本發(fā)明涉及空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種在液體中將氣體均勻分散為微氣泡的裝置及方法。

背景技術(shù)：

大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一，粉塵污染及化工廢氣是大氣污染物的重要來源。粉塵污染是由工業(yè)生產(chǎn)造成的固體小顆粒飛散在空氣中形成的大氣污染，化工廢氣是指在化工生產(chǎn)中由化工廠排出的有毒有害的氣體。隨著我國城市建設(shè)及工業(yè)的高速發(fā)展，粉塵污染及化工廢氣導(dǎo)致的空氣污染問題日益凸顯。大量的工業(yè)粉塵及化工廢氣排入大氣，必然使大氣環(huán)境質(zhì)量下降，給人體健康帶來嚴(yán)重危害，給國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。

近年來，我國因粉塵及化工廢氣導(dǎo)致的大氣污染頻繁發(fā)生。2010年2月24日，河北省秦皇島市驪驊淀粉廠發(fā)生粉塵爆炸事故，事故導(dǎo)致20人死亡、49人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失2千萬元。2012年1月，哈市東部地區(qū)化工廢氣污染嚴(yán)重，天氣煙霧濃厚，嚴(yán)重影響市民出行和生活；2013年3月27日，河北臨城4家石灰粉廠粉塵污染嚴(yán)重，工廠附近山丘、樹木都被白色粉末覆蓋，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳?。由此可見粉塵污染或廢氣引發(fā)的大氣污染嚴(yán)重影響人們的生活環(huán)境，影響了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，如何有效治理粉塵及廢氣污染是亟待解決的問題。

濕法除塵技術(shù)是使粉塵或廢氣與液體(一般為水)密切接觸，將粉塵或廢氣從空氣中分離出來的技術(shù)。濕法降塵技術(shù)由于占地面積小、操作簡單、能耗小的特點，在很多工業(yè)粉塵及廢氣治理領(lǐng)域具有較大的優(yōu)勢，但是該技術(shù)存在水氣交換不充分導(dǎo)致含有粉塵的空氣或廢氣不能充分分散在水體中。因此，導(dǎo)致粉塵或廢氣與水或者水霧充分接觸，而導(dǎo)致粉塵或廢氣處理效率低的缺點，因此這些缺點限制了濕法降塵技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域。

目前，關(guān)于將空氣分散入水中的方法有風(fēng)機(jī)導(dǎo)入法、曝氣法(常規(guī)曝氣、微孔曝氣、微納米曝氣)、水霧噴灑法等。

在發(fā)明名稱為“霧霾空氣過濾清理機(jī)”的中國專利(申請?zhí)枺?01410103534.7)中，公布了一種霧霾空氣過濾清理機(jī)，該過濾機(jī)由風(fēng)機(jī)不斷抽入導(dǎo)氣筒內(nèi)的霧霾空氣，經(jīng)過錐形分流器進(jìn)入水中，通過水過濾后冒出，然后在氣壓的作用下經(jīng)過過濾器的過濾有過濾器的出氣管排出水箱。由于該過濾機(jī)采用風(fēng)機(jī)及分流器把氣體導(dǎo)入水中，因此在霧霾空氣在水中產(chǎn)生的氣泡較大，與水的混勻程度有限，去除效果有限。通過過濾器來過濾空氣所需的過濾材料要求較高，長時間過濾器容易堵塞，過濾器的清洗維護(hù)也要耗費(fèi)一定的人力。

發(fā)明專利“高壓細(xì)水霧掘進(jìn)機(jī)降塵裝置”(申請?zhí)?013100918733)公布了一種水霧降塵裝置，水霧降塵是使用噴嘴進(jìn)行水霧噴灑從而產(chǎn)生粉塵沉降，這類水霧粉塵處理技術(shù)國內(nèi)也有很多廠家有了成型產(chǎn)品。這些水霧降塵技術(shù)噴灑多采用普通的噴嘴，由于水壓較低，嚴(yán)重地影響噴霧降塵效果。也有采用超聲波霧化(專利申請?zhí)?01210003416X)、泡沫降塵(專利申請?zhí)?012102489297、2013107288320)、預(yù)電荷噴霧(專利申請?zhí)?014206616722)等技術(shù)，從而提高塵粒與塵粒、霧粒與塵粒的凝聚效率以及霧化程度來提高粉塵的降塵效率，但由于這些霧化技術(shù)成本較高，操作較為復(fù)雜，因此在工程施工實際應(yīng)用中極少采用。

