[发明专利]利用风水掺混机理的空气净化方法

说明书

本发明提出了一种利用多股汇聚喷水射流循环系统和同方向空气流动系统在混合管内的高速掺混机制用以捕集空气中漂浮杂质的空气净化方法，属于环保领域。

空气净化是采取适当的方法将空气中掺杂的飘浮杂质，如粉尘、微生物、油雾、漆雾、烟雾等捕集使之从空气中脱离从而恢复空气洁净度的处理过程。空气净化是环境保护的重要内容，与人们的生活和健康息息相关，在很多工业和科研领域中空气的净化程度也关系产品质量和科研生产的可靠性。所以空气净化技术的研究也倍受重视。

已有的空气净化技术种类很多，按照对飘浮杂质捕集方式的不同通常分为机械过滤，静电吸附，水浴洗涤和水雾喷淋净化等不同类别。各种捕集方式各有优缺点。

机械过滤技术有采用惯性分离原理的旋风分离器和迷宫分离室，也有采用介质阻挡过滤原理的布袋过滤除尘和滤芯净化等。机械过滤净化器优点是结构简单，安装方便所以应用面广，缺点是净化精度不高，不能净化细小颗粒和油雾等污染物。而且，净化精度与设备阻力成正比。为提高净化质量必须克服较大过滤机械和机械阻力，要求风机具有较高风压和较高功率。所以，机械过滤式空气净化器存在能耗高和净化效率低的问题。

静电吸附净化器相比机械过滤净化器阻力小，能耗小，处理量大，广泛用于大型锅炉燃烧废气的降尘，也用于油烟净化。但它有三个缺点，一是经过静电极板时的风速不能太高，否则影响净化效率，所以静电净化设备通常截面积和体积非常大；二是设备维护清理工作繁重。特别是油烟净化机的极板清理尤其困难；三是工作不稳定，极板一旦被污染物积累和覆盖，净化效率会明显下降；另外，静电净化技术用于油烟处理时要特别注意防火防爆。静电吸附净化器主要是存在日常维护清理的问题、平稳运行的问题和安全运行的问题

水浴洗涤净化器是将空气通入水中，亲水的空气杂质和固体杂质置换到水里。但水中气泡的体积阻碍了气液两相物质的接触，对不亲水杂质基本无效。只能作为高浓度含尘空气的初过滤。

水雾喷淋净化是将水喷成雾状降落，空气自下往上与降落的水滴相向运动。优点是净化精度高，对亲水杂质吸附效果好，通常用于化工流程中，如喷淋吸收塔等。缺点是相对速度不能高，设备庞大复杂难以应用于一般用途的空气净化。

以上几种净化器虽然捕集方式各有不同，但它们仍然有一个共同的性质(缺点)，就是空气的净化捕集方式都或多或少的对空气流动施加了阻力或者通过扩张体积限制了流速。这无疑与我们高效率净化空气的愿望相违背，

本发明的目的是提出一种利用多股汇聚喷水射流循环系统和同方向空气流动系统在混合管内的高速掺混机制捕集空气中漂浮杂质的空气净化方法。水射流方向和空气流动方向一致是它有别于其他已有技术空气净化器的一个重要特点。它表现为流体速度越快，传质传能反应强度越高，净化效果越好。这与我们追求高效高速处理的愿望相一致。

本发明所提出的空气净化方法对比已有技术的空气净化方法有以下几方面优点：

1)能耗小。由于气流速度与净化效率不矛盾，本发明的空气净化方法中空气流动系统通道畅通，甚至有水射流的同方向流动起到了进一步降低空气流动阻力的作用。本发明的能耗由于内部阻力很小，在同等空气处理量条件下，能耗值低于其他空气净化方法。

2)体积小。由于气流速度与净化效率不矛盾，净化装置内部空气流速高于其他已有的空气净化方法。本发明的装置，在空气处理量和净化效率相同时，体积明显减小。

3)捕集内容广泛，净化效率高。水是很好的捕集介质，除不溶于水的气体以外，漂浮在空气中的固体颗粒和液体颗粒，无论油性和水性分子集团也无论颗粒大小均能高效捕集。水中加入一定量的消毒剂，可消毒净化空气。

4)装置运行平稳。水介质对污染介质的涵纳能力高于其他介质，长时间使用不会增加空气阻力，系统参数始终稳定。

5)日常维护简便。定时换水是仅有的日常工作，水的处理参照其他污水的处理方法或依有关标准。

本发明所提出的空气净化方法中包括开环的空气运行系统和闭环的水循环运行系统。两个运行系统被安置在一个壳体容器当中，两相流动运行系统的同向掺混和分离是在混合管空间和壳体空间完成的。空气中漂浮的固体和液体颗粒以及部分可溶于水的化学气体杂质留在了水中，分离后的净化空气从出风口排向大气。水射流和空气流动在混合管内都是主动射流运动，不同于喷射器有主从射流之分，本发明的空气净化方法的核心部件混合管及两相流掺混机制是以净化空气为目的的专用设计。