專利名稱：水溶液吸附凈化空氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種凈化空氣的技術(shù)，具體涉及一種水溶液吸附凈化空氣的方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，環(huán)境空氣中的有機(jī)污染、微生物污染、微粒污染和惡臭氣體物質(zhì)污染已經(jīng)成為直接影響人們的健康和生命安全的重大問題。城市中機(jī)動(dòng)車尾氣、煙 排煙和建材與涂料中含有的甲醛、苯系物等有機(jī)物釋放已成為大氣污染中的關(guān)鍵部分和人類一大“殺手”。SARS的暴發(fā)流行和高致病性流感病毒蔓延引起了全球的恐慌和學(xué)術(shù)界的高度重視。每年全球有數(shù)十萬人死于空氣污染，研究已顯示空氣污染會(huì)引發(fā)癌癥、心臟病、呼吸系統(tǒng)疾病、機(jī)體炎癥、細(xì)胞因子和趨化因子增加、白細(xì)胞增加等?，F(xiàn)代人一天約有百分之八十以上的時(shí)間停留在室內(nèi)，現(xiàn)代建筑物多半采用密閉式空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)空氣交換率低，若再加上室內(nèi)空氣污染源之存在，便會(huì)造成空氣污染的累積，使得室內(nèi)空氣質(zhì)量愈加惡化，常導(dǎo)致人體疲勞、頭暈、頭痛、喉嚨痛及眼睛與鼻子受刺激等癥狀。如何有效防治空氣污染和改善環(huán)境空氣衛(wèi)生已成為刻不容緩的任務(wù)和課題。調(diào)查表明室內(nèi)空氣污染物主要有粉塵、懸浮微顆粒、微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物。已有的多種空氣凈化技術(shù)主要包括灰塵過慮技術(shù)、氣體電離凈化技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)、化學(xué)處理等。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)檢索，已有數(shù)十種空氣凈化方法以及裝置，但這些凈化技術(shù)因?yàn)榇嬖诩夹g(shù)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、二次污染和去除污染物種類單一等困難，而難以推廣。要想很好的凈化室內(nèi)空氣，應(yīng)當(dāng)采取簡單、環(huán)保和廣譜有效的污染物清除技術(shù)。試驗(yàn)表明，粉塵、懸浮微顆粒、微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物都可被水溶液吸附，特別是利用空氣與水溶液表面在一定速度范圍內(nèi)通過對(duì)流摩擦，使水溶液表面能大大降低時(shí)，多種污染物可被水溶液高效吸附與溶解，可去除空氣中多種有害污染物，達(dá)到凈化空氣的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種水溶液吸附凈化空氣的方法，利用空氣與水溶液表面對(duì)流摩擦產(chǎn)生的高吸附性界面對(duì)空氣之中的污染物(如粉塵、懸浮微顆粒、微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等)進(jìn)行廣譜和高效的吸附和溶解，達(dá)到高效去除空氣中多種主要有害污染物的效果。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種水溶液吸附凈化空氣的方法，包括以下步驟第一步，將待凈化的空氣收集起來，為后續(xù)的凈化處理做好前期準(zhǔn)備；第二步，利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)待凈化的空氣高速流動(dòng)或通過液體驅(qū)動(dòng)裝置使得水溶液高速流動(dòng)；第三步，將所述空氣與水溶液表面相接觸并相對(duì)高速流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水溶液對(duì)空氣中污染物的吸附和溶解；第四步，當(dāng)使用的水溶液內(nèi)吸附的污染物濃度含量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，更換水溶液或者采取水溶液凈化的方法凈化后可再重復(fù)上述步驟凈化空氣。所述空氣，其流速以距水溶液表面0. 1米以內(nèi)所測得的流速計(jì)量，流速范圍為每秒0. 1米至100米。所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)裝置，為風(fēng)機(jī)。所述液體驅(qū)動(dòng)裝置，為水泵。所述水溶液，為自來水、淡水、溶入溶劑的水溶液。所述溶入溶劑的水溶液，其添加的溶劑為無機(jī)、有機(jī)輔助添加劑任意一種或者兩者的組合，形成的水溶液其鹽度為0至5%，酸堿度(PH)為5至10，酒精度為0至5%。本發(fā)明中，空氣與水溶液表面對(duì)流摩擦吸附是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，按其發(fā)生機(jī)理可分為物理凈化和化學(xué)凈化。二種過程相互影響，同時(shí)發(fā)生或相互交錯(cuò)進(jìn)行。物理凈化主要是通過稀釋、擴(kuò)散、吸附、沉淀等作用而實(shí)現(xiàn)的凈化?；瘜W(xué)凈化主要由水溶液理化條件變化所產(chǎn)生的氧化還原、化合分解、吸附凝聚、交換和絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的空氣凈化。凈化空氣的速率與空氣表面摩擦力、水溶液表面吸附能力和面積成正比?？諝馀c水溶液表面摩擦力增加，空氣凈化速度顯著增大。影響水溶液表面吸附能力的因素主要有水溶液的表面張力、成分、溫度、鹽度、酸堿度(PH)和酒精度以及空氣中污染物本身的性質(zhì)和濃