在發(fā)明名稱為“用于分散水中氣泡的多孔板增氧裝置”的中國專利(申請?zhí)枺?01510429787.8)中，公布了一種利用多孔板上(孔徑均為0.5mm～3mm)切割打散曝氣裝置鼓入水中的氣泡的裝置，該裝置適用于水質(zhì)凈化和水體增氧。由于多孔板上的孔徑是固定的，由于含有粉塵及廢氣的空氣中含有大量的顆粒物，采用多孔板裝置處理容易造成堵塞，影響粉塵及廢氣的處理效率。

在發(fā)明名稱為“一種高效的氣液反應(yīng)裝置”(申請?zhí)枺?016100601661)及“一種納米氣泡發(fā)生器及其應(yīng)用”(申請?zhí)枺?015107799310)的中國專利中，公布了利用微孔曝氣器及高速轉(zhuǎn)子葉輪結(jié)合微孔曝氣頭將氣體充分分散為微小氣泡的方法及裝置。微孔曝氣是利用微孔曝氣頭上的微小孔發(fā)生氣泡。由于粉塵污染及廢氣的空氣中含有大量的顆粒物，利用微孔曝氣及微納米曝氣極易造成堵塞，增大了處理能耗，且微孔曝氣及微納米曝氣處理量有限。

由此可見，上述粉塵或廢氣凈化裝置或是用風(fēng)機(jī)把空氣導(dǎo)入水中產(chǎn)生的氣泡較大，與水的混勻程度有限；或是向表面活性劑中通入比空氣輕的氣體增加人力物力，表面活性劑容易造成二次污染；或是采用曝氣的方法(如微孔曝氣、微納米曝氣)等方法，過濾機(jī)過濾霧霾空氣，對過濾材料要求較高，長時間過濾器容易堵塞，過濾器的清洗維護(hù)也要耗費(fèi)一定的人力。采用用曝氣的方法(如微孔曝氣、微納米曝氣)等方法，曝氣管容易產(chǎn)生堵塞，增大處理能耗。因此，開發(fā)一種處理簡單、處理方式不產(chǎn)生二次污染、不產(chǎn)生堵塞，能在液體中充分將含粉塵的空氣或廢氣均勻分散為微氣泡，從而提高粉塵及廢氣與液體的接觸效率的粉塵或廢氣凈化方法是非常必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在液體中把氣體(粉塵污染空氣或廢氣)均勻分散為微氣泡的方法和裝置，本發(fā)明設(shè)計巧妙、裝置結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行維護(hù)方便，可解決現(xiàn)有粉塵及廢氣處理技術(shù)存在的氣液交換不充分、容易堵塞、處理能耗大的問題。

一種在液體中將氣體均勻分散為微氣泡的裝置，包括容器、設(shè)于容器內(nèi)腔底部的孔隙擋網(wǎng)，孔隙擋網(wǎng)與容器底壁之間形成氣體充入腔，容器中裝入有凈化溶液，孔隙擋網(wǎng)上方設(shè)有由多個圓形散粒體堆砌而成的散粒體堆層，底層和上層之間的圓形散粒體相互配合形成多個相同大小的間隙，散粒體堆層上方設(shè)有散粒體擋網(wǎng)，孔隙擋網(wǎng)和散粒體擋網(wǎng)的孔隙的直徑小于散粒體的直徑，容器中插入有進(jìn)氣管道，進(jìn)氣管道由上至下依次穿過散粒體擋網(wǎng)、散粒體堆層后與孔隙擋網(wǎng)相連，含有粉塵的空氣或廢氣通過進(jìn)氣管道鼓入容器底部的氣體充入腔，然后向上方擴(kuò)散，含有粉塵的空氣或廢氣經(jīng)過散粒體堆層后被充分破碎為微氣泡分散至凈化溶液中進(jìn)行凈化。

