气体内杂质的净化分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种气体内杂质的净化分离装置及方法，该装置包括主管道、物料储存罐、喷头、物料收集罐和过滤装置；主管道包括依次连通的进气段、杂质吸附段、物料收集段和排气段；物料储存罐底部通过进料管道与喷头进液端连通，喷头出液端与杂质吸附段的管壁连通，物料收集罐与杂质收集段连通，杂质收集段和排气段之间设有用于过滤气体的过滤装置。本发明专利技术利用热释电材料微粒作为载体在气流中起到本身的拦截作用的同时，利用热释电材料在温度和压力变化下产生静电场的性质对杂质进行主动吸附，并且利用表面液体层增强吸附功能，集合静电吸附和液体吸附的优点，对微粒及杂质进行收集，循环再利用，从而实现对杂质进行净化分离的目的。

【技术实现步骤摘要】
气体内杂质的净化分离装置及方法
本专利技术涉及气体净化领域，尤其是涉及一种气体内杂质的净化分离装置及方法。
技术介绍
空气净化技术分为工业废气净化技术和家用空气净化技术。目前在国际国内针对工业废气处理，有机废气处理的方法主要有物理法、化学法、生物法，包括吸附、直接燃烧、催化燃烧、化学氧化、生物滤池等处理手段，现阶段我国目前针对废气处理工艺主要有：隔离法、燃烧法、吸收法、冷凝法、等离子低温催化氧化法、静电吸附法等。例如，柴油尾气净化的主流技术为采用柴油颗粒过滤器(DieselParticulateFilter)进行过滤，具体是指将其安装在柴油车排气系统中,设置在排气管尾段,使用蜂窝式过滤,使用催化剂来再生燃烧沉积的碳粒,从而降低排气中颗粒物(PM)的装置，简称DPF。DPF能够有效地净化排气中70％——90％的颗粒，是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一，已在国际上实现了商品化。DPF安装在柴油机排气管上，排气通过时，PM被滤芯吸附过滤。但随着工作时间的增加，滤芯内部PM增加，导致排气背压升高，将影响柴油机的动力性和经济性。清除滤芯上的PM被称作DPF的再生。DPF面临的最大挑战就是再生问题。缺点：初次投入成本过高,其需要复杂的电控设备及稀有金属催化剂，导致其成本难以下降，使得柴油车的成本增加一至两万，我国进入该领域的研究时间较短，DPF成熟的技术大都掌握在国外的手中，同时由于DPF中PM重生所用稀有金属催化剂会被二氧化硫毒化,导致催化剂效率下降,使得DPF净化效率下降,而我的柴油现阶段硫含量过高,达到1000PPM，而国外的柴油中硫含量标准仅为50PPM。目前，家用空气净化的主流技术为过滤技术和静电集尘技术。在过滤技术中，根据功能的不同可以分为集尘滤网、去甲醛滤网、活性炭滤网以及HEPA滤网等。过滤技术的优势在于结构简单，通常是滤网+风机，缺点是滤网的寿命有限，当使用一定时间后，用户必须及时更换滤网，特别是HEPA滤网。例如在空气质量相对好的地区，用户更加愿意选择采用过滤技术的产品，但是在空气污染浓度较大的地区，滤网的实际使用寿命要短得多。静电集尘技术是利用高压静电吸附的原理，将空气中的污染物去除由于采用静电集尘技术的产品配备发电极和集尘网，集尘网可以通过水洗的方式清洁，所以采用这类技术的产品也被称为“无耗材”产品。采用静电技术的产品市场占比不高。静电集尘技术并没有大规模发展的根本原因在于对臭氧浓度的控制，当室内臭氧浓度达到一定比例时，将对人体健康带来危害。另外，最好的HEPA滤网的单次过滤效率可以达到99％，但是静电集尘技术单次只能达到70％，静电除尘是。例如在PM2.5浓度达到300的区域，HEPA过滤网一般要3个月更换一次，但是静电集尘技术产品的集尘网必须每周水洗一次，否则停留在上面的污染物会导致二次污染。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种气体内杂质的净化分离装置，包括主管道、物料储存罐、喷头、物料收集罐和过滤装置；所述主管道包括依次连通的进气段、杂质吸附段、物料收集段和排气段；所述物料储存罐底部通过进料管道与喷头进液端连通，所述喷头出液端与杂质吸附段的管壁连通，所述物料收集罐与杂质收集段连通，所述杂质收集段和排气段之间设置有用于过滤装置。进一步的，所述物料储存罐与喷头进液端连通的进料管道上设置有输送泵。进一步的，所述物料收集罐通过出液管道与物料储存罐连通，所述出液管道上设置有输送泵。进一步的，还包括温度调节器，所述温度调节器安装在杂质吸附段、物料储存罐或者进料管道上。进一步的，所述主管道的内壁上设有防护层。进一步的，还包括磁控装置，所述磁控装置安装物料混合段上。