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/又寸。由于要求水溶液表面對(duì)空氣中的懸浮灰塵微粒，微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物等有高黏附性、吸附凝聚作用、交換和絡(luò)合作用、沉淀作用等，需要根據(jù)污染物本身的性質(zhì)和濃度等選擇使用純水溶液或者添加無機(jī)和有機(jī)輔助劑，溫度、鹽度、酸堿度 (PH)、酒精度等。本發(fā)明技術(shù)主要在于使空氣擦著水溶液表面對(duì)流摩擦，使得空氣與水溶液表面發(fā)生劇烈相互作用，通過低表面能的水溶液表面對(duì)污染物的高黏附、吸附凝聚、交換和絡(luò)合、 沉淀等作用而吸除空氣中的懸浮灰塵微粒，微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物等。由于懸浮灰塵微粒，微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種有毒有害物質(zhì)等易溶于水溶液，例如甲醛在純水溶液中的濃度最高可達(dá)55%，氨在20°C水中溶解度達(dá)34%。如果水中添加無機(jī)和有機(jī)輔助劑，可以更高效凈化空氣，還可以吸除空氣中的一些異味。本發(fā)明具有空氣凈化效率高、技術(shù)簡單、成本低廉、可以大規(guī)模推廣的特點(diǎn)。為解決空氣污染特別是室內(nèi)空氣污染問題提供了一種良好的環(huán)保方法，適合進(jìn)行工業(yè)化空氣凈化環(huán)保設(shè)備和電器開發(fā)。
具體實(shí)施例方式以下的實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1利用抽風(fēng)機(jī)或者排風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣，迫使待凈化的空氣通過氣體通道擦著水溶液表面流過，使得空氣高速摩擦水溶液面，空氣擦著水溶液表面流動(dòng)的速度以距水溶液表面0.1 米以內(nèi)所測得的最高流速為每秒10米。水溶液可以是自來水或者淡水(無機(jī)和有機(jī)輔助添加劑為0%，使水溶液的鹽度為0%，酸堿度(PH值)為7至8，酒精度為0%)。利用水溶液表面的高黏附性，通過吸附凝聚、交換和絡(luò)合、沉淀等作用，空氣每次通過摩擦水溶液面約可以吸除掉大部分空氣中的懸浮灰塵微粒，微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物等。 當(dāng)空氣多次通過摩擦水溶液面以后可以完全吸除掉空氣中的污染物。當(dāng)水溶液使用一段時(shí)間，水內(nèi)污染物的濃度比較高時(shí)，可以更換新鮮水溶液或者采取水溶液凈化的方法凈化后再使用。實(shí)施例2利用抽風(fēng)機(jī)或者排風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣，迫使待凈化的空氣通過氣體通道擦著水溶液表面流過，使得空氣高速摩擦水溶液面，空氣擦著水溶液表面流動(dòng)的速度以距水溶液表面0.1 米以內(nèi)所測得的最高流速為每秒0.1米。水溶液內(nèi)可以添加無機(jī)和有機(jī)輔助劑，使水溶液的鹽度為1%，酸堿度(PH值)為5，酒精度為0%。利用水溶液表面的高黏附性，通過吸附凝聚、交換和絡(luò)合、沉淀等作用，空氣每次通過摩擦水溶液面約可以吸除掉大部分空氣中的懸浮灰塵微粒，微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物等。當(dāng)空氣多次通過摩擦水溶液面以后可以完全吸除掉空氣中的污染物。當(dāng)水溶液使用一段時(shí)間，水內(nèi)污染物的濃度比較高時(shí)，可以更換新鮮水溶液或者采取水溶液凈化的方法凈化后再使用。實(shí)施例3利用抽風(fēng)機(jī)或者排風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣，迫使待凈化的空氣通過氣體通道擦著水溶液表面流過，使得空氣高速摩擦水溶液面，空氣擦著水溶液表面流動(dòng)的速度以距水溶液表面0.1 米以內(nèi)所測得的最高流速為每秒100米。水溶液內(nèi)可以添加無機(jī)和有機(jī)輔助劑，使水溶液的鹽度為5%，酸堿度(PH值)為10，酒精度為5%。利用水溶液表面的高黏附性，通過吸附凝聚、交換和絡(luò)合、沉淀等作用，空氣每次通過摩擦水溶液面約可以吸除掉大部分空氣中的懸浮灰塵微粒，微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物等。當(dāng)空氣多次通過摩擦水溶液面以后可以完全吸除掉空氣中的污染物。