氣溶膠去除方法及其裝置與流程

2023-06-14 11:01:41 1

本發明涉及環保領域，特別涉及一種氣溶膠去除方法及其裝置。

背景技術：

氣溶膠是由固體或液體小質點分散並懸浮在氣體介質中形成的膠體分散體系，又稱氣體分散體系。其分散相為固體或液體小質點，大小為5nm～100μm，分散介質為氣體。雲、霧、塵埃、未燃盡燃料產生的煙、氣體中的固體粉塵等都是氣溶膠，而目前大氣汙染主要成分正是氣溶膠。氣溶膠的詳細劃分與表述如圖1所示。

根據尺寸大小將氣溶膠顆粒物定義為如下幾類：核級：5nm～50nm，煙級：50nm～10μm，塵級：≥10μm。根據「呼吸沉積」理論可以得知，塵級顆粒物不能通過呼吸道進入體內，7μm～10μm顆粒物可進入咽喉，可深達肺泡沉積，並進入血液和淋巴循環，導致心、肺方面疾病，而室內2.5μm以下顆粒汙染物會導致新生兒產生致命疾病。

氣溶膠存在於大氣環境和室內空氣中，氣溶膠的危害已被人們逐漸認識。目前市場上出現的空氣淨化技術主要有：高效塵埃過濾器、光觸媒法、活性炭法、水淨化、靜電式淨化器等，這些技術或裝置只能去除粒徑2.5μm以上的氣溶膠，而對於分子級別以及粒徑2.5μm以下特別是粒徑1μm一下的對人體有巨大傷害作用的氣溶膠顆粒即核級以及煙級氣溶膠卻不能去除。

由於近來空氣品質持續下降，室內空氣品質相應降低。為改善人類室內居住環境，急需發明一種能夠除去核級與煙級氣溶膠的技術來確保室內空氣的清潔，保障人體健康。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來說，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是氣溶膠的詳細劃分圖；

圖2是本發明的旋轉磁勢磁鏡腔的內部結構示意圖，其中1：橫向線圈；2：矽鋼片；3：磁鏡線圈；

圖3是本發明的圖2旋轉磁勢磁鏡腔中橫向線圈1的接線圖；和

圖4是本發明的圖2旋轉磁勢磁鏡腔中磁鏡線圈3的接線圖。

技術實現要素：

一般氣溶膠的消除，主要靠大氣的降水、小粒子間的碰並(凝結或凝並)、凝聚、聚合和沉降過程。但是該過程比較緩慢，且僅在氣候比較合適時才能較快的實現；在天氣不合適時，例如逆溫，低氣壓等條件下，可能持續數天，所以經常出現霧霾天氣，且越來越頻繁。

顆粒物的碰並過程通常是自然的熱碰並，大小不等的顆粒物碰並後變得更大。一個100nm大小顆粒物，其10秒內的擴散半徑平均約23微米。如果每立方釐米有10萬個顆粒物，其90％(完成碰並後有一萬個顆粒物)時間高達35小時。