本专利技术还公开了一种利用上述的气体内杂质的净化分离装置进行杂质净化分离的方法，包括如下步骤：S1，向主管道内通入具有一定流速的携带杂质的气体，通过喷头向管道内喷入雾状的表面附着液体的热释电材料微粒，在管道内形成过滤幕，使气体的杂质在穿过过滤幕过程中充分与热释电材料微粒混合接触；S2，在过滤幕产生拦截过滤作用的同时，在主管道内相应的温度与压力变化下，热释电材料微粒产生热释电效应，其表面静电场对气体中的杂质进行主动吸附，同时微粒的表面层液体对杂质产生粘附作用；S3，通过过滤装置对吸附有杂质的热释电材料微粒进行过滤，使吸附有杂质的热释电材料微粒因重力掉落至物料收集罐内；S4，利用输送泵将物料收集罐内的吸附有杂质的热释电材料微粒输送至物料储存罐内，在物料储存罐内进行杂质分离后，对热释电材料微粒进行再循环利用。进一步的，利用主管道内杂质气体的温度变化或物料储存罐处安装温度调控装置，使热释电材料微粒在管道内产生温度变化，发生热释电效应，产生表面静电场。进一步的，所述热释电材料微粒包括但不限于电气石微粒、钛酸钡陶瓷微粒或以铁粉为核、电气石微粒为壳的复合微粒。本专利技术还公开了一种利用上述的气体内杂质的净化分离装置进行杂质净化分离的另一种方法，包括如下步骤：S1，向主管道内通入具有一定流速的携带杂质的气体，通过喷头向管道内喷入雾状的表面附着液体的磁性材料微粒，在管道内形成过滤幕，使气体的杂质在穿过过滤幕过程中充分与磁性材料微粒混合接触过滤，微粒的表面层液体对杂质产生粘附作用；S2，利用磁控制段的磁力作用，对混合气体中的磁性材料微粒的运动方向及位移进行控制，调整过滤微粒幕在管道内的排列密度和排列方向，使磁性材料微粒对杂质进行充分吸附，并富集于杂质收集段，通过过滤装置对吸附有杂质的磁性材料微粒进行再次过滤，使吸附有杂质的磁性材料微粒因重力或惯性作用掉落至物料收集罐内；S3，利用输送泵将物料收集罐内的吸附有杂质的磁性材料微粒输送至物料储存罐内，在物料储存罐内进行杂质分离后，对磁性材料微粒进行再循环利用。采用上述技术方案，本专利技术产生的技术效果有：1、拦截加主动吸附；在温度和压力变化下，热释电微粒产生静电场对杂质进行主动吸附，并结合液体吸附的优点，进行多种吸附；并且静电场的主动吸附作用,对亚微米以下的微粒产生突出的吸附作用。2、廉价，先期投资少；无需复杂电控装置，相对车辆净化领域的DPF技术的稀有金属催化剂，其不会产生硫中毒失效，且初始费用低于十分之一，相比静电捕集技术，其体积小、初始投资低、耗能及运营成本低。3、液体净化；得益于固液二态净化，本技术可以通过液体种类的选择，实现多种目的，如PM过滤、产生负离子、甲醛吸附，除硫除硝等。4、负离子净化；由于热释电材料本身的性质，在产生高强静电场的同时，电离空气中的水，产生有益健康的负离子，负离子的产生也可作用于空气的净化。5、节能节材；相比其他湿法净化，微粒液体将因为静电场的吸附作用而产生聚集，从而节约用料，其耗材的产生主要在于液体。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的气体内杂质的净化分离装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例二提供的气体内杂质的净化分离装置的结构示意图；图3为本专利技术物料储存罐的结构示意图；附图标记：1-主管道；2-物料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体内杂质的净化分离装置，其特征在于：包括主管道、物料储存罐、喷头、物料收集罐和过滤装置；所述主管道包括依次连通的进气段、杂质吸附段、物料收集段和排气段；所述物料储存罐底部通过进料管道与喷头进液端连通，所述喷头出液端与杂质吸附段的管壁连通，所述物料收集罐与杂质收集段连通，所述杂质收集段和排气段之间设置有用于过滤气体的过滤装置。

【技术特征摘要】
1.一种利用气体内杂质的净化分离装置进行杂质净化分离的方法，其特征在于，所述装置包括：主管道、物料储存罐、喷头、物料收集罐、过滤装置和温度调节器；所述主管道包括依次连通的进气段、杂质吸附段、物料收集段和排气段；所述物料储存罐底部通过进料管道与喷头进液端连通，所述喷头出液端与杂质吸附段的管壁连通，所述物料收集罐与物料收集段连通，所述物料收集段和排气段之间设置有用于过滤气体的过滤装置；所述物料储存罐与喷头进液端连通的进料管道上设置有输送泵；所述物料收集罐通过出液管道与物料储存罐连通，所述出液管道上设置有输送泵；所述温度调节器安装在杂质吸附段、物料储存罐或者进料管道上；所述主管道的内壁上设有防护层；所述方法包括如下步骤：S1，向主管道内通入具有一定流速的携带杂质的气体，通过喷头向管道内喷入雾状的表面附着液体的热释电材料微粒，在管道内形成过滤幕，使气体的杂质在穿过过滤幕过程中充分与热释电材料微粒混合接触；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，
申请(专利权)人：陈宇，
类型：发明
国别省市：天津;12