气体净化装置及方法、液膜形成方法

技术领域

本发明涉及气体净化领域，具体涉及液膜净化领域。

背景技术

目前对空气净化的技术主要有湿式的填料层过滤与净化、多孔筛板净化、喷淋或喷雾净化等方法，但这些液膜净化方法还都存在明显缺点：一是液膜网架上的微孔易阻塞，如用在燃煤炉窑上烟气净化的液膜网架，网架上的微孔一般直径只有1mm左右，而污染气体中的颗粒物大小不一、形状不一，在气体穿过液膜网架微孔过程中，微孔被尺寸较大的尘粒卡在微孔中，从而阻塞气流通道，且难于疏通，一般几个月就要更换液膜网架或填料层，每年更换数次，增加了投资成本，且还要停工影响生产。

二是目前的微孔液膜技术净化精度太低，一般的液膜净化使用的网架上的微孔约0.1～1mm，比一般的污染物颗粒大10～400倍以上。即使由单层液膜冲刷，过滤了部分大颗粒灰尘后还有大量小于100μm的颗粒物穿过单面液膜层和网孔被直接排放，例如PM10、PM2.5等颗粒物，因此脱除率无法达到国家制定要求。为解决该问题，所以目前煤电厂在网袋除尘后还要加装静电除尘，以进一步过滤污染物颗粒。

三是现有微孔液膜净化工艺和技术暂不适合应用于工业油烟、餐饮业油烟、生物质油烟等领域。由于油烟的粘度很大，只要油烟颗粒粘附在固体表面，极易造成网架微孔的堵塞，从而液膜无法实现对油烟颗粒的有效清除疏通。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种气体净化装置，能够有效提高气体的净化效果。

为实现上述目的的气体净化装置包括进气口，用于输入待净化气体；排气口，用于排出净化气体；外壳；还包括：可旋转的网架，设置在所述外壳内，位于所述进气口和所述排气口形成的气体传输路径中，至少部分所述网架设置成浸润在溶液池中，以使部分网架上的织物产生浸润现象，在旋至液面上方时液体凭借张力在所述网架上形成浸润液膜，所述浸润液膜用于净化气体。

在一个或多个实施例中，所述溶液池内的溶液包括杀菌、消毒物质，使所述浸润液膜具有杀菌、消毒功能。

本发明的另一个目的是提供另一种气体净化装置，包括进气口，用于输入待净化气体；排气口，用于排出净化气体；外壳；还包括网架，设置在所述外壳中，用于提供液膜着附面；低压喷头，设置在所述网架内部，用于释放低压喷雾至所述网架内表面以形成内层液膜；高低压两用喷头组，所述高低压两用喷头组在正常运行时释放低压喷雾，所述低压喷雾喷至所述网架外侧以形成外层液膜，所述高低压两用喷头组在网架堵塞时切换至高压射流液柱，所述高压射流液柱用于冲击所述网架，以使阻塞物脱落。

在一个或多个实施例中，所述网架包括旋转网架和位于旋转网架一侧的端头网架，所述网架设置成沿所述旋转网架的轴线为中心旋转。

在一个或多个实施例中，所述气体净化装置还包括溶液池，至少部分所述网架沉浸在所述溶液池中，所述溶液池包括溶油溶剂，所述网架旋转至所述溶液池时，所述溶油溶剂溶解位于网架上的油脂污物，实现所述网架的自动清洗。

在一个或多个实施例中，所述旋转网架的内部设置中间隔板，所述中间隔板将进入所述旋转网架内部的、位于中间隔板一侧的待净化气体通过位于所述网架上的双层液膜和微孔初步净化后折返至所述中间隔板的另一侧再次净化。

在一个或多个实施例中，所述旋转网架的表面设置成回折结构，以增加液膜着附面的面积，并降低气体流速。

本发明的另一个目的是提供一种用于形成毛细缝液膜的液膜形成方法，将多排毛绒经线并列设置以形成毛细缝，将至少部分所述毛绒经线浸入溶液中，所述溶液凭借毛细作用沿所述毛细缝上升，形成敞开式毛细缝液膜。

