去除空氣中雜質的設備的製作方法
2023-11-30 19:01:11 2
專利名稱：去除空氣中雜質的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種去除空氣中雜質的設備，特別涉及一種具有水質控制功能的通過氣—液接觸去除空氣中雜質的設備，是控制用於吸收和去除空氣中的可溶性氣體的吸收液的PH值。
為了通過一種外部空氣供給裝置將外部空氣引入要求一定空氣清潔度的潔淨房間內，已經發明了通過氣—液接觸去除外部空氣中所含的可溶性氣體的設備，如日本專利申請公開平9-253442所公開的。
上述申請中公開的去除空氣中可溶性氣體的設備通過使吸收液吸收空氣中的可溶性氣體，並且使例如水或純水的吸收液有效地與含有可溶性氣體成分的空氣進行氣—液接觸來去除空氣中的可溶性氣體。
通道(例如，一個風道)內的噴射噴嘴噴射吸收液，需要處理的空氣通過通道，並且通過氣—液接觸溶解和吸收可溶性氣體成分。然後，回收其中已經溶解了可溶性氣體成分的吸收液，並且使該回收的吸收液在循環系統中循環，以便將其引入待處理的空氣所流動的通道中。
當吸收液連續去除可溶性氣體並在循環系統中循環時，由於吸收的氣體濃度的增加，循環系統中的吸收液質量下降。為了防止吸收液質量的下降，排出吸收液循環系統中的部分吸收液，並且提供相應量的補充水。
然而，當要處理的空氣中的可溶性氣體呈酸性時，即使所有吸收的氣體濃度不增加，吸收液循環系統中的吸收液也呈現酸性，結果，吸收液去除酸性氣體的速度就減小了。
為了克服這一問題，至今已經應用了一種雜質混合方法來控制吸收液循環系統中的吸收液的PH值。在這種雜質混合方法中，將一種酸性或鹼性PH調節溶液、或一種以預定量使酸性物質與鹼性物質進行摻混的PH緩衝溶液被引入吸收液中，以便在一個預定的範圍內調整吸收液的PH值。在這種情況下所用的化學溶液包括作為酸化學品的硫酸、鹽酸、硝酸和草酸，以及作為鹼溶液的含有胺化學品。
然而，在這種雜質混合方法中，所用的化學溶液的大部分蒸汽組分作為待去除的物質含在待處理的空氣中。結果，當吸收液蒸發時或當被轉移到處理設備的下遊側等情況時，這些化學品中的一部分可以在已經處理過的供給空氣中蒸發，由此增加了去除氣體成分的濃度。這樣，蒸發了的化學品會成為潛在的汙染物。
本發明克服了上述缺點，並由此提供了一種去除空氣中雜質的設備，該設備將吸收待處理空氣中的可溶性氣體的吸收液的PH值控制在一個預定的範圍內，而不增加已經處理過的供給空氣中的去除的氣體組分的濃度。
本發明提供一種去除空氣中雜質的設備，為了克服上述技術問題，該設備包括下述結構。即本發明的一個方面提供了一種去除空氣中雜質的設備，其中通過氣—液接觸方法吸收和去除待處理空氣中的可溶性氣體雜質，該設備包括一個用於將吸收溶液供入待處理空氣流動的通道中、在使吸收液和待處理空氣相互進行氣—液接觸的同時將待處理空氣中的可溶性氣體溶解在吸收液中和回收其中具有溶解的可溶性氣體的吸收液並將該回收的吸收液供回到通道中的吸收溶液循環系統；以及一個將吸收液的PH值控制在一定範圍內的選擇性離子控制器。
在本發明去除空氣中雜質的設備中，選擇性離子控制器檢測吸收溶液循環系統中吸收溶液的PH值，並且根據檢測的PH值選擇性地調整吸收溶液中的正離子或負離子來將吸收溶液的PH值控制在一個預定的範圍內。
在本發明去除空氣中雜質的設備中，選擇性離子控制器通過選擇性地去除吸收溶液循環系統中的吸收溶液的正離子或負離子來將吸收溶液的PH值控制在一個預定的範圍內。
本發明去除空氣中雜質的設備可以進一步包括一個向吸收溶液循環系統提供新的吸收液的吸收溶液補給系統，以及一個從吸收溶液循環系統中排出部分吸收溶液的吸收溶液排出系統。
在這種情況下，選擇性離子控制器從通過吸收溶液補給系統供入的新吸收液中去除正離子或負離子，並且將已經去除了離子的補給吸收液補充到吸收液循環系統中，因此，可將吸收液循環系統中吸收液的PH值控制在一個預定的範圍內。
在本發明去除空氣中雜質的設備的這種構造中，選擇性離子控制器是以電子分離/去除方法為基礎的，或者可以使用一種離子交換樹脂。純水或水可以用作吸收溶液。最好將吸收溶液循環系統中的吸收溶液的PH值設定在5.0-8.0的範圍內。
