèi)至孔板(16)以下。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置，其特征在于:所述低溫等離子體反應器(5)上下兩側與氣室外殼(6)之間設置有密封分隔條(23)。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置，其特征在于:所述孔板(16)上均勻設置有多個通孔。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置，其特征在于:所述出風道口( 13 )包括出風道口外殼(26 )，所述出風道口外殼(26 )通過緊固件(24)與水箱(18)相連接，所述出風道口外殼(26)后側開設有出風口(27)，所述出風道口外殼(26)內(nèi)設置有填充料(25)。
6.一種權利要求1所述的低溫等離子體PM2.5凈化處理裝置的處理方法，其特征在于:需要處理的室內(nèi)氣體(I)通過進風口( 2)進入氣體前室(22)，氣體前室(22)與低溫等離子體反應器(5)的進氣口相連通，需處理的氣體在低溫等離子體反應器(5)內(nèi)得到處理后進入凈化氣室(11)，風機(10)的進風口與凈化氣室(11)相連通，在風機(10)增壓后，凈化壓力氣體通過風機出口接長管(15)引入水箱(18)中的水體內(nèi)，水箱中的水面線(19)以下是水氣混合體(17)，水箱中的水面線(19)以上是逸出的凈化氣體(20)，逸出的凈化氣體(20)在壓力驅(qū)動下經(jīng)出風道口( 13)排出。
【文檔編號】B01D50/00GK103736591SQ201410015762
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權日:2014年1月14日
【發(fā)明者】趙龍章, 李芳
申請人:南京工業(yè)大學