本发明的另一个目的是提供一种气体净化方法，用于净化油烟。将油烟气体经网架上的双层液膜和微孔过滤形成净化气体，并且使所述网架旋转至含有溶油溶剂的溶液池中，利用所述溶油溶剂溶解所述网架上的油污，并利用高低压两用喷头组释放高压射流液柱，以冲洗所述网架上的油污。

本发明的另一个目的是提供一种气体净化方法，用于杀菌。将部分旋转设置的网架浸润在溶液池中，所述溶液池包含杀菌消毒物质，利用部分所述网架上的织物产生浸润现象，在旋至液面上方时凭借液体张力形成浸润液膜，待净化气体穿过所述浸润液膜，并在所述浸润液膜的作用下消杀细菌、病毒后形成净化气体。

上述气体净化装置可以有效增加对普通烟气的除污和过滤效果，有效净化诸如烟气中的颗粒物、NO

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是毛细缝液膜的形成示意图；

图2A是网架局部结构示意图；

图2B是流淌液膜的局部结构侧视图；

图3A是气体净化装置的一个实施例的示意图；

图3B是沿图3A中A-A方向的剖面图；

图4A是气体净化装置的另一个实施例的示意图；

图4B是沿图4A中A-A方向的剖面图；

图5A是气体净化装置的再一个实施例的示意图；

图5B是沿图5A中A-A方向的剖面图；

图6是回折式旋转网架的侧视图。

附图标记说明

1 进气口

2 排气口

3 气体传输路径

4 网架

5 溶液池

6 外壳

7 中间隔板

8 低压喷头

9 高低压两用喷头组

21 待净化气体

22 净化气体

23 二次净化路径

39 液面

41 经线

42 纬线

43 微孔

44 浸润液膜

48 液膜附着面

401 毛绒经线

402 毛绒纬线

403 毛细缝

404 毛细缝液膜

441 外层液膜

442 内层液膜

45 旋转网架

46 端头网架

47 固定网架

70 驱动装置

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

图3A和图3B所示的气体净化装置用于杀菌消毒。该气体净化装置包括用于输入待净化气体21的进气口1、用于排出净化气体22的排气口2和外壳6，还包括旋转设置的网架4。可旋转设置的网架4设置在外壳6内，位于进气口1和排气口2连通并形成的气体传输路径3中，至少部分网架4设置成浸润在溶液池5中，以使该部分网架4上的织物产生浸润现象，在网架4旋转至液面39上方时液体凭借张力在网架4上形成浸润液膜，该浸润液膜能够净化气体。

网架4的局部示意图参照图2A理解，网架4由经线41和纬线42交织形成，经线41和纬线42编织形成许多个微孔43。经线41和纬线42优选具有毛绒结构的织物。当部分网架4浸入用于盛放溶液的溶液池5时，网架4的经线41和纬线42浸润饱和的溶液，液体的张力使溶液布满网架4，形成浸润液膜44。在浸入溶液的网架4旋转出溶液池5的液面39后，液体仍能凭借张力继续保持在微孔43中，也即张力作用使微孔43内存在浸润液膜44。

在液膜还未被气流吹干前，旋转的网架4又转动至溶液池5中，部分网架4的经线41和纬线42又被溶液浸润，溶液凭借张力以持续地生成液膜。因此，网架4上的浸润液膜44可保持持续不间断。

需要说明的是，待净化气体21的流动速率应不大于1.5m/s，以保证液膜能够持续从溶液池5中得到补充。

为增加净化效果，网架4可以多层叠加，此时待净化气体21穿过多层网架4，也即穿过多层浸润液膜44，经过多层液膜过滤后具有较佳的除污效果。

在一个实施例中，可旋转设置的网架4包括旋转网架45和位于旋转网架一侧的端头网架46，网架45能够沿旋转网架45的轴线为中心旋转，例如可以在外壳6的外侧设置驱动旋转网架45旋转的驱动装置70，以实现网架4的旋转设置。驱动装置70可以选择诸如包括电机和变速机构的部件，以实现网架4的旋转。