根據本發明去除空氣中雜質的設備，在吸收溶液循環系統中的吸收溶液在與空氣通道中的待處理空氣進行氣—液接觸的同時，空氣中的可溶性氣體組分被吸收溶液吸收去除。結果，吸收溶液循環系統中吸收溶液的PH值失去平衡，例如，當待處理空氣中的酸性氣體組分增加時，吸收溶液循環系統中吸收溶液呈現酸性。
為了克服上述缺點，在本發明去除空氣中雜質的設備中，通過例如一個PH傳感器或類似設備連續測量吸收溶液循環系統中吸收溶液的PH值，並且當PH值超出預定範圍時，該選擇性離子控制器控制吸收溶液中的離子濃度，因此又將吸收溶液的PH值帶回預定範圍內。
控制吸收溶液循環系統內吸收溶液循環中離子的濃度一般有兩種技術方法。(1)在其中一種技術中，選擇性離子控制器直接去除溶液循環系統內吸收溶液循環中過量的正離子或負離子，由此將PH值控制在預定的範圍內。(2)在另一種技術中，將補給吸收溶液供給在吸收溶液循環系統內循環的吸收溶液中，並且在補給時，選擇性離子控制器去除補給吸收溶液中的正離子或負離子，由此將吸收溶液循環系統內的吸收溶液的pH值控制在一個預定的範圍內。
在附圖中附
圖1是根據本發明第一實施方案的去除空氣中雜質設備的結構簡圖；附圖2是根據本發明第二實施方案的去除空氣中雜質設備的結構簡圖；附圖3是一個改進實施方案的部分結構簡圖，在該實施方案中對如圖1和2所示的每個去除空氣中雜質設備中的選擇性離子控制器的位置進行了改進；附圖4是根據本發明第三實施方案的去除空氣中雜質設備的結構簡圖；附圖5是根據本發明第四實施方案的去除空氣中雜質設備的結構簡圖；以及附圖6是一個改進實施方案的部分結構簡圖，在該實施方案中對如圖5所示的去除空氣中雜質設備中的選擇性離子控制器的位置進行了改進。
下面將參照附圖所示的實施方案詳細描述本發明去除空氣中雜質的設備。
第一實施方案附圖1簡要圖示了根據本發明第一實施方案的去除空氣中雜質的設備(下面簡稱「去除設備」)10的結構。一方面將該去除設備10應用到一個空氣清洗器中，以便通過從潔淨房間外的空氣中去除可溶性氣體來向潔淨房間供給空氣。
在該實施方案中，將通過例舉一種在風道中進行接觸的情況，即一個沿著管道插入的室11的情況，來描述吸收溶液與待處理的空氣之間的氣—液接觸。外部空氣，即待處理空氣，按箭頭12所指示的那樣從左到右流過室11。純水循環系統13(吸收溶液循環系統)的吸收溶液噴射部分被設置在室11中。系統13循環和供給純水，該純水作為吸收溶液。
該純水循環系統13包括管線13a和循環泵15。該管線13a的一端與設置在室11中的凹槽11a相連，而另一端形成許多噴嘴14。泵15將儲存在凹槽11a中的純水泵入管線13a，並將泵入的純水從噴嘴14噴入室11，所述的噴嘴作為室11中吸收溶液的噴射部分。
管線16a和17a連接到凹槽11a。管線16a形成純水補給系統(吸收溶液補給系統)16，以便提供高純度、新鮮的純水。管線17a形成純水的排出系統(吸收溶液排出系統)17，以便從凹槽11a中排出純水。一個排出泵18設置在純水排出系統17的管線17a上。該泵18連續地排出預定量的純水，相應地，新鮮的純水從水補給系統16中連續地供入。
從純水補給系統16中補給的純水是由一個溢流閥(未示出)來控制的，該閥設置在管線的一端並利用了浮球16b。經過控制，純水能夠以與排出量相等的速度供給。另外，在室11中，一個用於回收噴射霧的消霧器19設置在凹槽11a的下遊。
形成純水循環系統13的管線13a有一個連續測量經過管線13a循環的純水的PH值的PH傳感器20。一個選擇性離子控制器21位於管線13a上的PH傳感器20的下遊。
該選擇性離子控制器21使用如電子分離/去除方法或離子交換樹脂，去除純水中的正離子或負離子。該控制器21是已知的設備。這種控制器21的操作是由來自PH控制單元22的控制信號控制的。單元22根據PH傳感器20的輸出信號產生控制信號。
下面將描述去除設備10的操作。在室11中，純水連續地從噴射噴嘴14中噴出，並且這種噴射出的純水與室11中的外部循環空氣進行氣—液接觸，由此使外部空氣中所含的可溶性氣體溶解在純水中。同時，噴射出的純水達到位於下遊的消霧器19，這樣浸溼了消霧器19的表面，並再次吸收去除其中的可溶性氣體。
