一種氣體除塵裝置、方法及機動車排氣裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及空氣霧霾防治領域，具體地，涉及一種基于摩擦發(fā)電機的氣體除塵裝 置、方法及機動車排氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅猛發(fā)展，空氣污染日趨嚴重，尤其是工業(yè)廢氣、汽車尾氣的直 接排放造成了重度霧霾天氣頻頻出現(xiàn)。霧霾主要是由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物 粉塵造成的，它使得大氣渾濁、能見度惡化而影響出行安全，會導致人的呼吸道感染和心血 管疾病的發(fā)生，因而霧霾嚴重危及到人類的健康和生活。
[0003] 當前國家治理霧霾的方式主要以下幾類：減少工業(yè)廢氣和汽車尾氣的排放、提高 燃油和煤的質(zhì)量以及人工降雨等。政府也采取了一系列的舉措來響應霧霾的治理，如關(guān)閉 污染企業(yè)、淘汰不合格的機動車、限制機動車牌照、車輛單雙號限行、嚴格監(jiān)測燃油質(zhì)量、向 天空噴灑水霧等。這些治理的方法存在的問題就是治標不治本，成本大并且效果不明顯，大 量的企業(yè)關(guān)閉造成大面積人口失業(yè)并給國家經(jīng)濟增長造成了無法估量的損失。因此從根源 上做起，找準污染源對其進行吸收處理才是更可取的一條道路，但是目前對污染物吸收處 理還存在技術(shù)上的困難，成本非常高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種氣體除塵裝置、方法及機動車排氣裝置，用于解決空氣 中顆粒物的吸收和過濾的問題。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種氣體除塵裝置，包括：外殼；電極板；設置在 所述外殼上的進氣口和出氣口；以及填充在所述外殼與所述電極板形成的空間中的振動顆 粒；所述電極板的材料與所述振動顆粒的表面材料具有不同電負性，以使所述振動顆粒與 所述電極板通過相互接觸再分離的方式形成電場。
[0006] 優(yōu)選地，還包括設置在所述進氣口上的干燥裝置或冷凝裝置。
[0007] 優(yōu)選地，所述進氣口與所述外殼之間和/或所述外殼與所述出氣口之間，安裝有 網(wǎng)孔尺寸小于所述振動顆粒尺寸的濾網(wǎng)。
[0008] 優(yōu)選地，還包括設置在所述外殼與所述電極板形成的空間中的至少一個導氣板。
[0009] 優(yōu)選地，所述導氣板沿平行于氣體進入方向設置，且所述導氣板上設置有至少一 個導氣孔。
[0010] 優(yōu)選地，所述外殼由絕緣體材料制成。
[0011] 優(yōu)選地，所述外殼為可拆卸結(jié)構(gòu)。
[0012] 優(yōu)選地，所述外殼為除進氣口和出氣口外的封閉結(jié)構(gòu)，形成限制所述振動顆粒的 空間，且所述電極板設置在所述外殼的內(nèi)壁上。
[0013] 優(yōu)選地，所述外殼為非封閉結(jié)構(gòu)，所述電極板與所述外殼共同形成限制所述振動 顆粒的空間。
[0014] 優(yōu)選地，所述電極板的材料采用可導電的金屬材料、有機物材料或者氧化物材料， 所述振動顆粒的表面材料采用與所述電極板的材料呈不同電負性的絕緣材料或者半導體 材料。
[0015] 優(yōu)選地，所述絕緣材料為聚合物高分子材料。
[0016] 優(yōu)選地，所述振動顆粒為表面層包覆內(nèi)核的核殼結(jié)構(gòu)。
[0017] 優(yōu)選地，所述振動顆粒的形狀為球形、橢球形或多面體。
[0018] 優(yōu)選地，所述振動顆粒和/或所述電極板的表面設置有微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)用于增 加所述振動顆粒與所述電極板的有效接觸面積。
[0019] 優(yōu)選地，所述微結(jié)構(gòu)包括納米線、納米管、納米顆粒、納米棒、納米花、納米溝槽、微 米溝槽、納米錐、微米錐、納米球和微米球狀結(jié)構(gòu)中的任一者或者多者形成的陣列。
[0020] 優(yōu)選地，在所述振動顆粒表面引入易得電子官能團或修飾上陰離子，和/或在所 述電極板表面引入易失電子的官能團或修飾上陽離子。
[0021] 優(yōu)選地，所述振動顆粒的填充度為40%至200%。
[0022] 優(yōu)選地，所述振動顆粒的填充度為100 %至120%。
[0023] 優(yōu)選地，所述電極板的數(shù)量為一個。
[0024] 優(yōu)選地，設所述振動顆粒在與所述電極板分離時的最大距離為K、所述振動顆粒的 尺寸為L以及電極板面積為S，則的比值范圍在1:2:10至1:10:500之間。
