[发明专利]用射流和红外谐振分解废气的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及废气处理领域，尤其是涉及一种用射流和红外谐振分解废气的装置及方法。 

背景技术

目前，工业废气、汽车废气等对全球环境的污染日益严重，节能降排成为当今时代保护环境的重要课题，也是人类社会得以持续发展的重要保障。对于废气处理问题，国内外常用的是热催化方法、光催化方法，21世纪初又开创了微生物降解的方法、超声强化高效氧化降解的方法等。但是，这些方法所能处理的污染物的量远小于污染物的排放量或产生量，其处理污染物的速度也远小于污染物产生的速度，其处理成本也很高。因此，仍有待研究和开发废气处理量更大、处理效率更高、处理成本更低的新装置和新方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用射流和红外谐振分解废气的装置，该装置的设计原理新颖，对废气的分解速度快，处理效率更高，处理量更大，应用成本更低。 

本发明所述的用射流和红外谐振分解废气的装置，包括：进气口，加压至P≥0.5Mpa和加温至T≥500℃的废气通过该进气口流入；金属腔，用于接收经进气口进入的废气；排气口，供处理后的废气流出；以及至少一条回流循环气管，其一端设置在所述金属腔与所述排气口之间，另一端连接到所述金属腔上设有的气孔；其中，所述的进气口内装有射流管，该射流管插入所述的金属腔内；所述的金属腔内装有接收腔，接收经所述射流管喷射进入的废气并产生负压效应；所述的排气口内装有消声器，以阻挡废气从排气口过快排出并起消声作用；所述金属腔的材质具有能与腔内废气分子固有频谱ωo匹配谐振的热辐射红外波谱ω。 

本发明还提供了一种用射流和红外谐振分解废气的方法。 

本发明所述的一种用射流和红外谐振分解废气的方法，包括以下步骤： 

A.将待处理的废气加压至P≥0.5Mpa，并加热至T≥500℃； 

B.将上述废气从进气口通过射流管进入一金属腔，产生负压效应，金属腔壁受到废气的热激发而辐射红外波，所述金属腔的材质具有能与腔内废气分子固有频谱ωo匹配谐振的热辐射红外波谱ω； 

C.上述废气流向排气口时，在消声器处受阻，在射流负压引导下进入回流循环气管，通过该管回流到所述金属腔，与喷射进入所述金属腔的废气射流撞击而形成紊流，该紊流冲击受激谐振的废气分子使其单向分解。 

本发明所述的用射流和红外谐振分解废气的装置及方法，是基于以下原理来设计的： 

第一是射流负压效应，本装置利用流体喷射原理在金属腔内获得真空，在该装置中，有不同压力的两股流体；压力较高的一股称为工作流体，它以很高的速度从喷嘴射出进入喷射器的接收腔，并在接收腔把压力较低的流体介质吸走，被吸走的流体叫做引射流体，这两股流体相互混合，伴随着能量交换，以形成一股具有新的压力的混合流体。 

第二是红外辐射激发和红外谐振分解废气分子的原理，它决定了红外谐振腔设计、工作流体和引射流体的循环作用，金属腔壁材质固有频率ω和废气分子固有频率ω0的匹配共振，使振动能超过分子束缚键能，从而实现废气分子的分解，在循环冲击中增大了分解的概率，降低了气体分子分解后复合的可能性。 

因此，本发明利用废气自身所形成的射流，不但产生负压，而且引发气流循环，该高温射流还引发红外辐射，是红外谐振之源。具体而言，将具有一定压力和温度(例如P≥0.5Mpa和T≥500℃)的废气，或将废气加压至P≥0.5Mpa及加温至T≥500℃，然后通过射流装置喷射进金属腔内产生负压效应，腔壁受500℃以上的热激发，辐射红外波，设计腔材热辐射红外波谱ω与腔内废气分子固有频谱ωo匹配，便可以实现谐振激发状态，受激废气在腔内负压推动下形成循环回流，又与入射的射流碰撞，出现紊流循环冲击，破坏激发态松驰结合的分子键能，把废气分子分解且不可能逆向复合，从而大量分解废气，变成无害的气体或者单质排出。 

因此，本发明所述的用射流和红外谐振分解废气的装置及方法，对于废气的分解速度快，处理效率更高，处理量更大，应用成本更低。 

本发明所述的装置及方法可用于分解工业废气，例如安装在工业锅炉的废气出口，也可用于分解汽车尾气，例如安装在汽车尾气出口，还可以单独用于废气的集中处理。 

附图说明

图1为本发明所述的用射流和红外谐振分解废气的装置的示意图，图中箭头所示为废气流动的方向。 

具体实施方式