進(jìn)一步的，圓形散粒體的直徑在2.5mm-10mm之間。

進(jìn)一步的，圓形散粒體由耐酸耐腐蝕的材料制成。

進(jìn)一步的，所述耐酸耐腐蝕的材料為玻璃或陶瓷。

進(jìn)一步的，孔隙擋網(wǎng)和散粒體擋網(wǎng)為鋼絲網(wǎng)。

進(jìn)一步的，所述凈化溶液為自來水或純水或酸、堿液。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣管道由衛(wèi)生級聚氯乙烯樹脂為主要原料制成的PVC-M管道組成。

進(jìn)一步的，孔隙擋網(wǎng)和散粒體擋網(wǎng)的四周固定在容器側(cè)壁。

進(jìn)一步的，靠孔隙擋網(wǎng)底部一側(cè)設(shè)置多個孔隙擋板支柱，用于支撐孔隙擋網(wǎng)。

一種在液體中將氣體均勻分散為微氣泡的方法，利用上述裝置進(jìn)行分散，所述方法包括如下步驟：含有粉塵的空氣或廢氣由葉輪高壓風(fēng)機(jī)鼓入進(jìn)氣管道，含有粉塵的空氣或廢氣由進(jìn)氣管道鼓入容器底部的氣體充入腔，然后由容器下方向上方擴(kuò)散，含粉塵的空氣或廢氣經(jīng)過散粒體堆層后被充分破碎為微氣泡分散至凈化溶液中，使得空氣中的粉塵和廢氣充分和凈化溶液中的液體接觸，凈化溶液對粉塵及廢氣產(chǎn)生吸附或化學(xué)反應(yīng)以使含有粉塵污染空氣及廢氣達(dá)到充分的凈化。

本發(fā)明利用散粒體堆層將粉塵污染空氣或廢氣分散為微氣泡分散至液體中，粉塵及廢氣與凈化溶液中的凈化溶液充分劇烈混合，從而分離至凈化溶液中。由于散粒體堆層是由單個散粒體堆砌而成，因此不存在微孔板或微孔曝氣管存在的堵塞問題。本發(fā)明解決目前粉塵污染空氣或廢氣濕法處理技術(shù)中采用的氣泡分散技術(shù)存在的氣泡較大、與水接觸不充分、容易堵塞及處理能耗大的問題，適用于工業(yè)企業(yè)、工程施工等各種場所產(chǎn)生的粉塵及廢氣治理，具有巨大的推廣應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例的俯視圖；

圖3是本發(fā)明在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例中孔隙擋網(wǎng)的俯視圖；

圖4是本發(fā)明在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例中散粒體堆層的堆砌結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—進(jìn)氣管道，2—凈化溶液，3—孔隙擋網(wǎng)，4—孔隙擋網(wǎng)支柱，5—散粒體擋網(wǎng)，6—圓形散粒體，7—散粒體堆層，8—容器。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

請參考圖1及圖2，本發(fā)明在液體中把氣體均勻分散為微氣泡的裝置其中一個實施例包括容器8、設(shè)于容器內(nèi)腔底部的孔隙擋網(wǎng)3，容器8中裝入有凈化溶液2。所述孔隙擋網(wǎng)3類似于鋼絲網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，孔隙擋網(wǎng)3的四周固定在容器8側(cè)壁，靠孔隙擋網(wǎng)3底部一側(cè)設(shè)置多個孔隙擋板支柱4，用于支撐孔隙擋網(wǎng)3。孔隙擋網(wǎng)3可設(shè)在容器8底部上方約1/5處。

所述孔隙擋網(wǎng)3上方設(shè)有由多個圓形散粒體6堆砌而成的散粒體堆層7，散粒體堆層7具有多層結(jié)構(gòu)(如圖4所示為四層)，底層和上層之間的圓形散粒體6相互配合形成多個相同大小的間隙。散粒體堆層7可根據(jù)需要堆放若干層，不同的堆放層數(shù)可產(chǎn)生不同直徑的均勻氣泡，產(chǎn)生不同的粉塵及廢氣凈化效果。

