一种水合物法空气净化装置及方法

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体是一种水合物法空气净化装置及方法。

背景技术

大气是人类赖以生存和发展的必不可少的环境要素之一。然而人口的增多，人类活动频繁，空气污染的程度越来越严重，根据大气污染物和存在状态，其治理技术可分为两大类：颗粒污染物和气态污染物控制；空气污染是当前世界最主要的环境问题之一，对人类健康、工农业生产、动植物生长、社会财产和全球环境等都会造成很大的伤害。目前城市空气质量的日益恶化以及全球性污染的出现使大气污染呈现了范围大，危害严重，持续恶化等特点。因此，从整体出发，统一规划并综合运用各种手段和措施治理，有效地控制大气污染已经成为刻不容缓的事实。

天然气水合物作为一种新型的清洁能源，在极地永久冻土、海洋沉积层和海陆接壤处都赋藏丰富。在同等条件下，相同体积的天然气水合物的碳含量远远高于其它化石能源的碳含量，因此天然气水合物作为一种未来可替代化石能源的新型清洁能源而被世界各国所关注。水合物的生成主要包括成核和生长两个过程。成核是指当溶液处于过冷状态或过饱和状态时，形成达到临界尺寸的稳定水合物核的过程，当晶核达到某一临界尺寸后，进入水合物的稳定生长阶段。水合物的生成条件较为严格，这也是工业应用的难点。在水合物的生成实验中，需要花费一定的时间降温，从而达到水合物生成的条件，这也意味着需要耗费能量来降温。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水合物法空气净化装置及方法，用于解决传统的水合物的生成降温时间长及耗费能量的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种水合物法空气净化装置，包括电磁场组件、滤网、拉瓦尔喷管和反应组件；

所述滤网设置在电磁场组件与拉瓦尔喷管之间，所述滤网安装在拉瓦尔喷管的端部；

所述反应组件连通设置在拉瓦尔喷管的出风端。

优选地，还包括进风组件，所述电磁场组件设置在进风组件的出风侧，所述电磁场组件产生的电磁场覆盖进风组件输入的空气，所述进风组件安装在过滤仓的一端。

优选地，在所述电磁场组件产生的电磁场中设置缓冲格栅，气体在缓冲格栅的行程大于电磁场长度。

优选地，在所述电磁场组件和滤网之间设置喷淋器，所述喷淋器在滤网的上侧，所述喷淋器的喷淋角度沿滤网表面向下。

优选地，所述滤网的目数为300～400目，材质为不锈钢。

优选地，所述电磁场组件包括阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板用于产生电磁场；

在所述滤网的进风侧设置尘斗，尘斗在阴极板和阳极板的下方。

优选地，所述拉瓦尔喷管的马赫数为1.0～3.5。

优选地，所述反应组件上设置有分解组件，分解组件内设置有加热组件，所述加热组件通过太阳能板供热。

优选地，在所述分解组件上设置排气通道和排水管，所述喷淋器与分解组件通过排水管连通。

一种水合物法空气净化方法，包括以下步骤：

空气通入处于电磁场中的缓冲格栅，延长气体在电磁场中的行程及电磁场的净化时间；

经过初步净化的气体穿过雾化水气和水滴覆盖的滤网，再次净化除尘；

经滤网过滤后的气体经拉瓦尔喷管加速、降温进入反应组件内，气体中的水与CO

优选地，还包括以下步骤：

反应组件内生成的CO

分解产生的水通过排水管送至喷淋器循环利用；分解产生的CO

本发明的有益效果：

1、本发明通过拉瓦尔喷管将通入的气体加速、降温，摆脱了传统的制冷设备能源消耗及降温速度慢的问题，节约能源，同时加速CO

2、本发明通过电磁场作用初步对空气进行净化，穿过电磁场的空气中，粗大的尘粒由滤网及滤网上附着的水滴去除，细小的尘粒由水雾捕集，达到对不同粒径污染物的净化目的，净化效果好；

3、本发明净化方法中加入水合物法和拉瓦尔喷管这两大要素，提供了空气净化的新思路；生成组件生成的CO

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明净化装置结构示意图；

图2为本发明实施例中缓冲格栅内气体流向示意图。

图中：1、进风组件；2、电源；3、阴极板；4、阳极板；5、喷淋器；6、滤网；7、排水管；8、拉瓦尔喷管；9、排气通道；10、分解组件；11、反应组件；12、送风组件；13、加热组件；14、尘斗。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为净化装置结构示意图。如图1所示，一种水合物法空气净化装置，包括过滤仓、进风组件1、电磁场组件、拉瓦尔喷管8、分解组件10、反应组件11、送风组件12和加热组件13。

进风组件1安装在过滤仓内，且处于过滤仓的一端，用于将外界空气送入净化装置内，电磁场组件安装在过滤仓内，且从进风组件1吹入的空气经过电磁场组件产生的电磁场。

需说明的是，为保证进风组件1吹入的空气均经过电磁场，可在电磁场组件和进风组件1之间设置通道使二者连通，用于空气定向流通。

需说明的是，电磁场组件也可以通过嵌式安装在过滤仓的内壁上，形成上下、左右或倾斜的电磁场，保证吹入的空气在过滤仓内流通均经过电磁场即可，因此，在未做出创造性的各种变化和改进的方案，也均落入要求保护的本发明保护范围。