在该实施例的基础之上，溶液池5内的溶液包括杀菌消毒物质，使产生的浸润液膜44具有消杀细菌和病毒的功能，使得图3A和图3B所示的气体净化装置可以适用于空气净化与消杀细菌的场合，如应用在不能带口罩的食堂、幼儿园、老年活动室等场所。

包含杀菌消毒物质的浸润液膜44能够在待净化气体21穿越时，其中的有害化学物质与浸润液膜44内的杀菌消毒物质发生化学反应，从而实现对待净化气体21的除菌消毒效果。杀菌消毒物质可使用诸如包括次氯酸钠的消毒液或者其它氧化类物质的消毒液等，通过消毒物质与待净化气体21中的细菌、病毒等微生物发生反应，实现对待净化气体21的化学消毒。

结合图3A和图3B对浸润液膜气体净化装置的介绍，还可以理解到一种用于杀菌的气体净化方法。将旋转的网架4浸润在溶液池5中，溶液池5包含杀菌消毒物质，利用部分旋转的网架4上的织物产生浸润现象，在旋至液面39上方时凭借液体张力形成浸润液膜44，待净化气体21流入旋转的网架4后穿过浸润液膜44，并与具有杀菌消毒物质的液膜产生化学反应，从而有效消杀细菌、病毒，最终形成净化气体22，并沿排气口2排出。

该气体杀菌方法操作简单，只需要输入待净化气体，即可通过含有杀菌消毒物质的液膜实现净化，因此能有效消杀气体中的细菌、病毒和其它污染物。例如应用在人体呼吸仪器中，人呼出的空气为待净化气体，在使用上述方法进行对人呼出的气体进行杀菌消毒后，可以使公共场合中的空气更为安全，降低传染病的风险。

另一种气体净化装置参照图4A和图4B所示，目的是用于烟气的净化，同时也可以实现装置的自动清洁。

该气体净化装置包括用于输入待净化气体21的进气口1、用于排出净化气体22的排气口2、外壳6，还包括设置在外壳6中的网架4，网架4用于提供液膜着附面。需要注意的是，图4A和图4B中的网架4包括固定网架47和端头网架46，固定网架47不发生旋转。

低压喷头8设置在网架4内部，用于释放低压喷雾至网架4内表面以形成内层液膜442。

高低压两用喷头组9设置在网架4外侧，在正常运行时，高低压两用喷头组9释放低压喷雾，低压喷雾至网架4外侧后可以形成外层液膜441。因此，固定网架47的内外两侧分别与低压喷头8和高低压两用喷头组9配合，低压喷头8形成内层液膜442，高低压两用喷头组9形成外层液膜441，内层液膜442和外层液膜441均为敞开式持续流淌的挂壁液膜。

上述双层流淌式液膜参照图2B理解，位于网架4内外两侧的外层液膜441和内层液膜442由于喷头持续的喷洒，在网架4表面形成持续流淌的液膜，且由于网架4上经线41和纬线42的浸湿，微孔43内部凭借液体的张力也形成固定液膜，从而双层流淌液膜和微孔内的液膜能够共同过滤气体。待净化气体21先穿过流淌的内层液膜442，随后进入微孔43中，最后穿过外层液膜441，经上述液膜多次过滤后，形成净化气体22，并最终排出。

当网架堵塞时，高低压两用喷头组9切换至高压射流液柱，高压射流液柱冲击网架，将卡在网架微孔43中的灰粒冲向内层液膜442，让内层液膜442将灰尘颗粒流淌冲走，使堵塞在微孔43中的阻塞物脱落，起到对网架4的自动清洗和疏通功能。

高低压两用喷头组9可以由多个高低压两用喷头组成，也即一个喷头即为高低压两用喷头，可以根据情况实现压力的切换，高低压两用喷头组9包括多个上述两用喷头；也可以由包括高压喷头和低压喷头的喷头组合组成，也即分别由多个高压喷头和多个低压喷头形成喷洒阵列，在需要低压喷雾时打开低压喷头，在需要高压射流液柱时打开高压喷头。

