一种适用于低温环境的细颗粒物净化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于低温环境的细颗粒物净化系统及方法，该净化系统包括细颗粒物检测仪、处理器、气液两相流云雾喷嘴、供水装置和供气装置；所述细颗粒物检测仪的输出端与处理器的输入端电信号连接，用于采集环境中的细颗粒物浓度信息，生成细颗粒物浓度信号，并将所述细颗粒物浓度信号传送至处理器；所述供水装置的出水端和供气装置的出气端分别于所述气液两相流云雾喷嘴的进水口和进气口相连通；所述处理器的输出端分别与供水装置和供气装置电信号连接，处理器根据接收的细颗粒物浓度信号控制供水装置和供气装置分别向气液两相流云雾喷嘴内供水和供气。该净化系统适用于在低温环境下去除细颗粒物、净化效果好。

A kind of fine particulate matter purification system and method suitable for low temperature environment

The invention discloses a system and a purification method suitable for low temperature environment of the fine particles, the system comprises fine particle detector, processor, gas-liquid two-phase flow nozzle, cloud water supply device and a gas supply device; the output end of the fine particle detector and processor input electrical signal connection for fine the particle concentration in the environment of information acquisition, formation of fine particulate matter concentration signal, and the fine particle concentration signals transmitted to the processor; the water inlet and outlet inlet outlet and the gas supply device for water supply device respectively in the gas-liquid two-phase flow in nozzle is communicated with the cloud; the output end of the processor. The water supply device is respectively connected with the gas supply device and electrical signal processor according to the fine particle concentration signal receiving device and control the water supply device to gas-liquid two-phase cloud The water supply and gas supply in the spray nozzle. The purification system is suitable for the fine particles in the low temperature environment, and the purification effect is good.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于低温环境的细颗粒物净化系统及方法
本专利技术涉及大气污染治理
，具体涉及一种适用于低温环境的细颗粒物净化系统及方法。
技术介绍
近年来，随着全球工业化进程的不断扩大，产生了大量的工业废气、废物，对环境造成了极大污染。随着我国经济转型的大力推进，环境治理特别是大气污染治理已经上升到国家战略层面，要求分区施测改善大气环境治理。对大气环境造成的污染物种类繁多，其中细颗粒物粉尘是危害最大的污染物之一。细颗粒物具有粒径小，沉降速度慢，停留时间长，化学活性、吸附能力强等特点，是造成大气能见度降低，雾、霾等天气的重要成因。细颗粒物污染治理问题是全社会广泛重视和关注的问题。细颗粒物治理的传统方法有：袋式除尘、静电除尘、洒水除尘等。湿式除尘与其它除尘方法相比，由于自身结构简单、沉降效果好、总造价低而应用广泛。但传统湿式除尘装置的主要缺点是：液滴低温结冰，在对低温环境的细颗粒物进行净化处理时，液滴凝结为固体冰粒，冰粒直接落下，导致其与细颗粒物的碰撞概率降低，凝并率低下，不能有效去除细颗粒物，传统的湿式除尘装置难以适用于低温环境。因此，开发一种可在低温条件使用、工艺简单、净化效果好的去除细颗粒物的系统尤为重要。