电磁场组件包括阴极板3、阳极板4和电源2，电源2用于给阴极板3和阳极板4供电，通电运行阴极板3和阳极板4之间产生电磁场，通过电磁场去除不同种类的污染物，使污染物颗粒荷电沉积。

为方便清扫处理，可在阴极板3和阳极板4上设置自动清扫装置，用于电磁场组件的阴极板3和阳极板4在非工作状态时进行表面清理，提高后续沉积的效率；也可以在非工作状态下进行人力进行清理。

在电磁场组件中的阴极板3与阳极板4之间设置缓冲格栅，缓冲格栅可以安装在过滤仓内壁，也可以安装在阴极板3和阳极板4上，需保证通入的空气均进入缓冲格栅，用于延长气体在电磁场中的行程，提高电磁场的作用时间，使气体得到充分净化。

缓冲格栅可以是阵列分布的上阻隔板a和下阻隔板b组成，如图2所示，上阻隔板a与下阻隔板b相间分布在电磁场中，在保证空气正常流通的状态下，上阻隔板a与下阻隔板b的长度较长为宜，充分增加空气在上阻隔板a与下阻隔板b之间流通的行程，从而增大电磁场的作用时间，提高污染物颗粒荷电沉积的时间，进而实现更好的沉积效果。上阻隔板a与下阻隔板b垂直于阴极板3和阳极板4设置，保证污染物颗粒中的正负离子可以顺利在阴极板3和阳极板4上沉淀。从进风组件1进入的空气均经过上阻隔板a和下阻隔板b形成的通道。

在电磁场的出风侧设置喷淋器5和滤网6，喷淋器5在电磁场组件和滤网6之间，喷淋器5可以安装在过滤仓内壁上，也可以安装在滤网6的固定架上。

喷淋器5用于向滤网6喷射水雾，水滴在滤网6向下淋冲，布满整个滤网6，水滴和喷淋产生的水雾同时净化通过电磁场处理后的气体，粗大的尘粒由水滴和滤网6同时去除，细小的尘粒由水雾捕集。滤网6的目数为300～400目，其材质为金属和塑料中的一种，优先采用不锈钢材质，可反复清洗使用，高透风性，且具有超长的使用寿命。

在滤网6的进风侧设置尘斗14，尘斗14在阴极板3和阳极板4的下方，用于收集没被捕集的灰尘和电磁场组件沉积的污染物颗粒，阴极板3和阳极板4在竖直方向投影在尘斗14内，便于灰尘及污染物颗粒收集，保持净化仓内清洁。

拉瓦尔喷管8安装在滤网6的出风侧，且经过滤网6过滤后的的空气均进入拉瓦尔喷管8内，拉瓦尔喷管8采用不锈钢材质，设计的马赫数为1.0～3.5。

气体穿过滤网6后，进入拉瓦尔喷管8(其前半部由大变小向中间收缩至一个窄喉，窄喉之后又由小变大向外扩张)，经过拉瓦尔喷管8的气体温度迅速冷却，使气流温度低于5℃，形成低温气体。

在拉瓦尔喷管8的出风侧连通设置反应组件11，冷却后的气体通入反应组件11中，气体中的水与CO

分解组件10安装在反应组件11的上侧，也可以安装在其下侧。当分解组件10安装在反应组件11的上侧时，可通过输送组件(螺旋输送机、传输带或其他可输送的设备)将CO

分解组件10内设置有加热组件13，加热组件13通过太阳能板将太阳能转化为热能，用于给分解组件10内部的CO

在分解组件10上设置排气通道9和排水管7，排水管7的一端与分解组件10连通，另一端与喷淋器5连通，排水管7用于将分解组件10内的分解水输送到喷淋器5中循环利用。分解组件10内CO

需说明的是，CO

送风组件12连通设置在反应组件11上，用于将反应组件11内未参与反应的气体送出、收集、进入下一道工序或排出室外。

水合物法空气净化方法，包括以下步骤：

空气从进风组件1进入，经过通道通入电磁场组件和缓冲格栅中，电源2同时给阴极板3和阳极板4通电，产生电磁场，去除空气中的悬浮粒子，初步净化后的气体通过滤网6，此时喷淋器5向滤网6喷淋，使滤网6附着水滴，去除一些较大灰尘，同时产生的水雾可去除较小粉尘，尘斗14用来收集此过程中落下的灰尘和电磁组件荷电沉积的颗粒污染物；

然后气体进入拉瓦尔喷管8，温度随之急剧下降，降至5℃左右，气体快速降温并进入反应组件11中，温度降低后，空气中的CO

生成的CO

反应组件11内未参与反应的气体通过送风组件12排放到室外，达到空气净化的目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。