本领域技术人员应当认识到，能够释放低压喷雾和高压射流液柱的喷头及其组合形式均可应用于本公开，而不超出本公开的范围。

低压喷头8和高低压两用喷头组9的设置方式及数量包括但不限于附图所示的实施例，本领域技术人员应当认识到，低压喷头8和高低压两用喷头组9的设置方式及数量根据现场的气体的净化流量和净化标准确定。

优选的，根据清洁需要，可设定清洗周期，以定时将高低压两用喷头组9的低压喷雾变为高压射流液柱，以定时冲洗网架4的外表面，将卡在网架微孔43中的灰粒冲走，从而完成自动清洗任务，解决了尘粒卡在微孔中阻塞气流通道且难于疏通的问题。

使用该装置进行气体净化的具体过程如下所述：待净化气体21由进气口1进入后，待净化气体21进入固定网架47内部，与内置的低压喷头8喷出的雾滴相遇并穿透固定网架47内侧的内层液膜442，穿过内层液膜442进入微孔43后又一次被固定网架47外侧的外侧液膜441洗刷，实现气体的净化。随后净化气体22通过排气口2排出至外界。

当网架4发生堵塞时，高低压两用喷头组9改为释放高压射流液柱，以冲洗网架4的外表面，从而将灰尘颗粒冲走。

通过设置高低压两用喷头组9，可以有效解决液膜除污装备中颗粒物堵塞的问题，不需要一年多次更换液膜网架或填料层，可以有效降低装置成本，且由于网架4受到高压射流液柱的冲洗，使得网架4上的微孔43始终顺畅，过滤效果始终保持在较佳的状态，因此使得装置能够有效除去颗粒物、NO

为进一步提高除污过滤效果，网架4的内部设置中间隔板7，中间隔板7将进入网架4内部的位于中间隔板7一侧的待净化气体21通过位于网架4上的双侧液膜和微孔初步净化后，折返至中间隔板7的另一侧再次净化。如图4A中的二次净化路径23所示，待净化气体21从网架4的前段经内层、外层和微孔内的液膜过滤后流入气体传输路径3中。由于排出净化气体22的排气口2与端头网架46连通，因此待净化气体21又流经网架4的后段，即位于中间隔板7的另一侧，并经过液膜的再次清洁，从而提高对待净化气体21的清洁效果。经二次清洁后的净化气体经过端头网架46，三次穿过挂壁流淌式液膜结构，最终净化气体21由排气口2排出。通过增设中间隔板7，可以增加待净化气体21的清洁次数，通过提高清洁次数，实现了气体的有效净化。

图4A和图4B所示的气体净化装置可应用于燃煤炉窑上烟气净化等场合，高过滤效率使得烟气脱除率能够达到国家制定要求，无需再加装静电除尘，从而提高净化效果的同时也可以降低成本。

另一种气体净化装置参照图5A和图5B所示，该装置适用于含油污的气体净化的场合。

网架4内外两侧分别与低压喷头8和高低压两用喷头组9配合，低压喷头8形成内层液膜442，高低压两用喷头组9形成外层液膜441，内层液膜442和外层液膜441均为流淌式挂壁液膜。该双层液膜的具体结构可参照图2B所示，这里不再赘述。

需要注意的是，在图5A和图5B中，网架4不再为固定结构，而是设置成旋转部件。在一个实施例中，网架4包括旋转网架45和位于旋转网架一侧的端头网架46，网架4能够沿旋转网架45的轴线为中心旋转，例如可以在外壳6的外侧设置驱动旋转网架45旋转的驱动装置70，以实现网架4的旋转设置。驱动装置70可以选择诸如包括电机和变速机构的部件，以实现网架4的旋转。