技术实现思路
针对以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，本专利技术的目的在于，提供一种适用于在低温环境下去除细颗粒物、净化效果好的细颗粒物净化系统及方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种适用于低温环境的细颗粒物净化系统，包括细颗粒物检测仪、处理器、气液两相流云雾喷嘴、供水装置和供气装置；所述细颗粒物检测仪的输出端与处理器的输入端电信号连接，用于采集环境中的细颗粒物浓度信息；若环境中的细颗粒物浓度未超过规定值，间隔一段时间再重新采集环境中的细颗粒物浓度信息；若环境中的细颗粒物浓度超过规定值，生成细颗粒物浓度信号，并将所述细颗粒物浓度信号传送至处理器；所述供水装置的出水端和供气装置的出气端分别与所述气液两相流云雾喷嘴的进水口和进气口相连通；所述处理器的输出端分别与供水装置和供气装置电信号连接，处理器根据所述细颗粒物浓度信号通过光耦器件控制开启供水装置和供气装置，分别向气液两相流云雾喷嘴内供水和供气；所述气液两相流云雾喷嘴用于向环境中喷射细小液滴，高速含能气流在气液两相流云雾喷嘴内将水流打碎成细小液滴，从气液两相流云雾喷嘴喷出；细小液滴捕捉环境中的细颗粒物，细颗粒物迅速增重并在重力作用下沉降，即实现对环境中细颗粒物的净化。作为优选的方案，所述供水装置的供水压力为0.1MPa～0.3MPa，供水流量为2kg/h～5kg/h；作为优选的方案，所述供气装置的供气压力为0.1MPa～0.3MPa，供气流量为30L/min～40L/min。作为优选的方案，细小液滴的平均粒径在10μm以下。作为优选，细颗粒物检测仪采用直读式测尘仪，处理器采用通用型单片机。作为优选的方案，所述供水装置包括水箱，所述水箱短连接水泵，所述水泵与处理器的输出端电信号连接，水泵的输出端通过供水管路与所述气液两相流云雾喷嘴的进水口相连通。进一步优选，该供水管路为防爆尼龙管，其管径为6mm～9.52mm。作为优选的方案，所述供气装置包括储气罐，所述储气罐通过供气管路与所述气液两相流云雾喷嘴的进气口相连通，所述储气罐的输入端连接一空压机，所述空压机与处理器的输出端电信号连接。进一步优选，该供气管路为防爆尼龙管，其管径为6mm～9.52mm。作为优选的方案，所述气液两相流云雾喷嘴包括一气水混合腔，所述进水口和进气口均与所述气水混合腔相连通，气水混合腔上设有细液滴喷射腔。作为优选的方案，所述进水口和进气口之间安装一支线通气管路，所述支线通气管路的一端与进气口相连通，另一端与进水口相连通，支线通气管路上安装一单向止回阀，所述单向止回阀的输入端与进气口相连通，单向止回阀的输出端与进水口相连通。通过在气液两相流云雾喷嘴的进水口和进气口之间安装支线通气管路，在该支线通气管路上安装单向止回阀，该单向止回阀允许气流从进气口经支线通气管路通向进水口，而不允许水流从进水口经支线通气管路通向进气口。在气液两相流云雾喷嘴喷雾前，支线通气管路通入气流将云雾喷嘴进水端管路中残留的液体压回水箱，防止残留液体低温结冰堵塞进水端管路。作为优选的方案，所述处理器的输出端连接至一光耦器件的输入端，所述光耦器件的输出端分别与供水装置和供气装置电信号连接。通过设置光耦器件可起到电气隔离的作用，提高信噪比、提高处理器工作的可靠性。进一步优选，该支线通气管路呈倒“U”型，为防爆尼龙管，其管径同样为6mm～9.52mm。作为一个总的技术构思，本专利技术另一方面提供了一种细颗粒物净化方法，该净化方法采用上述的净化系统对环境中的细颗粒物进行净化，具体包括以下步骤：S1、细颗粒物检测仪采集环境的细颗粒物浓度信息，若细颗粒物浓度未超过设定值，间隔一定时间重新采集环境的细颗粒物浓度信息，若细颗粒物浓度超过设定值，生成细颗粒物浓度信号，并将所述细颗粒物浓度信号传送至处理器；S2、处理器接收细颗粒物浓度信号，并根据所述细颗粒物浓度信号通过光耦器件控制供水装置和供气装置分别向气液两相流云雾喷嘴内供水和供气；S3、高速含能气流在气液两相流云雾喷嘴内将水流打碎成细小液滴，从气液两相流云雾喷嘴喷出；S4、细小液滴捕捉环境中的细颗粒物，细颗粒物迅速增重并在重力作用下沉降，即实现对环境中细颗粒物的净化。进一步优选的方案为，步骤S1中，细颗粒物检测仪采集环境的细颗粒物浓度信息，当环境的细颗粒物浓度未超过工业卫生标准规定值时，30min后细颗粒物检测仪再次检测环境的细颗粒物浓度；当环境的细颗粒物浓度超过工业卫生标准规定值时，生成细颗粒物浓度信号，并将细颗粒物浓度信号传送至处理器。作为进一步优选，所述工业卫生标准规定值参考GBZ2-2002《工作场所有害因素职业接触限值》。