[发明专利]一种基于突破逆温层的消减雾霾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及大气污染处理领域，具体是一种通过喷射高温压缩空气和红外辐射形成一定区域垂直方向的大气对流，并通过改变逆温层局部温度梯度，辅助已产生的大气对流上界向高空推进，最终生成纵向贯穿逆温层的气体垂直对流通道的方法，以达到使雾霾突破逆温层扩散，减少近地空气污染的效果。

背景技术

雾霾是雾与霾两种气象的组合词，由于二者都具有降低能见度的效果，且在一定条件下可相互转化，定义的边界限定不清晰，所以一般统称为雾霾。雾是近地面空气中的水汽凝结或凝华，形成大量微小水滴或冰晶悬浮组成的气溶胶系统。霾是空气中的灰尘、碳粒，气态的硫氧化物、氮氧化物经化学反应生成的硫酸盐、硝酸盐粒子，共同形成大量非水悬浮颗粒物组成的气溶胶系统。大气相对湿度饱和（＞95%）时判识为雾，相对湿度小于80%时判识为霾，相对湿度80%～95%时根据大气成分指标进一步判识。雾霾粒子种类众多，其中空气动力学等效直径≤2.5μm的粒子由于粒径小、表面积大、活性强，易附带有毒有害物质，随呼吸进入并沉积于人体气管与肺部，对人体健康造成巨大威胁。

在对流层低层中出现局部区域内大气温度随高度上升而升高的现象称为逆温现象，受逆温现象影响的具备一定垂直厚度的大气称为逆温层。直接接触地面或接近地面的逆温层环境会造成密度较大的冷空气沉积于地表，使逆温层顶下方的大气垂直对流降低，造成近地空气无法抬升，形成“锅盖”效应，使下方的悬浮颗粒物只能在逆温层顶和地面间反射聚集，无法向高空扩散，是形成雾霾的重要原因。雾霾严重的城区，逆温层顶高度可低至150m到300m，使雾霾粒子在近地区域大量压缩。同时，雾霾中的细粒子对阳光有极强的散射与吸收作用，大幅度减少地面接收的阳光辐射，会进一步增强逆温层的强度，造成恶性循环。

目前通过静电吸附，除尘袋过滤等处理雾霾的方法着眼于减少悬浮颗粒物排放，在烟道环境中已证明有效，但对已弥散在空旷环境的雾霾处理效果并不理想。建造高空排气管道翻越逆温层的方式工程周期长，高空管道不便于维护。大型微波轰击逆温层方式设备体积大，成本高。

发明内容

本发明在一定区域内逆转逆温层温度梯度以建立空气垂直对流，从而突破逆温层恢复大气扩散自净化。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于突破逆温层的消减雾霾的方法，在空旷环境下（楼宇间或操场），将近地区域带有雾霾的冷空气加热压缩并垂直向上强制持续喷射形成高温气柱，高温气柱形成并维持上冷下热的温度梯度的对流气柱；当对流气柱突破逆温层顶，形成有利于大气垂直对流的通道，通道区域的雾霾随上升气流扩散至逆温层顶上空；随着通道内的雾霾浓度下降，周围区域的雾霾向通道内扩散，周围区域的空气携带雾霾向通道聚集，形成雾霾向高空扩散的循环，实现一定区域内雾霾的消减。

本发明所述方法利用喷射高温压缩空气构建大气垂直对流通道，不需要建设实体高空排气管道，避免与城市建设产生冲突，同时针对逆温层顶高度200m左右导致的严重雾霾，构建大气垂直对流通道的效能进一步展现。在发生雾霾的城市，通过在操场、广场、绿地等较空旷地带或楼宇间合理布置一定数量的装置，可以实现逆温层环境下多处空气垂直对流，使雾霾穿过逆温层扩散至高空，减少近地层雾霾浓度，削弱逆温层强度，恢复大气对流自净化能力。

附图说明

图1为本发明所述方法和装置实现区域内雾霾消减的效果示意图。其中对流辐射区也为对流通道。

图2为本发明所述对流通道形成过程中通道内大气温度梯度示意图。

图中：1-出风口，2-红外聚光灯阵列， h1-逆温层顶高度，h2-升温层顶高度。

具体实施方式