已經用這種方法吸收了可溶性氣體的純水被儲存在凹槽11a中，並且儲存的純水被再次經過純水循環系統13從噴射噴嘴14中噴出。即提供循環泵15使純水在純水循環系統13中連續循環。當純水連續循環時，在純水循環系統13中循環的純水中的可溶性氣體的濃度隨時間的延續而增加，同時，純水的水質趨於酸性或鹼性，從而失去了平衡。
當純水中可溶性氣體的濃度高於預定值時，純水的氣體吸收率降低。因此，儲存在凹槽11a中的純水通過排出泵18經純水排出系統17以一個預定的量被排出。相應地，從純水補給系統16向凹槽11a補給相同量的新鮮純水。結果，控制了純水中可溶性氣體的濃度，使其基本上在一個預定的範圍內。
另一方面，當純水的PH值呈現不平衡時，接收PH傳感器20輸出信號的PH控制單元22檢測這種不平衡後，傳送給選擇性離子控制器21一個校正這種不平衡的指令信號，即一個控制信號。根據這個控制信號，選擇性離子控制器21選擇性地去除純水中的正離子或負離子。
讓我們設定理想的純水PH值在5.5-7.5的範圍內。當待處理空氣中的酸性氣體組分增加，純水循環系統13中的純水呈酸性，而使PH值減小到5.5或更低時，接收到PH傳感器20輸出信號的PH值控制單元22控制選擇性離子控制器21的操作，因此，只選擇性地去除純水中的負離子，以便增加純水的PH值。當選擇性離子控制器21已經將純水循環系統13中的PH值修正到預定的範圍內時，PH控制單元22指示選擇性離子控制器21停止其操作。
結果是在整個操作過程中將純水循環系統13中純水的PH值控制在設定的範圍內。相應地，純水去除酸性氣體或鹼性氣體的速度可以是穩定的，並且沒有由於化學溶液蒸發而引起的要去除的氣體組分增加的這種缺點，當使用傳統的方法，例如雜質混合方法時，會存在上述缺點。
第二實施方案在上述根據第一實施方案的去除設備10中，通過設在管線16a端頭的浮球16b來有效地控制純水，因此在整個操作過程中，即使在純水補給系統16向凹槽11a補給純水時，也將預定量的純水儲存在室11內的凹槽11a中。
然而，在圖2所示的本發明第二實施方案的去除設備10中，通過在室11內純水儲存水平高度上設置形成純水排出系統17的管線17a上的排出孔端17b，能夠類似地將預定量的純水儲存在凹槽11a中。由此，不需要在純水補給系統16中的管線16a的端頭上設置浮球16b。
此外，在圖1所示的本發明第一實施方案的去除設備10中，純水通過安排在純水排出系統17中的排出泵18來強制排出。然而，如圖2所示，用一個設置在純水補給系統16中的管線16a上的供給泵23代替泵18，因此能夠在整個操作過程中以與從純水排出系統17中排出的純水相應的純水量向凹槽11a補給純水。
此外，在圖1和2所示的第一和第二實施方案的每一種去除設備10中，選擇性離子控制器21直接設置在形成純水循環系統13的管線13a上，以此選擇性地去除流過管線13a的全部純水中的離子。然而，如圖3所示，可以將一個旁通管13b設置在PH傳感器20的下遊，並且選擇性離子控制器21可以設置在旁通管13b上。這種結構能夠選擇性地從純水循環系統13內的部分純水循環中去除離子。
第三實施方案下面將描述本發明第三實施方案的去除空氣中雜質的設備。圖4簡要圖示了根據第三實施方案的去除空氣中雜質設備30的結構。在下述一些方面，去除空氣中雜質的設備30與第一實施方案的去除空氣中雜質的設備10不相同。
在根據第三實施方案的去除空氣中雜質的設備30中，選擇性離子控制器21不設置在純水循環系統13的管線13a上。而是將控制器21放在所設置的PH值復原管31上，以便使凹槽11a中的純水進入旁路並將純水直接返回到凹槽11a。其他方面，該設備30基本上與圖1所示的第一實施方案的去除設備10相同，並且下面將省略對附圖4中相同標記組件的描述。
根據這種結構的去除空氣中雜質的設備30，當純水循環系統13內循環的純水的PH值超出預定的範圍內時，PH值控制單元22根據PH值傳感器20的輸出信號檢測此值，然後，該單元22將一個操作控制信號傳送給選擇性離子控制器21，這樣，選擇性地去除儲存在凹槽11a內的純水中的正離子或負離子，並由此將PH值帶回到設定範圍內。
第四實施方案下面將描述根據本發明第四實施方案的去除空氣中雜質的設備。圖5簡要圖示了根據第四實施方案的去除空氣中雜質的設備40。在下述方面，該設備40與附圖1所示第一實施方案的去除空氣中雜質的設備10不相同。