當(dāng)水溶液使用一段時(shí)間，水內(nèi)污染物的濃度比較高時(shí)，可以更換新鮮水溶液或者采取水溶液凈化的方法凈化后再使用。實(shí)施例4利用機(jī)械力攪動(dòng)水溶液，使水溶液表面在空氣中快速流動(dòng)，使得空氣高速摩擦水溶液表面，空氣與水溶液表面相對(duì)流動(dòng)速度以距水溶液表面0. 1米以內(nèi)所測得的最高流速為每秒30米，利用水溶液表面的高黏附性，通過吸附凝聚、交換和絡(luò)合、沉淀等作用而實(shí)現(xiàn)清除空氣中的懸浮灰塵微粒，微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物等。當(dāng)空氣多次摩擦水溶液面以后可以完全吸除掉空氣中的污染物。當(dāng)水溶液使用一段時(shí)間，水內(nèi)污染物的濃度比較高時(shí)，可以更換新鮮水溶液或者采取水溶液凈化的方法凈化后再使用。實(shí)施例5利用氣泵驅(qū)動(dòng)空氣通過管道插入水溶液中高速穿過，使得空氣高速摩擦水溶液表面，空氣與水溶液表面相對(duì)流動(dòng)速度以距水溶液表面0. 1米以內(nèi)所測得的最高流速為每秒 60米，利用水溶液表面的高黏附性，通過吸附凝聚、交換和絡(luò)合、沉淀等作用而實(shí)現(xiàn)清除空氣中的懸浮灰塵微粒，微生物、甲醛、苯并芘、氨氣等多種污染物等。當(dāng)空氣多次摩擦水溶液面以后可以完全吸除掉空氣中的污染物。當(dāng)水溶液使用一段時(shí)間，水內(nèi)污染物的濃度比較高時(shí)，可以更換新鮮水溶液或者采取水溶液凈化的方法凈化后再使用。
權(quán)利要求
1.一種水溶液吸附凈化空氣的方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，將待凈化的空氣收集起來，為后續(xù)的凈化處理做好前期準(zhǔn)備；第二步，利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)待凈化的空氣高速流動(dòng)或通過液體驅(qū)動(dòng)裝置使得水溶液高速流動(dòng)；第三步，將所述空氣與水溶液表面相接觸并相對(duì)高速流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水溶液對(duì)空氣中污染物的吸附和溶解；第四步，當(dāng)使用的水溶液內(nèi)吸附的污染物濃度含量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，更換水溶液或者采取水溶液凈化的方法凈化后可再重復(fù)上述步驟凈化空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶液吸附凈化空氣的方法，其特征是，所述空氣，其流速以距水溶液表面0. 1米以內(nèi)所測得的流速計(jì)量，流速范圍為每秒0. 1米至100米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶液吸附凈化空氣的方法，其特征是，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)裝置，為風(fēng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶液吸附凈化空氣的方法，其特征是，所述液體驅(qū)動(dòng)裝置，為水泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶液吸附凈化空氣的方法，其特征是，所述水溶液，為自來水、淡水、溶入溶劑的水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水溶液吸附凈化空氣的方法，其特征是，所述溶入溶劑的水溶液，其添加的溶劑為無機(jī)、有機(jī)輔助添加劑任意一種或者兩者的組合，形成的水溶液其鹽度為0至5%，酸堿度(pH)為5至10，酒精度為0至5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水溶液吸附凈化空氣的方法，包括以下步驟第一步，將待凈化的空氣收集起來，為后續(xù)的凈化處理做好前期準(zhǔn)備；第二步，利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)待凈化的空氣高速流動(dòng)或通過液體驅(qū)動(dòng)裝置使得水溶液高速流動(dòng)；第三步，將所述空氣與水溶液表面相接觸并相對(duì)高速流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水溶液對(duì)空氣中污染物的吸附和溶解；第四步，當(dāng)使用的水溶液內(nèi)吸附的污染物濃度含量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，更換水溶液或者采取水溶液凈化的方法凈化后可再重復(fù)上述步驟凈化空氣。本發(fā)明具有空氣凈化效率高、技術(shù)簡單、成本低廉、可以大規(guī)模推廣的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/02GK102512892SQ20111041290
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者張亞非, 張耀中 申請人:上海交通大學(xué)