所述孔隙擋網(wǎng)3的孔隙大小可根據(jù)其上方堆放的散粒體6的粒徑進(jìn)行設(shè)置，孔隙擋網(wǎng)3的孔隙的直徑小于散粒體6的直徑。單個圓形散粒體6的直徑可在2.5mm-10mm之間，不同粒徑的圓形散粒體6堆積而成的圓形散粒體堆層7可產(chǎn)生不同大小的孔隙，粉塵污染空氣或廢氣經(jīng)過大小不同的空隙后可產(chǎn)生不同直徑的均勻氣泡。散粒體堆層7可根據(jù)需要堆放若干層，不同的堆放層數(shù)可產(chǎn)生不同直徑的均勻氣泡，產(chǎn)生不同的粉塵及廢氣凈化效果。

單個圓形散粒體6由耐酸耐腐蝕的材料(例如玻璃、陶瓷)制成，可根據(jù)處理不同來源粉塵及廢氣的需要，設(shè)置玻璃、陶瓷等材質(zhì)的圓形散粒體。含粉塵的空氣或廢氣經(jīng)過圓形散粒體6組成的散粒體堆層7后被充分破碎為微氣泡分散至凈化溶液2中，使得空氣中的粉塵和廢氣充分和凈化溶液2接觸，凈化溶液2對粉塵及廢氣產(chǎn)生吸附或化學(xué)反應(yīng)，從而使含有粉塵污染空氣及廢氣達(dá)到充分的凈化。

散粒體堆層7上方一定距離處設(shè)有散粒體擋網(wǎng)5(如圖3所示)，散粒體擋網(wǎng)5類似于鋼絲網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，四周固定在盛有凈化溶液2容器的四壁，用于防止由于空氣壓力導(dǎo)致散粒體6在凈化溶液中四散，確保散粒體堆層7可有效持續(xù)的分散微氣泡。散粒體擋網(wǎng)5的空隙直徑小于散粒體6的直徑。

容器8中插入有進(jìn)氣管道1，進(jìn)氣管道1由上至下依次穿過散粒體擋網(wǎng)5、散粒體堆層7后與孔隙擋網(wǎng)3相連。

進(jìn)入進(jìn)氣管道1中的粉塵污染空氣及廢氣可由葉輪高壓風(fēng)機(jī)鼓入，由于粉塵污染空氣及廢氣中含有某些毒害氣體(如含有酸堿的氣體)會對進(jìn)氣管道1造成一定的腐蝕，因此，進(jìn)氣管道6可由衛(wèi)生級聚氯乙烯樹脂為主要原料制成的PVC-M管道組成，具有較高的耐氣體沖擊及抗老化性強(qiáng)等優(yōu)點。進(jìn)氣管道1可設(shè)置在容器8的中央，為圓柱狀管或方形管道。進(jìn)氣管道1與設(shè)置在容器8底部的孔隙擋網(wǎng)3相連，向凈化溶液2中持續(xù)不斷輸送粉塵污染空氣或廢氣用于凈化。

凈化溶液2可根據(jù)處理粉污染空氣或廢氣的實際需要配置水基及液基。水基為水溶液(自來水或純水)，用于凈化可溶于水中的粉塵顆?；驈U氣顆粒物；液基為各種酸堿液及其他溶液，用于凈化含有酸、堿、及毒害氣體的廢氣。凈化溶液2的處理容量可根據(jù)需要通過風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，粉塵污染空氣或廢氣由容器8下方向上方擴(kuò)散。

本發(fā)明構(gòu)造新穎，風(fēng)機(jī)把含有粉塵的空氣或廢氣通過進(jìn)氣管道1鼓入容器8底部，容器8中設(shè)置有一定體積的凈化溶液2，粉塵污染空氣或廢氣由容器8下方向上方擴(kuò)散。含粉塵的空氣或廢氣經(jīng)過散粒體堆層7后被充分破碎為微氣泡分散至液體中，使得空氣中的粉塵和廢氣充分和凈化溶液2中的液體接觸，使粉塵污染空氣和廢氣中的粉塵顆粒洗入凈化溶液2中，同時廢氣中的氣相污染物和凈化溶液2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而得以凈化。

本發(fā)明設(shè)計巧妙、裝置結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行維護(hù)方便，可解決現(xiàn)有粉塵及廢氣處理技術(shù)存在的氣液交換不充分、容易堵塞、處理能耗大的問題，適用于工業(yè)企業(yè)、工程施工等各種場所產(chǎn)生的粉塵及廢氣治理，具有巨大的推廣應(yīng)用價值。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。