在一種實施方式中，本發明提供一種氣溶膠去除方法，所述氣溶膠通過電場與磁場，並被約束在場內，不斷與其他氣溶膠顆粒發生凝並或凝結，從而變大變重，最終沉降。

在一種實施方式中，所述電場或磁場是由直流電源和/或交流電源和/或脈衝電源和/或掃頻電源產生。

在一種實施方式中，所述磁場通過磁鏡裝置產生。

在一種實施方式中，所述磁鏡裝置包括一組相對的橫向線圈、一組相對的縱向磁鏡線圈和一組相對的矽鋼片，所述橫向線圈環形鑲嵌於矽鋼片形成的槽內並固定。

在一種實施方式中，所述橫向線圈是一個三相線圈，所述三相線圈一端的極性是相同三個線圈，而另一端的是合併的。

在一種實施方式中，所述橫向線圈按照交流電機定子的繞組排列方式排列。

在一種實施方式中，所述縱向磁鏡線圈由三相直接供電，其中一相反接。

絕大部分氣溶膠都是帶電的，而帶電粒子在磁場中，如果以垂直於磁力線方向運動，就會被凍結在磁力線上，並沿磁力線做螺旋運動。

對於具有梯度的磁場，會對粒子產生反射作用，這被稱為「磁鏡」，可以有效的約束帶電粒子，位於磁鏡的範圍內。在有電場和磁場同時存在的條件下，力的方向會垂直於電場和磁場。使得粒子做漂移運動。於是，帶電粒子會在規定範圍內做宏觀運動，增強了凝並與凝結機會，並且不斷長大，直到重量增加到超過拉莫半徑所需質量，才會逃離磁鏡。

氣溶膠在磁場中的運動是複雜的，較大顆粒的氣溶膠服從宏觀氣體運動規律，運動速度與氣體流速相同；但對於直徑小於100nm的氣溶膠，則基本服從分子動力學運動規律，即碰撞佔主導優勢，其運動軌跡是布朗擴散。因此構造了下述「旋轉磁勢磁鏡腔」。

標準磁鏡裝置是有壘球線圈構成的，廣泛應用於高溫等離子體裝置。但其構造複雜，造價高昂。不適合環保領域應用。本發明直接採用交流電通電線圈，無需特殊電源裝置，其造價與交流電機在等量級。

具體實施方式

為了使本領域技術領域人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。所述比例僅為說明，出於各種產品的性能差異，不能理解為精確地比例限制。因此使用的比例是用來說明並非限制本發明。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都應當屬於本申請保護的範圍。

圖2為旋轉磁勢磁鏡腔的內部結構示意圖，它包括橫向線圈1、矽鋼片2和磁鏡線圈3。含有帶電氣溶膠粒子的空氣通過磁鏡線圈3的一側進入到腔體，進入腔體的帶電氣溶膠粒子會受到來自上下方向上以及左右兩側的磁場力作用，在不斷變化的磁場作用下，帶電氣溶膠粒子所受合力的大小和方向均不斷變化，導致這些帶電氣溶膠粒子的運動方向及速度在不斷改變，從而大大增加了帶電氣溶膠粒子之間碰並的兒率，通過碰並結合在一起的粒子就形成一個較大的氣溶膠粒子，最後，這些氣溶膠粒子通過磁鏡線圈的另一側流出。

圖3為圖2旋轉磁勢磁鏡腔中橫向線圈1的接線圖，橫向線圈是一個三相線圈，圖中1-1、1-2和1-3分別代表一個線圈，其中，這三線圈一端的極性是相同的，而三個線圈的另一端是合併的。線圈按照交流電機定子的繞組排列方式，環形鑲嵌於矽鋼片形成的槽內，並固定。接上三相交流電後即形成一個旋轉磁場。在一個實例中，採用4極結構，交流電50Hz，就是每秒50周，每分鐘50*60＝3000周。4極電機就是兩對電極，每分鐘3000周，就相當於每分鐘轉3000/2＝1500轉，於是磁場旋轉速度為1500r/min。

圖4為圖2旋轉磁勢磁鏡腔中磁鏡線圈3的接線圖，圖中3-1、3-2和3-3分別代表一個線圈，接入三相交流電後，產生穩定的軸向磁鏡場。由於直接接入三相交流電，無需直流電源，造價極其低廉。應該看到，其中任意一相的同名端反置後，形成的三相交流電流之和不為零，而是兩倍的相電流。

應該理解到披露的本發明不僅僅限於描述的特定的方法、方案和物質，因為這些均可變化。還應理解這裡所用的術語僅僅是為了描述特定的實施方式方案的目的，而不是意欲限制本發明的範圍，本發明的範圍僅受限於所附的權利要求。

本領域的技術人員還將認識到，或者能夠確認使用不超過常規實驗，在本文中所述的本發明的具體的實施方案的許多等價物。這些等價物也包含在所附的權利要求中。