在第四實施方案去除空氣中雜質的設備40中，選擇性離子控制器21不設置在吸收水循環系統13的管線13a上，而設置在水補給系統16的管線16a上。在其他方面，該設備40基本上與附圖1所示的第一實施方案的去除空氣中雜質的設備10相同，並且下面將省略對附圖5中相同標記所表示的部件的描述。
根據這種去除空氣中雜質的設備40的結構，當吸收水循環系統13中循環的水的PH值超出設定值時，PH控制單元22根據傳感器20的輸出信號檢測此值，然後該單元20將操作控制信號傳送給選擇性離子控制器21，這樣選擇性地去除經過水補給系統16的水流中的正離子或負離子。
例如，讓我們將理想的水PH值設定在6.0-7.5這個範圍內。當待處理空氣中的酸性氣體組分增加，水循環系統13中的水呈酸性，而使PH值下降到6.0或更低時，已經接收到PH傳感器20的輸出信號的PH值控制單元22發出指令並控制選擇性離子控制器21，這樣，只選擇性地去除補給水中的負離子。
結果，已去除負離子的補給水經過凹槽11a供給到水循環系統13中正在循環的酸性水中，因而將水的PH值帶回到設定範圍內。當PH值已經恢復到設定範圍內時，PH控制單元22指示選擇性離子控制器21停止其操作。結果，在整個操作過程中水循環系統13中水的PH值被控制在設定的範圍內，並且水去除酸性或鹼性氣體的速度可是穩定的。
應該注意，在第四實施方案的去除空氣中雜質的設備40中選擇性離子控制器21也直接設置在形成水補給系統16的管線16a上，由此選擇性地去除流過管線16a的全部水中的離子。然而，如附圖6所示，沿著管線16a設有一個旁通管16c，並且選擇性離子控制器21設置在該旁通管16c上，因此，能夠只從流過補給水系統16的部分水中選擇性地去除離子。
還應注意，本發明第一實施方案的去除空氣中雜質的設備使用純水作為吸收待處理空氣中所含可溶性氣體組分的吸收溶液。然而，本發明並不限制吸收溶液只是純水，能夠使用水或各種已知的吸收溶液。
此外，第四實施方案的去除空氣中雜質的設備使用水作為吸收待處理空氣中所含可溶性氣體組分的吸收溶液。然而，本發明不將吸收溶液限制為水，能夠應用各種已知的吸收溶液。
再者，在本發明去除空氣中雜質的設備中，最好將吸收溶液循環系統中吸收液的PH值設定在5.0-8.0的範圍內。另外，在本發明去除空氣中雜質的設備中，最好使用一種選擇性離子控制器，該控制器是以電子分離/去除方法和使用離子交換樹脂為基礎的，以開關閥來開關的，並且將它們以彼此並聯的方式設置在管線上。
如上所述，在本發明去除空氣種雜質的設備中，檢測吸收溶液循環系統中吸收液的PH值，並且根據檢測到的PH值選擇性地調整吸收液中的正離子或負離子，以便將PH值控制在預定的範圍內。結果，吸收液去除酸性或鹼性氣體的速度可是穩定的，不會產生由於傳統雜質混合方法中已觀察到的化學溶液的蒸發而形成的吸收溶液中雜質濃度增加或空氣中去除的氣體組分增加的問題。
權利要求
1.一種去除空氣中雜質的設備，該設備通過氣—液接觸的方法吸收和去除待處理空氣中的可溶性氣體雜質，該設備包括一個用於將吸收溶液供入待處理空氣流過的通道、在所述吸收溶液與待處理空氣相互進行氣—液接觸時將待處理空氣中的可溶性氣體溶解在所述吸收溶液中和回收已經溶解有可溶性氣體的吸收溶液並將該回收的吸收溶液供回通道的吸收溶液循環系統；以及用於將所述吸收溶液的PH值控制在一個預定範圍內的選擇性離子控制器。
2.如權利要求1所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述選擇性離子控制器檢測所述吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的PH值，並根據所檢測的PH值選擇性地調整所述吸收溶液中的或正離子或負離子，由此將所述吸收溶液的PH值控制在預定的範圍內。
3.如權利要求1所述去除空氣中雜質的設備，其中所述選擇性離子控制器檢測所述吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的PH值，並通過選擇性地去除吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的正離子或負離子將所述吸收溶液的PH值控制在預定的範圍內。
