一種在液體中將氣體均勻分散為微氣泡的裝置的製作方法

2023-07-27 14:49:57

本實用新型涉及空氣淨化技術領域，具體是一種在液體中將氣體均勻分散為微氣泡的裝置。

背景技術：

大氣汙染是我國目前最突出的環境問題之一，粉塵汙染及化工廢氣是大氣汙染物的重要來源。粉塵汙染是由工業生產造成的固體小顆粒飛散在空氣中形成的大氣汙染，化工廢氣是指在化工生產中由化工廠排出的有毒有害的氣體。隨著我國城市建設及工業的高速發展，粉塵汙染及化工廢氣導致的空氣汙染問題日益凸顯。大量的工業粉塵及化工廢氣排入大氣，必然使大氣環境質量下降，給人體健康帶來嚴重危害，給國民經濟造成巨大損失。

近年來，我國因粉塵及化工廢氣導致的大氣汙染頻繁發生。2010年2月24日，河北省秦皇島市驪驊澱粉廠發生粉塵爆炸事故，事故導致20人死亡、49人受傷，直接經濟損失2千萬元。2012年1月，哈市東部地區化工廢氣汙染嚴重，天氣煙霧濃厚，嚴重影響市民出行和生活；2013年3月27日，河北臨城4家石灰粉廠粉塵汙染嚴重，工廠附近山丘、樹木都被白色粉末覆蓋，嚴重影響當地居民的生活。由此可見粉塵汙染或廢氣引發的大氣汙染嚴重影響人們的生活環境，影響了我國的經濟發展。因此，如何有效治理粉塵及廢氣汙染是亟待解決的問題。

溼法除塵技術是使粉塵或廢氣與液體(一般為水)密切接觸，將粉塵或廢氣從空氣中分離出來的技術。溼法降塵技術由於佔地面積小、操作簡單、能耗小的特點，在很多工業粉塵及廢氣治理領域具有較大的優勢，但是該技術存在水氣交換不充分導致含有粉塵的空氣或廢氣不能充分分散在水體中。因此，導致粉塵或廢氣與水或者水霧充分接觸，而導致粉塵或廢氣處理效率低的缺點，因此這些缺點限制了溼法降塵技術的發展及應用領域。

目前，關於將空氣分散入水中的方法有風機導入法、曝氣法(常規曝氣、微孔曝氣、微納米曝氣)、水霧噴灑法等。

在實用新型名稱為「霧霾空氣過濾清理機」的中國專利(申請號：201410103534.7)中，公布了一種霧霾空氣過濾清理機，該過濾機由風機不斷抽入導氣筒內的霧霾空氣，經過錐形分流器進入水中，通過水過濾後冒出，然後在氣壓的作用下經過過濾器的過濾有過濾器的出氣管排出水箱。由於該過濾機採用風機及分流器把氣體導入水中，因此在霧霾空氣在水中產生的氣泡較大，與水的混勻程度有限，去除效果有限。通過過濾器來過濾空氣所需的過濾材料要求較高，長時間過濾器容易堵塞，過濾器的清洗維護也要耗費一定的人力。

實用新型專利「高壓細水霧掘進機降塵裝置」(申請號2013100918733)公布了一種水霧降塵裝置，水霧降塵是使用噴嘴進行水霧噴灑從而產生粉塵沉降，這類水霧粉塵處理技術國內也有很多廠家有了成型產品。這些水霧降塵技術噴灑多採用普通的噴嘴，由於水壓較低，嚴重地影響噴霧降塵效果。也有採用超聲波霧化(專利申請號201210003416X)、泡沫降塵(專利申請號2012102489297、2013107288320)、預電荷噴霧(專利申請號2014206616722)等技術，從而提高塵粒與塵粒、霧粒與塵粒的凝聚效率以及霧化程度來提高粉塵的降塵效率，但由於這些霧化技術成本較高，操作較為複雜，因此在工程施工實際應用中極少採用。

在實用新型名稱為「用於分散水中氣泡的多孔板增氧裝置」的中國專利(申請號：201510429787.8)中，公布了一種利用多孔板上(孔徑均為0.5mm～3mm)切割打散曝氣裝置鼓入水中的氣泡的裝置，該裝置適用於水質淨化和水體增氧。由於多孔板上的孔徑是固定的，由於含有粉塵及廢氣的空氣中含有大量的顆粒物，採用多孔板裝置處理容易造成堵塞，影響粉塵及廢氣的處理效率。