作为优选的方案，所述步骤S2中，供水装置的供水压力为0.1MPa～0.3MPa，供水流量为2kg/h～5kg/h。作为优选的方案，所述步骤S2中，供气装置的供气压力为0.1MPa～0.3MPa，供气流量为30L/min～40L/min。作为优选的方案，所述步骤S3中，细小液滴的平均粒径在10μm以下。作为优选的方案，所述步骤S2中，供气装置的供气启动时间比供水装置的供水启动时间提前30s～120s。本专利技术的净化系统及净化方法适用于对环境温度为-25℃～0℃的细颗粒物进行净化；所净化的细颗粒物包括但不限于粉煤灰、硫酸钙、二氧化硅、石墨、碳酸钙、氯化钠、二次颗粒物中的一种或多种。其中，粉煤灰可以是煤燃烧后的烟气中捕集下来的颗粒物，含有SiO2、Al2O3、CaO、MgO中的至少一种。所净化的细颗粒物的等效粒径可以在10μm以下。细小液滴与细颗粒物的作用时间为5min～15min。传统的湿式喷雾法在低温条件去除细颗粒物时，由于液滴遇冷凝结成固体大冰粒直接落下，与细颗粒物碰撞概率降低，凝并率低下，导致去除率不佳。本专利技术首次采用两相流气液内混式喷雾方式；通过高速含能气流在气液两相流云雾喷嘴内将水流打碎，产生大量粒径在10微米以下的细小液滴；细小液滴从气液两相流云雾喷嘴喷出进入环境中，快速增大环境湿度，这些细小液滴满足液滴过冷存在的条件；低温时，过冷液滴能够以液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于低温环境的细颗粒物净化系统，其特征在于，包括细颗粒物检测仪(1)、处理器(2)、气液两相流云雾喷嘴(3)、供水装置(4)和供气装置(5)；所述细颗粒物检测仪(1)的输出端与处理器(2)的输入端电信号连接，用于采集环境中的细颗粒物浓度信息；若环境中的细颗粒物浓度未超过规定值，间隔一段时间再重新采集环境中的细颗粒物浓度信息；若环境中的细颗粒物浓度超过规定值，生成细颗粒物浓度信号，并将所述细颗粒物浓度信号传送至处理器(2)；所述供水装置(4)的出水端和供气装置(5)的出气端分别与所述气液两相流云雾喷嘴(3)的进水口(31)和进气口(32)相连通；所述处理器(2)的输出端分别与供水装置(4)和供气装置(5)电信号连接，处理器(2)根据所述细颗粒物浓度信号控制供水装置(4)和供气装置(5)分别向气液两相流云雾喷嘴(3)内供水和供气；所述气液两相流云雾喷嘴(3)用于向环境中喷射细小液滴。

【技术特征摘要】
1.一种适用于低温环境的细颗粒物净化系统，其特征在于，包括细颗粒物检测仪(1)、处理器(2)、气液两相流云雾喷嘴(3)、供水装置(4)和供气装置(5)；所述细颗粒物检测仪(1)的输出端与处理器(2)的输入端电信号连接，用于采集环境中的细颗粒物浓度信息；若环境中的细颗粒物浓度未超过规定值，间隔一段时间再重新采集环境中的细颗粒物浓度信息；若环境中的细颗粒物浓度超过规定值，生成细颗粒物浓度信号，并将所述细颗粒物浓度信号传送至处理器(2)；所述供水装置(4)的出水端和供气装置(5)的出气端分别与所述气液两相流云雾喷嘴(3)的进水口(31)和进气口(32)相连通；所述处理器(2)的输出端分别与供水装置(4)和供气装置(5)电信号连接，处理器(2)根据所述细颗粒物浓度信号控制供水装置(4)和供气装置(5)分别向气液两相流云雾喷嘴(3)内供水和供气；所述气液两相流云雾喷嘴(3)用于向环境中喷射细小液滴。2.根据权利要求1所述的适用于低温环境的细颗粒物净化系统，其特征在于，所述供水装置(4)的供水压力为0.1MPa～0.3MPa，供水流量为2kg/h～5kg/h；所述供气装置(5)的供气压力为0.1MPa～0.3MPa，供气流量为30L/min～40L/min；所述细小液滴的平均粒径在10μm以下。3.根据权利要求1所述的适用于低温环境的细颗粒物净化系统，其特征在于，所述供水装置(4)包括水箱(41)，所述水箱(41)连接一水泵(42)，所述水泵(42)与处理器(2)的输出端电信号连接，水泵(42)的输出端通过供水管路与所述气液两相流云雾喷嘴(3)的进水口(31)相连通；所述供气装置(5)包括储气罐(51)，所述储气罐(51)通过供气管路与所述气液两相流云雾喷嘴(3)的进气口(32)相连通，所述储气罐(51)的输入端连接一空压机(52)，所述空压机(52)与处理器(2)的输出端电信号连接。4.根据权利要求1所述的适用于低温环境的细颗粒物净化系统，其特征在于，所述气液两相流云雾喷嘴(3)包括一气水混合腔(33)，所述进水口(31)和进气口(32)均与所述气水混合腔(33)相连通，气水混合腔(33)上设有细液滴喷射腔(34)。5.根据权利要求1所述的适用于低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳晓平，张志强，齐福刚，赵镍，祝文军，李珺煜，丁秋杰，王冰，刘应都，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43