4.一種去除空氣中雜質的設備，該設備通過氣—液接觸方法吸收和去除待處理空氣中可溶性氣體雜質，該設備包括一個用於向待處理空氣流過的通道中供給吸收溶液、在所述吸收溶液與待處理空氣相互進行氣—液接觸時將待處理空氣中的可溶性氣體溶解到所述吸收溶液中和回收其中已溶解有可溶性氣體的所述吸收溶液並將該回收的吸收溶液供回到通道中的吸收溶液循環系統；用於向所述吸收溶液循環系統供給新的吸收溶液的吸收溶液補給系統，用於從所述吸收溶液循環系統中排出部分所述吸收溶液的吸收溶液排出系統；以及設置在所述吸收溶液補給系統上，將通過所述吸收溶液補給系統供入的新吸收溶液的PH值控制在一個預定的範圍內的選擇性離子控制器。
5.如權利要求4所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述選擇性離子控制器檢測所述吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的PH值，並且根據所檢測的所述吸收溶液循環系統的PH值選擇性地調整所述吸收溶液補給系統中所述吸收溶液的正離子或負離子，由此將所述吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的PH值控制在預定的範圍內。。
6.如權利要求4所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述選擇性離子控制器檢測所述吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的PH值，並根據檢測的所述吸收溶液循環系統的PH值選擇性地去除所述吸收溶液補給系統中所述吸收溶液的正離子或負離子，由此將所述吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的PH值控制在預定的範圍內。
7.如權利要求3或6所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述的選擇性離子控制器是以電子分離/去除方法為基礎的。
8.如權利要求3或6所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述的選擇性離子控制器使用一種離子交換樹脂。
9.如權利要求2、3、5或6所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述的吸收溶液是純水。
10.如權利要求9所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的PH值的範圍在5.0-8.0之間。
11.如權利要求2、3、5或6所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述的吸收溶液是水。
12.如權利要求11所述的去除空氣中雜質的設備，其中所述吸收溶液循環系統中所述吸收溶液的PH值的範圍在5.0-8.0之間。
全文摘要
本發明是指向得到一種去除空氣中雜質的設備,該設備在整個操作過程中通過吸收待處理空氣中的可溶性氣體組分,將吸收溶液的pH值調整到一個預定的範圍內,但不增加已經處理過的供給空氣中去除的氣體組分的濃度,以此控制吸收溶液的質量。該設備通過氣一液接觸的方法來去除待處理空氣中可溶性氣體雜質。該設備檢測吸收溶液循環系統(13)中吸收溶液的pH值,該吸收溶液循環系統將吸收溶液提供到待處理空氣流過的通道(11)中,通過使吸收溶液與待處理空氣進行接觸將待處理空氣中的可溶性氣體溶解到吸收溶液中,回收其中已經溶解有可溶性氣體的吸收溶液,然後將該回收的吸收溶液供回通道(11)中,並且選擇性離子控制器(21)直接或間接地根據檢測到的pH值選擇性地調整吸收溶液中的離子。
文檔編號B01D53/77GK1247768SQ9912181
公開日2000年3月22日 申請日期1999年9月7日 優先權日1998年9月7日
發明者稻葉仁 申請人:高砂熱學工業株式會社