[0025] 優(yōu)選地，所述電極板的數(shù)量為兩個。
[0026] 優(yōu)選地，所述兩個電極板相互平行，并沿水平方向上下分布，分別為上電極板和下 電極板。
[0027] 優(yōu)選地，所述兩個電極板面積相同。
[0028] 優(yōu)選地，所述兩個電板板相互平行且面積相等，設所述兩個電極板之間的距離為 H、所述振動顆粒的尺寸為L以及單個電極板面積為S，則H:L:&的比值范圍在1:2:10至 1:10:500 之間。
[0029] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種氣體除塵方法，應用上述任一所述的氣體除塵裝 置，包括：氣體通過進氣口進入外殼；氣體中的顆粒物在所述電場的作用下，吸附在電極板 表面和/或振動顆粒表面；以及氣流通過出氣口排出。
[0030] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種機動車排氣裝置，該機動車排氣裝置包括上述任一 所述的氣體除塵裝置，所述進氣口與所述機動車的排氣口相連。
[0031] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的氣體除塵裝置具有成本低、 無污染、吸附效率高及可循環(huán)使用等優(yōu)點，其安裝在車輛上，能夠?qū)⑵囄矚庵械腜M1. 0、 PM2. 5、PM5. 0及PM10. 0等造成霧霾的顆粒物進行有效的吸收和過濾。
[0032] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0033] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0034] 圖1是實施方式中氣體除塵裝置的橫截面示意圖；
[0035] 圖2是實施方式中氣體除塵裝置的正面示意圖；
[0036] 圖3是實施方式中氣體除塵裝置對某一汽車尾氣中各種顆粒物的吸附效率曲線 圖；
[0037] 圖4是實施方式中氣體除塵裝置對某一汽車尾氣中各種顆粒物的吸附效率與吸 附時間關(guān)系的曲線圖。
[0038] 附圖標記說明
[0039] 1、進氣口；2、出氣口；3、干燥（或冷凝）裝置；4、電極板；5、外殼；6、振動顆粒；7、 如濾網(wǎng)；8、后濾網(wǎng)；9、導氣板；10、導氣孔。
【具體實施方式】
[0040] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0041] 在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如"上、下"是指示圖中的方 向；"內(nèi)"指朝向相應結(jié)構(gòu)內(nèi)部，"外"指朝向相應結(jié)構(gòu)外部；填充度定義為振動顆粒密排后 形成的面積與電極板面積的比值X 100%，即振動顆粒在電極板表面鋪滿一層時的填充度 為 100%〇
[0042] 如圖1所示，本實施方式給出了一種氣體除塵裝置，包括：外殼5 ;電極板4 ;設置 在所述外殼5上的進氣口 1和出氣口 2 ;以及填充在所述外殼5與所述電極板4形成的空 間中的振動顆粒6 ;所述電極板4的材料與所述振動顆粒6的表面材料具有不同電負性，以 使所述振動顆粒6與所述電極板4通過相互接觸再分離的方式形成電場。
[0043] 本實施方式中的氣體，特別涉及汽車尾氣，相應的顆粒物主要包括汽車尾氣中的 PML 0、PM2. 5、PM5. 0及PM10. 0等造成霧霾的顆粒物，但不限制于這些顆粒物，其他引起空 氣霧霾的顆粒物也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0044] 本實施方式中，所述外殼、電極板及振動顆粒實質(zhì)上構(gòu)成一個振動型摩擦發(fā)電機， 其基本制造原理是：兩種具有不同電負性的材料互相接觸，可以在兩種材料的表面分別形 成相反的表面電荷，兩種材料互相分離時，表面電荷將被保留。振動顆粒能夠自由活動，在 任何頻率條件的振動的慣性作用下與兩個電極板相互碰撞與摩擦，振動顆粒上產(chǎn)生大量摩 擦靜電荷（負電荷）；金屬電極板與振動顆粒相互碰撞摩擦，產(chǎn)生等量的正電荷，使振動顆 粒與上下電極板直接形成較強的電場。
[0045] 所述電極板的數(shù)量優(yōu)選為兩個，本實施方式以圖1所示的結(jié)構(gòu)為例，包括兩個相 互平行的電極板，這兩個電極板沿水平方向上下分布，分別為上電極板和下電極板。兩個 電極板相對的表面均優(yōu)選為平板狀，面積不限，但優(yōu)選為面積相同。在本實施方式中，振動 顆粒可以在上電極板和下電極板之間移動，在振動能量比較大的情況下，全部或者部分振 動顆粒6可以在交替與