在實用新型名稱為「一種高效的氣液反應裝置」(申請號：2016100601661)及「一種納米氣泡發生器及其應用」(申請號：2015107799310)的中國專利中，公布了利用微孔曝氣器及高速轉子葉輪結合微孔曝氣頭將氣體充分分散為微小氣泡的方法及裝置。微孔曝氣是利用微孔曝氣頭上的微小孔發生氣泡。由於粉塵汙染及廢氣的空氣中含有大量的顆粒物，利用微孔曝氣及微納米曝氣極易造成堵塞，增大了處理能耗，且微孔曝氣及微納米曝氣處理量有限。

由此可見，上述粉塵或廢氣淨化裝置或是用風機把空氣導入水中產生的氣泡較大，與水的混勻程度有限；或是向表面活性劑中通入比空氣輕的氣體增加人力物力，表面活性劑容易造成二次汙染；或是採用曝氣的方法(如微孔曝氣、微納米曝氣)等方法，過濾機過濾霧霾空氣，對過濾材料要求較高，長時間過濾器容易堵塞，過濾器的清洗維護也要耗費一定的人力。採用用曝氣的方法(如微孔曝氣、微納米曝氣)等方法，曝氣管容易產生堵塞，增大處理能耗。因此，開發一種處理簡單、處理方式不產生二次汙染、不產生堵塞，能在液體中充分將含粉塵的空氣或廢氣均勻分散為微氣泡，從而提高粉塵及廢氣與液體的接觸效率的粉塵或廢氣淨化方法是非常必要的。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種在液體中把氣體(粉塵汙染空氣或廢氣)均勻分散為微氣泡的裝置，本實用新型設計巧妙、裝置結構簡單、運行維護方便，可解決現有粉塵及廢氣處理技術存在的氣液交換不充分、容易堵塞、處理能耗大的問題。

一種在液體中將氣體均勻分散為微氣泡的裝置，包括容器、設於容器內腔底部的孔隙擋網，孔隙擋網與容器底壁之間形成氣體充入腔，容器中裝入有淨化溶液，孔隙擋網上方設有由多個圓形散粒體堆砌而成的散粒體堆層，底層和上層之間的圓形散粒體相互配合形成多個相同大小的間隙，散粒體堆層上方設有散粒體擋網，孔隙擋網和散粒體擋網的孔隙的直徑小於散粒體的直徑，容器中插入有進氣管道，進氣管道由上至下依次穿過散粒體擋網、散粒體堆層後與孔隙擋網相連，含有粉塵的空氣或廢氣通過進氣管道鼓入容器底部的氣體充入腔，然後向上方擴散，含有粉塵的空氣或廢氣經過散粒體堆層後被充分破碎為微氣泡分散至淨化溶液中進行淨化。

進一步的，圓形散粒體的直徑在2.5mm-10mm之間。

進一步的，圓形散粒體由耐酸耐腐蝕的材料製成。

進一步的，所述耐酸耐腐蝕的材料為玻璃或陶瓷。

進一步的，孔隙擋網和散粒體擋網為鋼絲網。

進一步的，所述淨化溶液為自來水或純水或酸、鹼液。

進一步的，所述進氣管道由衛生級聚氯乙烯樹脂為主要原料製成的PVC-M管道組成。

進一步的，孔隙擋網和散粒體擋網的四周固定在容器側壁。

進一步的，靠孔隙擋網底部一側設置多個孔隙擋板支柱，用於支撐孔隙擋網。

本實用新型利用散粒體堆層將粉塵汙染空氣或廢氣分散為微氣泡分散至液體中，粉塵及廢氣與淨化溶液中的淨化溶液充分劇烈混合，從而分離至淨化溶液中。由於散粒體堆層是由單個散粒體堆砌而成，因此不存在微孔板或微孔曝氣管存在的堵塞問題。本實用新型解決目前粉塵汙染空氣或廢氣溼法處理技術中採用的氣泡分散技術存在的氣泡較大、與水接觸不充分、容易堵塞及處理能耗大的問題，適用於工業企業、工程施工等各種場所產生的粉塵及廢氣治理，具有巨大的推廣應用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例的結構示意圖；

圖2是本實用新型在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例的俯視圖；

圖3是本實用新型在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例中孔隙擋網的俯視圖；

圖4是本實用新型在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例中散粒體堆層的堆砌結構示意圖。

圖中：1—進氣管道，2—淨化溶液，3—孔隙擋網，4—孔隙擋網支柱，5—散粒體擋網，6—圓形散粒體，7—散粒體堆層，8—容器。

具體實施方式

下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述。

請參考圖1及圖2，本實用新型在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例包括容器8、設於容器內腔底部的孔隙擋網3，容器8中裝入有淨化溶液2。所述孔隙擋網3類似於鋼絲網的結構，孔隙擋網3的四周固定在容器8側壁，靠孔隙擋網3底部一側設置多個孔隙擋板支柱4，用於支撐孔隙擋網3。孔隙擋網3可設在容器8底部上方約1/5處。