同时，该气体净化装置还包括溶液池5，至少部分网架4沉浸在溶液池5中，溶液池5包括溶油溶剂。网架4旋转至溶液池5时，溶油溶剂溶解位于网架4上的油脂污物，以实现网架4的自动清洗，特别是对于油烟的清洗。

由于油烟的粘度很大，容易粘附在固体表面，因此在使用高压射流液柱冲击旋转网架45的同时，使用溶油溶剂可增强对网架4的清洁效果，使乳状油污溶解，进一步避免微孔43堵塞。该装置特别适用于含有工业油烟、餐饮油烟和生物质烟尘等的气体净化场所。

为进一步提高气体的净化效果，旋转网架45的内部也可设置中间隔板7，中间隔板7将进入旋转网架45内部的位于中间隔板7一侧的待净化气体21通过位于旋转网架45上的双层液膜和微孔43内的液膜初步净化后，折返至中间隔板7的另一侧再次净化，从而提高气体净化效果。

结合上述图5A和图5B对气体净化装置的介绍，还可以理解到一种用于净化油烟的气体净化方法。将油烟气体引入进气口后，油烟气体经网架4上的液膜过滤后形成净化气体22。当网架4旋转至含有溶油溶剂的溶液池5中，溶油溶剂溶解网架4上的油污，同时高低压两用喷头组9释放高压射流液柱，高压射流液柱冲洗网架4上的油污。该方法除了通过的流淌式挂壁液膜净化气体之外，还实现对网架4的自动高压清洗，并且让网架4保持旋转，让粘附在网架微孔43中的油污等在溶油溶剂中溶解清洗，让网架4旋出溶液面39时清洁无油污，更能提高净化效果，该装置适用于工业油烟、餐饮业油烟、生活质烟尘炉上应用，使得排出的气体能够达到国家规定的餐饮业油烟排放标准。

在上述各实施例的基础之上，旋转网架45的表面优选设置成回折结构，以增加液膜着附面48的面积，并降低气体流速。参照图6所示，回折型的旋转网架45具有回折的褶皱，可以增加液膜着附面48的面积，并降低气体的流速，待净化气体21穿过多个液膜着附面48，经双层液膜和微孔过滤净化后，形成净化气体22流出。回折的褶皱可以有效提高除污效果。本领域技术人员应当理解，图6所示的回折型结构仅为示例，实际回折的数目及面积可根据具体净化场景选择，而不限于图6所示。

本公开还涉及一种液膜形成方法，用于形成一种毛细缝液膜，该毛细缝液膜形成于敞开式的空间内。参照图1理解，将多排毛绒经线401并列设置形成毛细缝403，将至少部分所述毛绒经线401浸入溶液池5中，所述溶液凭借毛细作用沿所述毛细缝403上升，形成敞开式毛细缝液膜404。毛细缝403的内径需要小于1mm，以实现对液体的虹吸作用，保证敞开式液膜的持续不断地形成。

在多排毛绒经线401中交织稀疏的毛绒纬线402，起到对毛绒经线401的固定作用。

毛绒径线401和毛绒纬线402具体指具有毛绒结构的线状物，毛绒结构有助于液体凭借张力在毛绒径线401和毛细纬线402上维持毛细缝液膜404的形成。

该液膜形成方法操作简单，当溶液池5还包括杀菌、消毒物质时，可用于空气净化或杀菌的场合。当气流流经毛细缝403中上升的敞开式毛细缝液膜404时，其中的颗粒物和受到拦截。在溶液池5加入杀菌物质后，毛细缝液膜404还可以将待净化气体21中的有害化学物质吸收，从而得到对气体进行杀菌。

需要说明的是，待净化气体21的流动速度需小于2m/s，方可实现充分杀菌。待净化气体21以较小流动速度运行，可以保证毛细缝液膜404始终受到溶液池5中的溶液的补充。此外，毛绒经线401的毛绒结构也可以增加储水量，避免液膜在净化过程中破裂，保证液膜不间断的持续形成。

上述敞开式毛细缝液膜可以通过叠加另一排或多排毛绒经线401的方式，以增加毛细缝液膜的形成数量。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。