所述孔隙擋網3上方設有由多個圓形散粒體6堆砌而成的散粒體堆層7，散粒體堆層7具有多層結構(如圖4所示為四層)，底層和上層之間的圓形散粒體6相互配合形成多個相同大小的間隙。散粒體堆層7可根據需要堆放若干層，不同的堆放層數可產生不同直徑的均勻氣泡，產生不同的粉塵及廢氣淨化效果。

所述孔隙擋網3的孔隙大小可根據其上方堆放的散粒體6的粒徑進行設置，孔隙擋網3的孔隙的直徑小於散粒體6的直徑。單個圓形散粒體6的直徑可在2.5mm-10mm之間，不同粒徑的圓形散粒體6堆積而成的圓形散粒體堆層7可產生不同大小的孔隙，粉塵汙染空氣或廢氣經過大小不同的空隙後可產生不同直徑的均勻氣泡。散粒體堆層7可根據需要堆放若干層，不同的堆放層數可產生不同直徑的均勻氣泡，產生不同的粉塵及廢氣淨化效果。

單個圓形散粒體6由耐酸耐腐蝕的材料(例如玻璃、陶瓷)製成，可根據處理不同來源粉塵及廢氣的需要，設置玻璃、陶瓷等材質的圓形散粒體。含粉塵的空氣或廢氣經過圓形散粒體6組成的散粒體堆層7後被充分破碎為微氣泡分散至淨化溶液2中，使得空氣中的粉塵和廢氣充分和淨化溶液2接觸，淨化溶液2對粉塵及廢氣產生吸附或化學反應，從而使含有粉塵汙染空氣及廢氣達到充分的淨化。

散粒體堆層7上方一定距離處設有散粒體擋網5(如圖3所示)，散粒體擋網5類似於鋼絲網的結構，四周固定在盛有淨化溶液2容器的四壁，用於防止由於空氣壓力導致散粒體6在淨化溶液中四散，確保散粒體堆層7可有效持續的分散微氣泡。散粒體擋網5的空隙直徑小於散粒體6的直徑。

容器8中插入有進氣管道1，進氣管道1由上至下依次穿過散粒體擋網5、散粒體堆層7後與孔隙擋網3相連。

進入進氣管道1中的粉塵汙染空氣及廢氣可由葉輪高壓風機鼓入，由於粉塵汙染空氣及廢氣中含有某些毒害氣體(如含有酸鹼的氣體)會對進氣管道1造成一定的腐蝕，因此，進氣管道6可由衛生級聚氯乙烯樹脂為主要原料製成的PVC-M管道組成，具有較高的耐氣體衝擊及抗老化性強等優點。進氣管道1可設置在容器8的中央，為圓柱狀管或方形管道。進氣管道1與設置在容器8底部的孔隙擋網3相連，向淨化溶液2中持續不斷輸送粉塵汙染空氣或廢氣用於淨化。

淨化溶液2可根據處理粉汙染空氣或廢氣的實際需要配置水基及液基。水基為水溶液(自來水或純水)，用於淨化可溶於水中的粉塵顆粒或廢氣顆粒物；液基為各種酸鹼液及其他溶液，用於淨化含有酸、鹼、及毒害氣體的廢氣。淨化溶液2的處理容量可根據需要通過風機進行調節，粉塵汙染空氣或廢氣由容器8下方向上方擴散。

本實用新型構造新穎，風機把含有粉塵的空氣或廢氣通過進氣管道1鼓入容器8底部，容器8中設置有一定體積的淨化溶液2，粉塵汙染空氣或廢氣由容器8下方向上方擴散。含粉塵的空氣或廢氣經過散粒體堆層7後被充分破碎為微氣泡分散至液體中，使得空氣中的粉塵和廢氣充分和淨化溶液2中的液體接觸，使粉塵汙染空氣和廢氣中的粉塵顆粒洗入淨化溶液2中，同時廢氣中的氣相汙染物和淨化溶液2發生化學反應而得以淨化。

本實用新型設計巧妙、裝置結構簡單、運行維護方便，可解決現有粉塵及廢氣處理技術存在的氣液交換不充分、容易堵塞、處理能耗大的問題，適用於工業企業、工程施工等各種場所產生的粉塵及廢氣治理，具有巨大的推廣應用價值。